CN105404933A - 一种为配电网提升供电可靠性的计算系统及计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种为配电网提升供电可靠性的计算系统及计算方法，采用数据输入模块、数据分析模块及数据输出显示模块建立提升供电可靠性的计算系统。本发明从配电网可靠性的总体出发，考虑出符合多种情况的技术性、经济性的综合方案，立足于整体，着眼于局部，使决策更加科学合理。本发明能够帮助供电企业完成供电可靠性提升方案效益分析，优化供电可靠性提升方案投资决策，配电网供电可靠性提升方案技术与经济性算法能够切实给出每一种供电可靠性提升方案对于供电企业供电可靠性提升的作用及需要花费的投资。
Description
技术领域
本发明涉及配电网可靠性计算方法，具体涉及一种为配电网提升供电可靠性的计算系统及计算方法。
背景技术
随着科学技术和社会经济的发展、人民生活水平的提高，电能作为清洁的二次能源，在社会发展和日常生活中发挥着举足轻重的作用，其在社会总能源的消耗中所占比例也呈逐年增长趋势。信息化社会的发展更增加了对电能的依靠程度，对配电网的供电能力、供电质量和供电可靠性要求也愈来愈高，而电力供应的可靠程度直接对用户的生产生活以至整个社会运转都将发生广大的影响。随着社会和国民经济的快速发展以及人民生活水平的迅速提高，电力用户对供电可靠性也有了更高的要求。
供电可靠性是电力系统的规划、设计、施工、设备制造、生产运行等方面质量和管理水平的综合体现。在发达国家，供电可靠性已经成为配电系统规划决策中一项常规性指标。近年来，我国的电力企业也开始重视对供电可靠性的管理。由于供电可靠性问题而给用户造成的经济损失，将会成为今后电力市场电价机制完善中所要考虑的重要因素。
电力企业目前已经有成熟的系统，记录了很多可靠性指标，在此基础上利用系统数据，并分析数据挖掘潜在客观规律，在此基础上，对多年来的数据进行分析，研究数据背后潜在客观规律，提炼总结适用于配电网可靠性的科学的、经济的经营决策方案，将对未来供电企业发展产生巨大的推动作用，也是打造坚强的一流电网必然举措。
发明内容
本发明的目的在于提供一种为配电网提升供电可靠性的计算系统及计算方法，采用数据输入模块、数据分析模块及数据输出显示模块建立提升供电可靠性的计算系统。本发明从配电网可靠性的总体出发，考虑出符合多种情况的技术性、经济性的综合方案，立足于整体，着眼于局部，使决策更加科学合理。本发明能够帮助供电企业完成供电可靠性提升方案效益分析，优化供电可靠性提升方案投资决策，配电网供电可靠性提升方案技术与经济性算法能够切实给出每一种供电可靠性提升方案对于供电企业供电可靠性提升的作用及需要花费的投资。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种为配电网提升供电可靠性的计算系统，其特点是，该计算系统包含：
数据输入模块；
数据分析模块，与所述数据输入模块连接；
数据输出显示模块，与所述数据分析模块连接。
所述数据输入模块用于输入外部配电网可靠性系统中的可靠性数据及网架基础数据，该数据输入模块还用于输入预期可靠性目标以及现有的可靠性提升方案；
所述数据分析模块用于对所述数据输入模块输入的数据进行处理分析，并计算出外部配电网可靠性系统目前可靠性发展水平的定位及经营决策策略以及计算出可靠性提升的初步方案；
所述数据输出显示模块用于输出外部配电网可靠性系统的可靠性指标、目前外部配电网可靠性系统的经营决策策略以及建议方案。
一种为配电网提升供电可靠性的计算方法，其特点是，该计算方法包含：
S1，数据输入模块获取外部配电网可靠性系统中的可靠性数据及网架基础数据以及预期可靠性目标以及现有的可靠性提升方案，并将上述数据、方案输入至数据分析模块；
S2，所述数据分析模块对外部配电网可靠性系统的可靠性总体情况进行分析以及制定提升策略；
S3，所述数据分析模块对外部配电网可靠性系统提供相应的可靠性提升方案；
S4，数据输出显示模块输出并显示为外部配电网可靠性系统提供可靠性提升方案。
所述步骤S2包含：
