CN105426994A - 配电网备选建设项目的优化选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电网备选建设项目的优化选择方法，包括确定备选项目所在区域，收集备选区域的电网现状指标；对各备选项目对所在区域带来的成效进行量化评价；对成效进行归一化评分；对备选项目制定规划目标；建立备选项目成效与规划指标的映射关系，调整成效权重，计算各备选项目的评分；根部各备选项目的评分、各备选项目资金需求和可用资金总额，获得最优的备选建设项目的选择结果。本发明由于制定了项目成效属性和量化规则，建立归一化方法和映射关系，动态调整成效的权重及评分，并基于可用资金总额约束和规划目标约束获得最优的配电网备选建设项目的选择方案，因此提高了项目成效与规划目标的关联性，优化了分配效率，提高了资源利用率。

Description

配电网备选建设项目的优化选择方法

技术领域

本发明具体涉及一种配电网备选建设项目的优化选择方法。

背景技术

我国电力市场的逐步形成和电力企业体制改革的不断深化，对配电网的可靠供电和经济运行提出了更高的要求。同时，由于配电网建设周期长、参与方众多、对于备选的建设项目的决策评价过程复杂和不确定因素增加等特点，对待建设项目的优化选择提出了新的挑战。

目前，配电网各阶段(各年度)的规划目标非常明确，涉及配电网的各项规划指标都以导则等形式加以了量化。在投资规模无严格限制、投资资金充分的情况下，实现规划目标压力不大。但事实上，最近几年投资规模远达不到预期需求，致使涉及配电网的主要规划指标难以实现、部分指标甚至相差甚远，这一方面是由于配网建设投资相对滞后于地区的经济发展造成的，但项目投资缺乏完善的评价指标体系和方法，投资额在不同类型项目、不同电压等级、不同地区间的分布不合理导致的配网建设项目的重复投资等也是重要的一个方面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种项目成效与规划目标关联性好、能够优化配电网建设分配效率的配电网备选建设项目的优化选择方法。

本发明提供的这种配电网备选建设项目的优化选择方法，主要包括如下步骤：

S1.确定配电网备选建设项目的建设区域，收集备选项目所在区域电网的现状指标；

S2.对各个备选项目对所在区域带来的成效，逐一进行量化评价；

S3.根据步骤S2的量化评价结果，对备选项目的成效逐一进行归一化评分；

S4.对备选项目制定规划目标；

S5.根据步骤S4的规划目标，建立备选项目的成效与规划指标的映射关系，调整成效的权重，并计算各个备选项目的评分；

S6.根据步骤S5得到的各个备选项目的评分、各个备选项目的资金需求和可用资金总额，计算得到最优的配电网备选项目的优化选择结果。

步骤1所述现状指标，包括电压等级、供电能力、供电质量、电网结构、电网设备、地区政策和效率效益。

步骤2所述的成效，包括新增变电容量、新增配变容量、解决高压重载线路、解决高压重载主变、解决中压重载线路、改善变电站均衡度、改善高压线路负载均衡度、改善中压线路负载均衡度、改善中压配变负载均衡度、解决低电压用户数、改善电压质量、减少系统平均停电时间、减少用户平均停电时间、解决单线单变、新增变电站、缩短中压供电半径、解决高压配电网N-1、解决中压配电线路N-1、新增电缆长度、新增绝缘线路长度、更换高损配变台数、新增非晶合金配变台数、改造未改村、改造完善村、改造电气化村、满足新能源送出、降低线损、增供负荷、增供电量和工程投资。

步骤2所述的量化评价为采用分级评价、数值评价和逻辑评价三种：

所述的分级评价为采用模糊语言评价，分为“显著、明显、一般、微小、无”；采用分级评价的成效属性有：改善变电站均衡度、改善高压线路负载均衡度、改善中压线路负载均衡度、改善中压配变负载均衡度、改善电压质量、减少系统平均停电时间、减少用户平均停电时间、缩短中压供电半径和降低线损；