S2.1，所述数据分析模块根据从所述数据输入模块获取的数据中对配电网供电区域进行划分及可靠性发展阶段定位；
S2.2，针对上述步骤S2.1定位的不同的可靠性发展阶段，所述数据分析模块规划相应的可靠性发展策略。
所述步骤S2.1包含：
S2.1.1，当所述数据分析模块获取一地区的供电可靠率低于99.828％，并且该地区用户平均停电时间在15小时以上时，则该数据分析模块判断该地区为满足供电能力阶段；跳转至步骤S2.2；
S2.1.2，当所述数据分析模块获取一地区的供电可靠率在99.828％～99.965％之间，并且该地区用户平均停电时间在9～15小时内时，则该数据分析模块判断该地区为中低可靠性供电能力阶段；跳转至步骤S2.2；
S2.1.3，当所述数据分析模块获取一地区的供电可靠率在99.965％～99.99％之间，并且该地区用户平均停电时间在3～9小时内时，则该数据分析模块判断该地区为中可靠性供电能力阶段；跳转至步骤S2.2；
S2.1.4，当所述数据分析模块获取一地区的供电可靠率在99.99％～99.999％之间，并且该地区用户平均停电时间在52分钟～3小时内，则该数据分析模块判断该地区为高可靠性供电能力阶段；跳转至步骤S2.2；
S2.1.5，当所述数据分析模块获取一地区的供电可靠率在99.999％以上，并且该地区用户平均停电时间在5分钟内，则该数据分析模块判断该地区为一流高可靠性供电能力阶段；跳转至步骤S2.2。
所述步骤S2.2包含：
S2.2.1，根据所述步骤S2.1.1，当判断某一地区为满足供电能力阶段时，所述数据分析模块规划的可靠性发展策略为：增加电源布点，从而实现提高供电能力，满足用户基本供电需求；跳转至步骤S3；
S2.2.2，根据所述步骤S2.1.2，当判断某一地区为中低可靠性供电能力阶段时，所述数据分析模块规划的可靠性发展策略为：增加电源布点、优化网络结构、更换老旧设备、提高线路绝缘化水平；从而在满足用户用电需求的同时，提高用户的供电可靠性；跳转至步骤S3；
S2.2.3，根据所述步骤S2.1.3，当判断某一地区为中可靠性供电能力阶段时，所述数据分析模块规划的可靠性发展策略为：发展热点区域并增加电源，增强网络结构，开展配电自动化建设；从而能够提高管理水平，满足用户不断提高的供电可靠性需求；跳转至步骤S3；
S2.2.4，根据所述步骤S2.1.4，当判断某一地区为高可靠性供电能力阶段时，所述数据分析模块规划的可靠性发展策略为：发展热点区域并增加电源，增强网络结构，全面开展配电自动化建设并提高建设标准；从而能够提升管理水平、引进新技术、满足用户的供电可靠性需求；
S2.2.5，根据所述步骤S2.1.5，当判断某一地区为一流高可靠性供电能力阶段时，所述数据分析模块规划的可靠性发展策略为：确保供电能力充足、网络结构完善，从而实现配电自动化高标准全覆盖，并且确保可靠性水平基本达到顶峰。
所述步骤S3包含：
S3.1，所述数据分析模块构建可靠性提升方案库；
S3.2，所述数据分析模块对可靠性提升方案进行技术性、经济性分析；
S3.3，所述数据分析模块选择符合实际获取的数据情况的可靠性提升方案。
如权利要求7所述的为配电网提升供电可靠性的计算方法，所述步骤S3.1包含：
S3.1.1，所述数据分析模块提供设备改造类方案，包含：架空裸导线绝缘化改造、更换老旧设备；跳转至步骤S3.2；
S3.1.2，所述数据分析模块提供网架优化类方案，包含：对单幅射线路进行改造增加联络开关、增加分段开关；跳转至步骤S3.2；
S3.1.3，所述数据分析模块提供管理提升类方案；包含：优化停电方案、加强维护与巡查、加强带电接火作业以及加强转供电管理；跳转至步骤S3.2；
S3.1.4，所述数据分析模块提供新技术引用类方案；包含：增加配电自动化、提供发电车临时发电；跳转至步骤S3.2；
S3.1.5，所述数据分析模块提供提高供电能力类方案；包含：增加电源；跳转至步骤S3.2。
所述步骤S3.2包含：
S3.2.1，针对所述步骤S3.1.1的设备改造类方案、所述步骤S3.1.2的网架优化类方案以及所述步骤S3.1.4的增加配电自动化方案，均采用量化计算的方法进行可靠性提升方案的技术性、经济性分析；
S3.2.2，针对所述步骤S3.1.3的管理提升类方案、所述步骤S3.1.4的提供发电车临时发电方案，采用模糊估算的方法进行可靠性提升方案的技术性、经济性分析。
所述步骤S3.3包含：
在由所述步骤S3.1提供的多种可靠性提升方案中，为了选择最优方案，在既定的目标可靠性要求下，求出方案组合所付出的投资额最小；也即在目标可靠性提升△T情况下，求最小的投资组合Pmin，此时的可靠性提升方案组合为最优方案。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明公开的一种为配电网提升供电可靠性的计算系统及计算方法，采用数据输入模块、数据分析模块及数据输出显示模块建立提升供电可靠性的计算系统。本发明从配电网可靠性的总体出发，考虑出符合多种情况的技术性、经济性的综合方案，立足于整体，着眼于局部，使决策更加科学合理。本发明能够帮助供电企业完成供电可靠性提升方案效益分析，优化供电可靠性提升方案投资决策，配电网供电可靠性提升方案技术与经济性算法能够切实给出每一种供电可靠性提升方案对于供电企业供电可靠性提升的作用及需要花费的投资。
附图说明
图1为本发明一种为配电网提升供电可靠性的计算系统的整体结构示意图。
图2为本发明一种为配电网提升供电可靠性的计算方法的整体流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1所示，一种为配电网提升供电可靠性的计算系统，该计算系统包含：数据输入模块1、数据分析模块2及数据输出显示模块3。其中，数据输入模块1、数据分析模块2及数据输出显示模块3依次连接。
本发明中，数据输入模块1用于输入外部配电网可靠性系统中的可靠性数据及网架基础数据，该数据输入模块1还用于输入预期可靠性目标以及现有的可靠性提升方案。
数据分析模块2用于对数据输入模块1输入的数据进行处理分析，并计算出外部配电网可靠性系统目前可靠性发展水平的定位及经营决策策略以及计算出可靠性提升的初步方案。
数据输出显示模块3用于输出外部配电网可靠性系统的可靠性指标、目前外部配电网可靠性系统的经营决策策略以及建议方案。
如图2所示，一种为配电网提升供电可靠性的计算方法，该计算方法包含：
S1，数据输入模块1获取外部配电网可靠性系统中的可靠性数据及网架基础数据以及预期可靠性目标以及现有的可靠性提升方案，并将上述数据、方案输入至数据分析模块2。
S2，数据分析模块2对外部配电网可靠性系统的可靠性总体情况进行分析以及制定提升策略。该步骤S2包含：
S2.1，数据分析模块2根据从数据输入模块1获取的数据中对配电网供电区域进行划分及可靠性发展阶段定位。该步骤S2.1包含：
S2.1.1，当数据分析模块2获取一地区的供电可靠率低于99.828％，并且该地区用户平均停电时间在15小时以上时，则该数据分析模块2判断该地区为满足供电能力阶段；跳转至步骤S2.2。
成为“满足供电能力阶段”的地区，社会经济发展水平不高，电源匮乏，供电能力不足，用户对供电可靠性要求不高。
S2.1.2，当数据分析模块2获取一地区的供电可靠率在99.828％～99.965％之间，并且该地区用户平均停电时间在9～15小时内时，则该数据分析模块2判断该地区为中低可靠性供电能力阶段；跳转至步骤S2.2。
上述“中低可靠性供电能力阶段”地区，社会经济有一定发展，供电能力稍显不足，电源点还需增加，用户对供电可靠性要求有所提高。
S2.1.3，当数据分析模块2获取一地区的供电可靠率在99.965％～99.99％之间，并且该地区用户平均停电时间在3～9小时内时，则该数据分析模块2判断该地区为中可靠性供电能力阶段；跳转至步骤S2.2。
上述“中可靠性供电能力阶段”地区，社会经济发展较快，除负荷发展热点区域外供电能力已满足要求，用户对供电可靠性要求进一步提高，供电可靠性水平迅速增长。
S2.1.4，当数据分析模块2获取一地区的供电可靠率在99.99％～99.999％之间，并且该地区用户平均停电时间在52分钟～3小时内，则该数据分析模块2判断该地区为高可靠性供电能力阶段；跳转至步骤S2.2。