所述的数值评价为采用该属性直接解决问题的数量；采用数值评价的成效有：新增变电容量、新增配变容量、解决高压重载线路、解决高压重载主变、解决中压重载线路、解决低电压用户、解决单线单变、解决高压配电网N-1、解决中压配电线路N-1、新增电缆长度、新增绝缘线路长度、更换高损配变台数、新增非晶合金配变台数、增供负荷、增供电量和工程投资；

所述的逻辑评价为采用二值逻辑评价，分为“是”和“否”；采用逻辑评价的成效属有：新增变电站、改造未改村、改造完善村、改造电气化村和满足新能源送出。

步骤S3所述的归一化评分，包括如下步骤：

1)对采用分级评价的成效，规定第i个项目对应于第j个成效的分级评价为“显著、明显、一般、微小、无”，则其归一化评分为“1、0.8、0.5、0.2、0”；

2)对采用数值评价的成效，采用隶属函数进行归一化评分，包括如下步骤：

①成本型隶属函数：工程投资采用成本型隶属函数；

第i个项目的第j个成效的归一化值为 $V_{i,j}=\left\{\begin{array}{cc}-\frac{1}{12d}x+1& 0<x<1.2d\\ -\frac{2}{d}x+3.3& 1.2d\&le;x\&le;1.5d\\ -\frac{9}{5d}+3.6& 1.5d<x<2d\end{array}\right.$

式中x为评价的成效数值，即为备选项目的总造价；d为项目的平均造价；

②效益型隶属函数：解决高压重载线路、解决高压重载主变、解决中压重载线路、解决低电压用户、解决单线单变、解决高压配电网N-1、解决中压配电线路N-1、更换高损配变台数、增供负荷和增供电量的成效采用效益型隶属函数；

第i个项目的第j个成效的归一化值为

$V_{i,j}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{1}{d1}\&CenterDot;x& 0<x<d_1\\ \frac{v2-v1}{d2-d1}x+v2-\frac{d2(v2-v1)}{d2-d1}& d_1\&le;x\&le;d_2\\ \frac{v2-1}{d2-d3}x+1-\frac{d3(v2-1)}{d2-d3}& d_2<x<d_3\end{array}\right.$

式中，x为成效的评价数值，d1、d2、d3、v1和v2的取值如下表1所示：

表1效益型隶属函数主要参数取值表

③适中型隶属函数：新增变电容量、新增配变容量、新增电缆长度、新增绝缘线路长度和新增非晶合金配变台数的成效采用适中型隶属函数；

第i个项目的第j个成效的归一化值为

$V_{i,j}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{1}{d1}\&CenterDot;x& 0<x<d_1\\ 1& d_1\&le;x\&le;d_2\\ \frac{1}{d2-d3}x+1-\frac{d2}{d2-d3}& d_2<x<d_3\end{array}\right.$

式中，x为成效的评价数值，d1、d2、d3、v1和v2的取值如下表2所示：

表2效益型隶属函数主要参数取值表

3)对采用逻辑评价的成效，第i个项目的第j个成效的归一化值为

步骤S4所述的规划目标，包括容载比、户均配变容量、高压重载线路占比、高压重载主变占比、中压重载线路占比、变电站负载均衡度、高压线路负载均衡度、中压线路负载均衡度、中压配变负载均衡度、低电压用户数占比、电压合格率、供电可靠率、单线单变占比、高压供电半径、中压供电半径、高压配电网N-1通过率、中压配电线路N-1通过率、电缆化率、绝缘化率、高损配变占比、非晶合金配变占比、未改村改造率、完善村改造率、电气化县个数、分布式电源接入率、线损率、单位投资增供负荷和单位投资增供电量。