上述“高可靠性供电能力阶段”地区，社会经济发展较快，除负荷发展热点区域外供电能力已满足要求，用户对供电可靠性要求较高，供电可靠性水平较高。
S2.1.5，当数据分析模块2获取一地区的供电可靠率在99.999％以上，并且该地区用户平均停电时间在5分钟内，则该数据分析模块2判断该地区为一流高可靠性供电能力阶段；跳转至步骤S2.2。
上述“一流高可靠性供电能力阶段”地区，社会经济发展到国际先进水平，供电能力已满足要求，用户对供电可靠性要求苛刻，供电可靠性水平已增加到很高。
S2.2，针对上述步骤S2.1定位的不同的可靠性发展阶段，数据分析模块2规划相应的可靠性发展策略。该步骤S2.2包含：
S2.2.1，根据步骤S2.1.1，当判断某一地区为满足供电能力阶段时，数据分析模块2规划的可靠性发展策略为：增加电源布点，从而实现提高供电能力，满足用户基本供电需求；跳转至步骤S3。
S2.2.2，根据步骤S2.1.2，当判断某一地区为中低可靠性供电能力阶段时，数据分析模块2规划的可靠性发展策略为：增加电源布点、优化网络结构、更换老旧设备、提高线路绝缘化水平；从而在满足用户用电需求的同时，提高用户的供电可靠性；跳转至步骤S3。
S2.2.3，根据步骤S2.1.3，当判断某一地区为中可靠性供电能力阶段时，数据分析模块2规划的可靠性发展策略为：发展热点区域并增加电源，增强网络结构，开展配电自动化建设；从而能够提高管理水平，满足用户不断提高的供电可靠性需求；跳转至步骤S3。
S2.2.4，根据步骤S2.1.4，当判断某一地区为高可靠性供电能力阶段时，数据分析模块2规划的可靠性发展策略为：发展热点区域并增加电源，增强网络结构，全面开展配电自动化建设并提高建设标准；从而能够提升管理水平、引进新技术、满足用户的供电可靠性需求。
S2.2.5，根据步骤S2.1.5，当判断某一地区为一流高可靠性供电能力阶段时，数据分析模块2规划的可靠性发展策略为：确保供电能力充足、网络结构完善，从而实现配电自动化高标准全覆盖，并且确保可靠性水平基本达到顶峰。
S3，数据分析模块2对外部配电网可靠性系统提供相应的可靠性提升方案。该步骤S3包含：
S3.1，数据分析模块2构建可靠性提升方案库。该步骤S3.1包含：
S3.1.1，数据分析模块2提供设备改造类方案，包含：架空裸导线绝缘化改造、更换老旧设备；跳转至步骤S3.2。
本实施例中，架空裸导线绝缘化改造的具体做法为：采用架空绝缘线取代架空裸导线，减少架空线路因树木碰触和异物接触等原因发生跳闸的概率。
更换老旧设备的具体做法为：更换老旧的设备，老旧配电设备包括电缆、柱上开关、开关柜和配变等。老旧设备的故障率较高更换新的设备可有效降低设备的故障率，从而减少停电时间。
S3.1.2，数据分析模块2提供网架优化类方案，包含：对单幅射线路进行改造增加联络开关、增加分段开关；跳转至步骤S3.2。
本实施例中，增加分段开关的具体做法为：对有联络开关的架空线路增加分段、分支开关，在线路故障时，一方面由于故障段的用户数减少从而减少了故障段的用户数。另一方面将有更多的用户可通过重合闸或者转供操作尽快恢复供电，从而减少等待故障元件的修复的时间及用户数。
S3.1.3，数据分析模块2提供管理提升类方案；包含：优化停电方案、加强维护与巡查、加强带电接火作业以及加强转供电管理；跳转至步骤S3.2。
本实施例中，优化停电方案的具体做法为：减少线路的重复停电，以及停电范围等，可减少方案数量，进而降低停电时户数。加强维护与巡查能够实现：可提前发现隐患，将可能发生的故障转换为预安排停电，减少了故障排查时间，缩小了停电范围，进而降低停电时户数。加强带电接火作业主要包括：带电测试、带电维修以及带电检查，新建、扩建用户变压器，安装计量表计等业扩施工作业往往需要整段10kV馈线停电，对沿线用户生产生活造成很大的不便。10kV架空网的用户带电接火作业则可以不影响沿线用户的正常用电。一般配网业扩工程的作业时间为3～4小时。采用带电作业可以使由此引起的用户停电时间降为零。另外，对于处理低压下户线路、断开接点、更换合成绝缘子以及处理导线上的杂物等作业也均可以采用带电作业完成。
S3.1.4，数据分析模块2提供新技术引用类方案；包含：增加配电自动化、提供发电车临时发电；跳转至步骤S3.2。
本实施例中，提供发电车临时发电方案的具体做法为：当居民楼宇的公用配电变压器故障，或者因施工等原因停电时，将会造成长时间停电时，采用发电车提供对用户的临时供电，能降低停电时户数。
在配电网发生故障时，配电自动化方案能够实现快速进行故障定位，自动隔离故障区段，恢复非故障区域的供电，减小停电范围。配电网正常运行时，实现对馈线分段开关与联络开关的状态和馈线电流、电压情况的远方实时监视，并实现线路开关的远方合闸和分闸操作。
S3.1.5，数据分析模块2提供提高供电能力类方案；包含：增加电源；跳转至步骤S3.2。
本实施例中，增加电源方案的具体做法为：新建变电站和扩建变电站，降低限电时间。
S3.2，数据分析模块2对可靠性提升方案进行技术性、经济性分析。步骤S3.2包含：
S3.2.1，针对步骤S3.1.1的设备改造类方案、步骤S3.1.2的网架优化类方案以及步骤S3.1.4的增加配电自动化方案，均采用量化计算的方法进行可靠性提升方案的技术性、经济性分析。
本发明中，针对上述方案进行的量化计算具体操作如下：
针对架空裸导线绝缘化改造方案(方案A)，经济效益分析计算方法为：
ΔSH＝SH裸*(1-λ绝缘)；
其中，SH裸(h·户)：上一年度因裸导线故障而产生的时户数；λ绝缘(次/km·年)：绝缘架空线的单位长度年故障率。
针对架空裸导线绝缘化改造方案(方案A)，投资估算分析计算方法为：
C总＝ZJ*L裸；
其中，L裸(km)：上一年度裸导线的总长度；ZJ(km·万元)：每公里的综合投资。
针对更换老旧设备改造方案(方案B)，经济效益分析计算方法为：
ΔSH＝SH老化-[L老旧*RLFI*MDLOI+n老旧配变*RTFI*MDTOI+(n老旧断路器+n老旧负 荷开关)*RBFI*MDBOI]；
其中，SH老化(h·户)：上一年度因设备老化而造成的停电时户数；运行年限21年及以上的老旧设备：L老旧(km)，老旧线路(一般指架空线)长度；n老旧配变(台)，老旧配变台数；n老旧断路器(台)，老旧断路器台数；n老旧负荷开 关(台)，老旧负荷开关台数；RTFI[次/(100KM·年)]：上一年度变压器故障停电率；MDTOI(h/次)：变压器停电平均持续时间；RBFI[次/(100KM·年)]：断路器故障停电率；MDBOI(h/次)：断路器停电平均持续时间；RLFI[次/(100km·年)]：架空线路故障停电率；MDLOI(h/次)：架空线路停电平均持续时间。
针对更换老旧设备改造方案(方案B)，投资估算分析计算方法为：
C总＝ZJ线路*L老旧线路+ZJ配变*n老旧配变+ZJ断路器*n老旧断路器+ZJ负荷开关*n老旧负荷开关
其中，ZJ线路(万元/km)：线路改造单位长度综合造价；ZJ配变(万元/km)：配变改造单台综合造价；ZJ断路器(万元/km)：断路器单台综合造价；ZJ负荷开关(万元/km)：负荷开关单台综合造价。
针对对单幅射线路进行改造增加联络开关方案(方案C)，经济效益分析计算方法为：
其中，
n架空(条):统计出上一年度公用架空线路无联络线路条数；
n电缆(条)：公用电缆线路无联络线路条数；
L架空(km)：架空线路总长度；
N架空(条)：架空线路总条数；
L电缆(万元)：电缆线路总长度；
N电缆(条)：架空线路总条数；
RLFI[次/(100km·年)]：架空线路故障停电率；
MDLOI(h/次)：架空线路停电平均持续时间；
RCFI[次/(100km·年)]：电缆线路故障停电率；
MDCOI(h/次)：电缆线路停电平均持续时间；
(个)：增加后的平均分段开关数(见方案D)；
(户)：目标每段平均户数为。
针对对单幅射线路进行改造增加联络开关方案(方案C)，投资估算分析计算方法为：
C总＝ZJ*n联络＝ZJ*(n架空+n电缆)；
其中，ZJ(万元)：增加一个联络的综合造价；n联络(个)：增加的联络个数。
针对增加分段开关方案(方案D)，经济效益分析计算方法为：