步骤S5所述的建立备选项目的成效与规划指标的映射关系，调整成效的权重，并计算各个备选项目的评分，包括如下步骤：

1)确定规划指标与成效的函数关系F_i＝f(P₁,…,P_j,…,P_m)，具体包括：

F₁＝(P₁+P_1，0)/Q₁

式中：F1为容载比，P1为新增变电容量，P_1，0为该电压等级已有变电容量，Q₁为该电压等级预测的最大网供负荷；

F₂＝(P₂+P_2，0)/Q₂

式中：F2为户均配变容量，P2为新增配变容量，P_2，0为原有配变容量，Q₂为用户户数；

F₃＝(P_3，0-P₃)/Q₃

式中：F3为高压重载线路占比，P3为解决高压重载线路条数，P_3，0为原有高压重载线路条数，Q₃为高压线路总条数；

F₄＝(P_4，0-P₄)/Q₄

式中：F4为高压重载主变占比，P4为解决高压重载主变台数，P_4，0为原有高压重载主变台数，Q₄为主变总台数；

F₅＝(P_5，0-P₅)/Q₅

式中：F5为中压重载线路占比，P5为解决中压重载线路条数，P_5，0为原有中压重载线路条数，Q₅为中压线路总条数；

F₆＝(P_6，0*Q₆+P₆)/Q₆

式中：F6为变电站负载均衡度，P6为改善变电站均衡度，P_6，0为原变电站负载均衡度，Q₆为变电站座数；

F₇＝(P_7，0*Q₇+P₇)/Q₇

式中：F7为高压线路负载均衡度，P7为改善高压线路负载均衡度，P_7，0为原高压线路负载均衡度，Q₇为高压线路条数；

F₈＝(P_8，0*Q₈+P₈)/Q₈

式中：F8为中压线路负载均衡度，P8为改善中压线路负载均衡度，P_8，0为原中压线路负载均衡度，Q₈为中压线路条数；

F₉＝(P_9，0*Q₉+P₉)/Q₉

式中：F9为中压配变负载均衡度，P9为改善中压配变负载均衡度，P_9，0为原中压配变负载均衡度，Q₉为配变台数；

F₁₀＝(P_10，0-P₁₀)/Q₁₀

式中：F10为“低电压”用户数占比，P10为解决低电压用户，P_10，0为原有低电压用户数，Q₁₀为用户总数；

F₁₁＝(P_11，0*Q₁₁+P₁₁)/Q₁₁

式中：F11为电压合格率，P11为改善电压质量，P_11，0为原电压合格率，Q₁₁为系统监测点个数；

F₁₂＝(P_12，0*Q₁₂-P₁₂*Q₁₃)/Q₁₂

式中：F12为供电可靠率，P12为减少系统平均停电时间，P_12，0为原供电可靠率，Q₁₂为系统用户，Q₁₃为项目影响用户数；

F₁₃＝(P_13，0-P₁₃)/Q₁₄

式中：F13为单线单变占比，P13为解决单线单变台数，P_13，0为原单线单变台数；Q₁₄为变压器总台数；

$F_{14}=\sqrt{S/\left(\right(P_{14,0}+P_{14})*\mathrm{\&pi;})}$

式中：F14为高压供电半径，P14为新增变电站座数，P_14，0为原有变电站座数；S为供电总面积；

F₁₅＝(P_15，0*Q₁₅-(P_15，0-P₁₅)*Q₁₆)/(Q₁₅+Q₁₆)