其中，N架空(条)：上一年度总的架空线条数；m用户(户)：架空线路用户总数；n分段(个)：分段开关总数；M(户)：总用户数；T(h)：统计时间(取8760小时)；SH(h·户)：总时户数；(户)：目标每段平均户数；(户/段)：每段平均户数。
针对增加分段开关方案(方案D)，投资估算分析计算方法为：
其中，ZJ(万元/个)：投资一个杆刀需要的综合造价；Δn分段：增加的分段开关个数。
针对提供发电车临时发电改造方案(方案J)，经济效益分析计算方法为：
ΔSH＝t发电*n发电次数*(n’发电车-n发电车)；
其中，n发电车(辆)：公司现有发电车数量；n发电次数[次/(辆·年)]：每辆车每年出动次数；n’发电车(辆)：目标发电车数量；t发电(h/次)：每次发电时间。
针对提供发电车临时发电改造方案(方案J)，投资估算分析计算方法为：
C总＝C发电车*(n’发电车-n发电车)；
其中，C发电车[万元/(辆·年)]：每辆车年运行成本。
S3.2.2，针对步骤S3.1.3的管理提升类方案、步骤S3.1.4的提供发电车临时发电方案，采用模糊估算的方法进行可靠性提升方案的技术性、经济性分析。
本发明中，针对上述方案进行的模糊估算的具体操作如下：
针对优化停电方案(方案E)，经济效益分析计算方法为：
ΔSH＝k*SH预安排；
其中，k(％)：每年可降低预安排停电的百分比；SH预安排(h·户):上一年度预安排停电的时户数。
针对优化停电方案(方案E)，投资估算分析计算方法为：
C总＝C优化；
其中，C优化(万元)：预计投入。
针对加强维护与巡查改造方案(方案F)，经济效益分析计算方法为：
ΔSH＝k*SH故障；
其中，k(％)：每年为呼吁巡查可降低故障停电的百分比；SH故障(h·户)：上一年度故障停电的时户数。
针对加强维护与巡查改造方案(方案F)，投资估算分析计算方法为：
C总＝C加强巡查；
其中，C加强巡查(万元)：预计投入。
针对加强带电接火作业改造方案(方案G)，经济效益分析计算方法为：
ΔSH＝SH业扩-SH业扩/k’带电*k带电；
其中，k带电(％)：上一年度带电作业率；SH业扩(h·户)：因业扩原因造成的停电时户数；为k’带电(％)：目标带电作业率。
针对加强带电接火作业改造方案(方案G)，投资估算分析计算方法为：
C总＝C带电/k带电*k’带电-C带电；
其中，C带电(万元)：上一年度带电作业成本。
针对加强转供电管理改造方案(方案H)，经济效益分析计算方法为：
ΔSH＝SH-SH/k’转供*k转供；
其中，k转供(％)：上一年度转供电率；SH(h·户)：总停电时户数；k’转供(％)：目标转供电率。
针对加强转供电管理改造方案(方案H)，投资估算分析计算方法为：
C总＝C转供；
其中，C转供(万元)：预计投入成本。
针对增加配电自动化改造方案(方案J)，经济效益分析计算方法为：
ΔSH＝SH故障*(h1-hmin)/h1；
其中，SH故障(h·户)：上一年度转故障停电时户数；h1(h)：单次故障处理时间；h2(h)：无自动化单次故障处理时间；hmin(h)：单次故障处理时间最小时间。
针对增加配电自动化改造方案(方案J)，投资估算分析计算方法为：
C总＝k’自动化*C1/(1-k自动化)-k自动化*C1/(1-k自动化)；
k’自动化＝(h2-hmin)/(h2-h1)*k自动化；
其中，k自动化(％)现状自动化覆盖率；k’自动化(％)：自动化覆盖率目标值；C1(万元)：自动化覆盖率100％需要的投资额。当自动化率达到k’自动化时，再提高自动化覆盖率对可靠性数据的提升效果基本可以忽略不计。
上述步骤S3.2.1及步骤S3.2.2提及的所有改造方案中，单位投资效益算法为：
r＝ΔSH/C总；
其中，ΔSH为每年可降低的时户数，单位：h·户；C总为总投资，单位：万元；r为单位投资效益，单位：h·户/万元。
S3.3，数据分析模块2选择符合实际获取的数据情况的可靠性提升方案。该步骤S3.3包含：
在由步骤S3.1提供的多种可靠性提升方案中，为了选择最优方案，在既定的目标可靠性要求下，求出方案组合所付出的投资额最小；也即在目标可靠性提升△T情况下，求最小的投资组合Pmin，此时的可靠性提升方案组合为最优方案。
本实施例中，目标可靠性提升△T的计算公式为：
△T＝Fa*Pa+Fb*Pb+Fc*Pc+…；
其中，△T为满足可靠性要求需降低的时户数；Fa为方案A单位投资可靠性提升时户数，Fb为方案B单位投资可靠性提升时户数，Fc为方案C单位投资可靠性提升时户数……；Pa为方案A需要投资的费用，Pb为方案B要投资的费用……
本实施例中，最小的投资组合Pmin的计算公式为：
P＝Pa+Pb+Pc+…。
本实施例中，可靠性提升优化方案分析策略如下：
计算满足目标△T情况下，可靠性提升最优方案组合；若可降低的时户数上限TMAX1>△T，方案一则为最优方案；若TMAX1+TMAX2>△T，则方案一、方案二的组合方案为最优方案；若TMAX1+TMAX2+TMAXn>△T，则方案一、方案二和方案N的组合方案为最优方案。
计算最优组合方案需要的投入P，P＝Pa+Pb+…。
S4，数据输出显示模块3输出并显示为外部配电网可靠性系统提供可靠性提升方案。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种为配电网提升供电可靠性的计算系统，其特征在于，该计算系统包含：
数据输入模块；
数据分析模块，与所述数据输入模块连接；
数据输出显示模块，与所述数据分析模块连接。
2.如权利要求1所述的为配电网提升供电可靠性的计算系统，其特征在于，所述数据输入模块用于输入外部配电网可靠性系统中的可靠性数据及网架基础数据，该数据输入模块还用于输入预期可靠性目标以及现有的可靠性提升方案；
所述数据分析模块用于对所述数据输入模块输入的数据进行处理分析，并计算出外部配电网可靠性系统目前可靠性发展水平的定位及经营决策策略以及计算出可靠性提升的初步方案；
所述数据输出显示模块用于输出外部配电网可靠性系统的可靠性指标、目前外部配电网可靠性系统的经营决策策略以及建议方案。
3.一种为配电网提升供电可靠性的计算方法，其特征在于，该计算方法包含：
S1，数据输入模块获取外部配电网可靠性系统中的可靠性数据及网架基础数据以及预期可靠性目标以及现有的可靠性提升方案，并将上述数据、方案输入至数据分析模块；
S2，所述数据分析模块对外部配电网可靠性系统的可靠性总体情况进行分析以及制定提升策略；
S3，所述数据分析模块对外部配电网可靠性系统提供相应的可靠性提升方案；
S4，数据输出显示模块输出并显示为外部配电网可靠性系统提供可靠性提升方案。
4.如权利要求3所述的为配电网提升供电可靠性的计算方法，其特征在于，所述步骤S2包含：
S2.1，所述数据分析模块根据从所述数据输入模块获取的数据中对配电网供电区域进行划分及可靠性发展阶段定位；
S2.2，针对上述步骤S2.1定位的不同的可靠性发展阶段，所述数据分析模块规划相应的可靠性发展策略。
5.如权利要求4所述的为配电网提升供电可靠性的计算方法，其特征在于，所述步骤S2.1包含：
S2.1.1，当所述数据分析模块获取一地区的供电可靠率低于99.828％，并且该地区用户平均停电时间在15小时以上时，则该数据分析模块判断该地区为满足供电能力阶段；跳转至步骤S2.2；
S2.1.2，当所述数据分析模块获取一地区的供电可靠率在99.828％～99.965％之间，并且该地区用户平均停电时间在9～15小时内时，则该数据分析模块判断该地区为中低可靠性供电能力阶段；跳转至步骤S2.2；
S2.1.3，当所述数据分析模块获取一地区的供电可靠率在99.965％～99.99％之间，并且该地区用户平均停电时间在3～9小时内时，则该数据分析模块判断该地区为中可靠性供电能力阶段；跳转至步骤S2.2；
S2.1.4，当所述数据分析模块获取一地区的供电可靠率在99.99％～99.999％之间，并且该地区用户平均停电时间在52分钟～3小时内，则该数据分析模块判断该地区为高可靠性供电能力阶段；跳转至步骤S2.2；
S2.1.5，当所述数据分析模块获取一地区的供电可靠率在99.999％以上，并且该地区用户平均停电时间在5分钟内，则该数据分析模块判断该地区为一流高可靠性供电能力阶段；跳转至步骤S2.2。