式中：F15为中压供电半径，P15为缩短中压供电半径长度，P_15，0为原中压供电半径；Q₁₅为原线路总条数；Q₁₆为新增线路条数；

F₁₆＝1-(P_16，0-P₁₆)/Q₁₇

式中：F16为高压配电网N-1通过率，P16为解决高压配电网N-1条数，P_16，0为高压配电网N-1未通过条数；Q₁₇为高压线路总条数；

F₁₇＝1-(P_17，0-P₁₇)/Q₁₈

式中：F17为中压配电线路N-1通过率，P17为解决中压配电线路N-1条数，P_17，0为中压配电网N-1未通过条数；Q₁₈为中压线路总条数；

F₁₈＝(P_18，0+P₁₈)/Q₁₉

式中：F18为电缆化率，P18为新增电缆长度，P_18，0为原有电缆线路长度；Q₁₉为总线路长度；

F₁₉＝(P_19，0+P₁₉)/Q₂₀

式中：F19为绝缘化率，P19为新增绝缘线路长度，P_19，0为原有绝缘化线路长度；Q₂₀为总线路长度；

F₂₀＝(P_20，0-P₂₀)/Q₂₁

式中：F20为高损配变占比，P20为更换高损配变台数，P_20，0为原有高损配变台数；Q₂₁为配变总台数；

F₂₁＝(P_21，0+P₂₁)/Q₂₂

式中：F21为非晶合金配变占比，P21为新增非晶合金配变台数，P_20，0为原有非晶合金配变台数；Q₂₂为配变总台数；

F₂₂＝(P_22，0-P₂₂)/P_22，0

式中：F22为未改村改造率，P22为改造未改村个数，P_22，0为原有未改村个数；

F₂₃＝(P_23，0-P₂₃)/P_23，0

式中：F23为完善村改造率，P23为改造完善村个数，P_23，0为原有完善村个数；

F₂₄＝ROUND(P₂₄/Q₂₃*3,0)

式中：F24为电气化县个数，P24为改造电气化村个数，Q₂₃为县域行政村个数，ROUND()为取0，1运算，当P₂₄/Q₂₃*3的值大于1时，F24取值为1，否则取值为0；

F₂₅＝P₂₅/Q₂₄

式中：F25为分布式电源接入率，P25为满足新能源送出，Q₂₄为新能源接入个数需求；

F₂₆＝P₂₆*Q₂₅*Q₂₆

式中：F26为线损率，P26为降低线损，Q₂₅为单体项目历史平均降损电量；Q₂₆为项目的规模系数，由项目造价除以历史平均造价得到；

F₂₇＝P₂₇/P₂₉

式中：F27为单位投资增供负荷，P₂₇为增供负荷，P₂₉为工程投资；

F₂₈＝P₂₈/P₂₉

式中：F28为单位投资增供电量，P₂₈为增供电量；

2)根据各规划指标的现状与预期值，确定规划指标的重要程度：

${\mathrm{\&lambda;}}_i=\frac{{\mathrm{\&Delta;F}}_i}{\underset{j}{\overset{n}{\&Sigma;}}{\mathrm{\&Delta;F}}_j}=\frac{\frac{F_{i,1}-F_{i,0}}{F_{i,0}}}{\underset{j}{\overset{n}{\&Sigma;}}\frac{F_{j,1}-F_{j,0}}{F_{j,0}}}$

式中：F_i,1、F_i,0分别为规划指标F_i的目标值和现状值；

3)根据各规划目标的重要程度及成效属性的函数关系，确定各成效属性权重：

${\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&sigma;}}}_i=\underset{j=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{\mathrm{\&lambda;}}_j\frac{\&part;f(P_1,...,P_j,...,P_m)}{\&part;P_i}$

${\mathrm{\&sigma;}}_i=\frac{{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&sigma;}}}_i}{\underset{j=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&sigma;}}}_j}$

式中：σ_i为成效属性权重；n为规划指标的个数；

4)计算各个备选项目的评分：

$V_i=\underset{j=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}{\mathrm{\&sigma;}}_j*V_{i,j}$

式中：V_i为项目i的综合评分；V_i,j为项目i在对应于成效属性j的归一化评分。

步骤S6所述的获取最优的配电网备选项目的优化选择结果，具体方法为：

$\begin{array}{cc}\max & V_t=\underset{i=1}{\overset{k}{\&Sigma;}}{V}_i\end{array}$

$\begin{array}{cc}s.t.& \underset{i=1}{\overset{k}{\&Sigma;}}{I}_i\&le;I_t\end{array}$

式中：k为选中的项目个数；V_t为选中项目的综合评分之和；I_i为单个项目的资金需求额度，I_t为可用资金总额度；通过求解上述优化方程，得到最优的配电网备选项目的优化选择结果。

本发明提供的这种配电网备选建设项目的优化选择方法，由于制定了单个项目的成效属性和效果量化规则，建立项目成效属性的归一化方法，建立项目属性与规划目标的映射关系，形成随着规划目标动态调整项目成效属性的权重及评分，最后基于可用资金总额约束和规划目标约束实现最优的配电网备选建设项目的选择方案，因此能够解决项目成效与规划目标之间关联性不好的问题，通过量化指标来确定备选的建设项目，优化了项目分配效率，优化了分配效率，提高了资源利用率。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为本发明的规划目标体系示意图。

图3为本发明的成效属性示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明的配电网备选建设项目的优化选择方法的流程图：本发明提供的这种配电网备选建设项目的优化选择方法，主要包括如下步骤：

S1.确定配电网备选建设项目的建设区域，收集待建设区域的电网的现状指标：

待建设区域的电网的现状指标与规划目标体系相同，均如图2所示，具体包括电压等级、供电能力、供电质量、电网结构、电网设备、地区政策和效率效益等；

S2.对各个待建设项目对待建设区域带来的成效，逐一进行量化评价：

成效属性体系如图3所示，具体包括提高功能能力属性(包括新增变电容量、新增配变容量、解决高压重载线路、解决高压重载主变、解决中压重载线路、改善变电站均衡度、改善高压线路负载均衡度、改善中压线路负载均衡度、改善中压配变负载均衡度等)、改善供电质量(包括解决低电压用户数、改善电压质量、减少系统平均停电时间、减少用户平均停电时间等)、优化电网结构(包括解决单线单变、新增变电站、缩短中压供电半径、解决高压配电网N-1、解决中压配电线路N-1等)、提升电网设备(包括新增电缆长度、新增绝缘线路长度、更换高损配变台数、新增非晶合金配变台数等)、满足地区政策(包括改造未改村、改造完善村、改造电气化村、满足新能源送出等)和提升效率效益(包括降低线损、增供负荷、增供电量和工程投资等)；

所述的量化评价为采用分级评价、数值评价和逻辑评价三种。

分级评价为采用模糊语言评价，分为“显著、明显、一般、微小、无”；采用分级评价的成效属性有：改善变电站均衡度、改善高压线路负载均衡度、改善中压线路负载均衡度、改善中压配变负载均衡度、改善电压质量、减少系统平均停电时间、减少用户平均停电时间、缩短中压供电半径和降低线损。

数值评价为采用该属性直接解决问题的数量；采用数值评价的成效有：新增变电容量、新增配变容量、解决高压重载线路、解决高压重载主变、解决中压重载线路、解决低电压用户、解决单线单变、解决高压配电网N-1、解决中压配电线路N-1、新增电缆长度、新增绝缘线路长度、更换高损配变台数、新增非晶合金配变台数、增供负荷、增供电量和工程投资。

逻辑评价为采用二值逻辑评价，分为“是”和“否”；采用逻辑评价的成效属有：新增变电站、改造未改村、改造完善村、改造电气化村和满足新能源送出。

S3.根据步骤S2的量化评价结果，对待建设项目的成效逐一进行归一化评分：主要包括如下步骤：

1)对采用分级评价的成效，规定第i个项目对应于第j个成效的分级评价为“显著、明显、一般、微小、无”，则其归一化评分为“1、0.8、0.5、0.2、0”；

2)对采用数值评价的成效，采用隶属函数进行归一化评分，包括如下步骤：

①成本型隶属函数：工程投资采用成本型隶属函数；

第i个项目的第j个成效的归一化值为 $V_{i,j}=\left\{\begin{array}{cc}-\frac{1}{12d}x+1& 0<x<1.2d\\ -\frac{2}{d}x+3.3& 1.2d\&le;x\&le;1.5d\\ -\frac{9}{5d}+3.6& 1.5d<x<2d\end{array}\right.$

式中x为评价的成效数值，即为待投资项目的总造价；d为项目的平均造价；

②效益型隶属函数：解决高压重载线路、解决高压重载主变、解决中压重载线路、解决低电压用户、解决单线单变、解决高压配电网N-1、解决中压配电线路N-1、更换高损配变台数、增供负荷和增供电量的成效采用效益型隶属函数；