6.如权利要求5所述的为配电网提升供电可靠性的计算方法，其特征在于，所述步骤S2.2包含：
S2.2.1，根据所述步骤S2.1.1，当判断某一地区为满足供电能力阶段时，所述数据分析模块规划的可靠性发展策略为：增加电源布点，从而实现提高供电能力，满足用户基本供电需求；跳转至步骤S3；
S2.2.2，根据所述步骤S2.1.2，当判断某一地区为中低可靠性供电能力阶段时，所述数据分析模块规划的可靠性发展策略为：增加电源布点、优化网络结构、更换老旧设备、提高线路绝缘化水平；从而在满足用户用电需求的同时，提高用户的供电可靠性；跳转至步骤S3；
S2.2.3，根据所述步骤S2.1.3，当判断某一地区为中可靠性供电能力阶段时，所述数据分析模块规划的可靠性发展策略为：发展热点区域并增加电源，增强网络结构，开展配电自动化建设；从而能够提高管理水平，满足用户不断提高的供电可靠性需求；跳转至步骤S3；
S2.2.4，根据所述步骤S2.1.4，当判断某一地区为高可靠性供电能力阶段时，所述数据分析模块规划的可靠性发展策略为：发展热点区域并增加电源，增强网络结构，全面开展配电自动化建设并提高建设标准；从而能够提升管理水平、引进新技术、满足用户的供电可靠性需求；
S2.2.5，根据所述步骤S2.1.5，当判断某一地区为一流高可靠性供电能力阶段时，所述数据分析模块规划的可靠性发展策略为：确保供电能力充足、网络结构完善，从而实现配电自动化高标准全覆盖，并且确保可靠性水平基本达到顶峰。
7.如权利要求3所述的为配电网提升供电可靠性的计算方法，其特征在于，所述步骤S3包含：
S3.1，所述数据分析模块构建可靠性提升方案库；
S3.2，所述数据分析模块对可靠性提升方案进行技术性、经济性分析；
S3.3，所述数据分析模块选择符合实际获取的数据情况的可靠性提升方案。
8.如权利要求7所述的为配电网提升供电可靠性的计算方法，其特征在于，所述步骤S3.1包含：
S3.1.1，所述数据分析模块提供设备改造类方案，包含：架空裸导线绝缘化改造、更换老旧设备；跳转至步骤S3.2；
S3.1.2，所述数据分析模块提供网架优化类方案，包含：对单幅射线路进行改造增加联络开关、增加分段开关；跳转至步骤S3.2；
S3.1.3，所述数据分析模块提供管理提升类方案；包含：优化停电方案、加强维护与巡查、加强带电接火作业以及加强转供电管理；跳转至步骤S3.2；
S3.1.4，所述数据分析模块提供新技术引用类方案；包含：增加配电自动化、提供发电车临时发电；跳转至步骤S3.2；
S3.1.5，所述数据分析模块提供提高供电能力类方案；包含：增加电源；跳转至步骤S3.2。
9.如权利要求8所述的为配电网提升供电可靠性的计算方法，其特征在于，所述步骤S3.2包含：
S3.2.1，针对所述步骤S3.1.1的设备改造类方案、所述步骤S3.1.2的网架优化类方案以及所述步骤S3.1.4的增加配电自动化方案，均采用量化计算的方法进行可靠性提升方案的技术性、经济性分析；
S3.2.2，针对所述步骤S3.1.3的管理提升类方案、所述步骤S3.1.4的提供发电车临时发电方案，采用模糊估算的方法进行可靠性提升方案的技术性、经济性分析。
10.如权利要求7所述的为配电网提升供电可靠性的计算方法，其特征在于，所述步骤S3.3包含：
在由所述步骤S3.1提供的多种可靠性提升方案中，为了选择最优方案，在既定的目标可靠性要求下，求出方案组合所付出的投资额最小；也即在目标可靠性提升△T情况下，求最小的投资组合Pmin，此时的可靠性提升方案组合为最优方案。
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|---|---|---|---|
| CN201510749949.6A CN105404933A (zh) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | 一种为配电网提升供电可靠性的计算系统及计算方法 |
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