第i个项目的第j个成效的归一化值为

$V_{i,j}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{1}{d1}\&CenterDot;x& 0<x<d_1\\ \frac{v2-v1}{d2-d1}x+v2-\frac{d2(v2-v1)}{d2-d1}& d_1\&le;x\&le;d_2\\ \frac{v2-1}{d2-d3}x+1-\frac{d3(v2-1)}{d2-d3}& d_2<x<d_3\end{array}\right.$

式中，x为成效的评价数值，d1、d2、d3、v1和v2的取值如下表1所示：

表1效益型隶属函数主要参数取值表

③适中型隶属函数：新增变电容量、新增配变容量、新增电缆长度、新增绝缘线路长度和新增非晶合金配变台数的成效采用适中型隶属函数；

第i个项目的第j个成效的归一化值为

$V_{i,j}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{1}{d1}\&CenterDot;x& 0<x<d_1\\ 1& d_1\&le;x\&le;d_2\\ \frac{1}{d2-d3}x+1-\frac{d2}{d2-d3}& d_2<x<d_3\end{array}\right.$

式中，x为成效的评价数值，d1、d2、d3、v1和v2的取值如下表2所示：

表2效益型隶属函数主要参数取值表

3)对采用逻辑评价的成效，第i个项目的第j个成效的归一化值为

S4.对待建设项目制定规划目标：

规划目标体系如图2所示，主要包括供电能力(主要有容载比、户均配变容量、高压重载线路占比、高压重载主变占比、中压重载线路占比、变电站负载均衡度、高压线路负载均衡度、中压线路负载均衡度、中压配变负载均衡度等)、供电质量(主要有低电压用户数占比、电压合格率、供电可靠率等)、电网结构(主要有单线单变占比、高压供电半径、中压供电半径、高压配电网N-1通过率、中压配电线路N-1通过率等)、电网设备(主要有电缆化率、绝缘化率、高损配变占比、非晶合金配变占比等)、地区政策(主要有未改村改造率、完善村改造率、电气化县个数、分布式电源接入率等)、效率效益(主要有线损率、单位投资增供负荷、单位投资增供电量等)等；

S5.根据步骤S4的规划目标，建立待建设项目的成效与规划指标的映射关系，调整成效的权重，并计算各个待建设项目的评分：主要包括如下步骤：

1)确定规划指标与成效的函数关系F_i＝f(P₁,…,P_j,…,P_m)，具体包括：

F₁＝(P₁+P_1，0)/Q₁

式中：F1为容载比，P1为新增变电容量，P_1，0为该电压等级已有变电容量，Q₁为该电压等级预测的最大网供负荷；

F₂＝(P₂+P_2，0)/Q₂

式中：F2为户均配变容量，P2为新增配变容量，P_2，0为原有配变容量，Q₂为用户户数；

F₃＝(P_3，0-P₃)/Q₃

式中：F3为高压重载线路占比，P3为解决高压重载线路条数，P_3，0为原有高压重载线路条数，Q₃为高压线路总条数；

F₄＝(P_4，0-P₄)/Q₄

式中：F4为高压重载主变占比，P4为解决高压重载主变台数，P_4，0为原有高压重载主变台数，Q₄为主变总台数；

F₅＝(P_5，0-P₅)/Q₅

式中：F5为中压重载线路占比，P5为解决中压重载线路条数，P_5，0为原有中压重载线路条数，Q₅为中压线路总条数；

F₆＝(P_6，0*Q₆+P₆)/Q₆

式中：F6为变电站负载均衡度，P6为改善变电站均衡度，P_6，0为原变电站负载均衡度，Q₆为变电站座数；

F₇＝(P_7，0*Q₇+P₇)/Q₇

式中：F7为高压线路负载均衡度，P7为改善高压线路负载均衡度，P_7，0为原高压线路负载均衡度，Q₇为高压线路条数；

F₈＝(P_8，0*Q₈+P₈)/Q₈

式中：F8为中压线路负载均衡度，P8为改善中压线路负载均衡度，P_8，0为原中压线路负载均衡度，Q₈为中压线路条数；

F₉＝(P_9，0*Q₉+P₉)/Q₉

式中：F9为中压配变负载均衡度，P9为改善中压配变负载均衡度，P_9，0为原中压配变负载均衡度，Q₉为配变台数；

F₁₀＝(P_10，0-P₁₀)/Q₁₀

式中：F10为“低电压”用户数占比，P10为解决低电压用户，P_10，0为原有低电压用户数，Q₁₀为用户总数；

F₁₁＝(P_11，0*Q₁₁+P₁₁)/Q₁₁

式中：F11为电压合格率，P11为改善电压质量，P_11，0为原电压合格率，Q₁₁为系统监测点个数；

F₁₂＝(P_12，0*Q₁₂-P₁₂*Q₁₃)/Q₁₂

式中：F12为供电可靠率，P12为减少系统平均停电时间，P_12，0为原供电可靠率，Q₁₂为系统用户，Q₁₃为项目影响用户数；

F₁₃＝(P_13，0-P₁₃)/Q₁₄

式中：F13为单线单变占比，P13为解决单线单变台数，P_13，0为原单线单变台数；Q₁₄为变压器总台数；

$F_{14}=\sqrt{S/\left(\right(P_{14,0}+P_{14})*\mathrm{\&pi;})}$

式中：F14为高压供电半径，P14为新增变电站座数，P_14，0为原有变电站座数；S为供电总面积；

F₁₅＝(P_15，0*Q₁₅-(P_15，0-P₁₅)*Q₁₆)/(Q₁₅+Q₁₆)

式中：F15为中压供电半径，P15为缩短中压供电半径长度，P_15，0为原中压供电半径；Q₁₅为原线路总条数；Q₁₆为新增线路条数；

F₁₆＝1-(P_16，0-P₁₆)/Q₁₇

式中：F16为高压配电网N-1通过率，P16为解决高压配电网N-1条数，P_16，0为高压配电网N-1未通过条数；Q₁₇为高压线路总条数；

F₁₇＝1-(P_17，0-P₁₇)/Q₁₈

式中：F17为中压配电线路N-1通过率，P17为解决中压配电线路N-1条数，P_17，0为中压配电网N-1未通过条数；Q₁₈为中压线路总条数；

F₁₈＝(P_18，0+P₁₈)/Q₁₉

式中：F18为电缆化率，P18为新增电缆长度，P_18，0为原有电缆线路长度；Q₁₉为总线路长度；

F₁₉＝(P_19，0+P₁₉)/Q₂₀

式中：F19为绝缘化率，P19为新增绝缘线路长度，P_19，0为原有绝缘化线路长度；Q₂₀为总线路长度；

F₂₀＝(P_20，0-P₂₀)/Q₂₁

式中：F20为高损配变占比，P20为更换高损配变台数，P_20，0为原有高损配变台数；Q₂₁为配变总台数；

F₂₁＝(P_21，0+P₂₁)/Q₂₂

式中：F21为非晶合金配变占比，P21为新增非晶合金配变台数，P_20，0为原有非晶合金配变台数；Q₂₂为配变总台数；

F₂₂＝(P_22，0-P₂₂)/P_22，0

式中：F22为未改村改造率，P22为改造未改村个数，P_22，0为原有未改村个数；

F₂₃＝(P_23，0-P₂₃)/P_23，0

式中：F23为完善村改造率，P23为改造完善村个数，P_23，0为原有完善村个数；

F₂₄＝ROUND(P₂₄/Q₂₃*3,0)

式中：F24为电气化县个数，P24为改造电气化村个数，Q₂₃为县域行政村个数，ROUND()为取0，1运算，当P₂₄/Q₂₃*3的值大于1时，F24取值为1，否则取值为0；

F₂₅＝P₂₅/Q₂₄

式中：F25为分布式电源接入率，P25为满足新能源送出，Q₂₄为新能源接入个数需求；

F₂₆＝P₂₆*Q₂₅*Q₂₆

式中：F26为线损率，P26为降低线损，Q₂₅为单体项目历史平均降损电量；Q₂₆为项目的规模系数，由项目造价除以历史平均造价得到；

F₂₇＝P₂₇/P₂₉

式中：F27为单位投资增供负荷，P₂₇为增供负荷，P₂₉为工程投资；

F₂₈＝P₂₈/P₂₉

式中：F28为单位投资增供电量，P₂₈为增供电量；

2)根据各规划指标的现状与预期值，确定规划指标的重要程度：

${\mathrm{\&lambda;}}_i=\frac{{\mathrm{\&Delta;F}}_i}{\underset{j}{\overset{n}{\&Sigma;}}{\mathrm{\&Delta;F}}_j}=\frac{\frac{F_{i,1}-F_{i,0}}{F_{i,0}}}{\underset{j}{\overset{n}{\&Sigma;}}\frac{F_{j,1}-F_{j,0}}{F_{j,0}}}$

式中：F_i,1、F_i,0分别为规划指标F_i的目标值和现状值；

3)根据各规划目标的重要程度及成效属性的函数关系，确定各成效属性权重：

${\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&sigma;}}}_1=\underset{j=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{\mathrm{\&lambda;}}_j\frac{\&part;f(P_1,...,P_j,...,P_m)}{\&part;P_i}$

${\mathrm{\&sigma;}}_i=\frac{{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&sigma;}}}_i}{\underset{j=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&sigma;}}}_j}$

式中：σ_i为成效属性权重；n为规划指标的个数；

4)计算各个待建设项目的评分：

$V_i=\underset{j=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}{\mathrm{\&sigma;}}_j*V_{i,j}$

式中：V_i为项目i的综合评分；V_i,j为项目i在对应于成效属性j的归一化评分。

S6.根部各个待建设项目的评分、各个待建设项目的资金需求和可用资金总额，计算得到最优的配电网备选建设项目的优化选择结果，具体方法为：

$\begin{array}{cc}\max & V_t=\underset{i=1}{\overset{k}{\&Sigma;}}{V}_i\end{array}$

$\begin{array}{cc}s.t.& \underset{i=1}{\overset{k}{\&Sigma;}}{I}_i\&le;I_t\end{array}$

式中：k为选中的项目个数；V_t为选中项目的综合评分之和；I_i为单个项目的资金需求额度，I_t为可用资金总额；通过采用线性规划等方法求解上述优化方程，得到最优的配电网备选建设项目的选择方案。

Claims (8)

1.一种配电网备选建设项目的优化选择方法，主要包括如下步骤：

S1.确定配电网备选建设项目的建设区域，收集备选项目所在区域电网的现状指标；

S2.对各个备选项目对所在区域带来的成效，逐一进行量化评价；

S3.根据步骤S2的量化评价结果，对备选项目的成效逐一进行归一化评分；

S4.对备选项目制定规划目标；

S5.根据步骤S4的规划目标，建立备选项目的成效与规划指标的映射关系，调整成效的权重，并计算各个备选项目的评分；

S6.根部各个备选项目的评分、各个备选项目的资金需求和可用资金总额，计算得到最优的配电网备选项目的优化选择结果。

2.根据权利要求1所述的配电网备选建设项目的优化选择方法，其特征在于步骤1所述现状指标，包括电压等级、供电能力、供电质量、电网结构、电网设备、地区政策和效率效益。

3.根据权利要求1或2所述的配电网备选建设项目的优化选择方法，其特征在于步骤2所述的成效，包括新增变电容量、新增配变容量、解决高压重载线路、解决高压重载主变、解决中压重载线路、改善变电站均衡度、改善高压线路负载均衡度、改善中压线路负载均衡度、改善中压配变负载均衡度、解决低电压用户数、改善电压质量、减少系统平均停电时间、减少用户平均停电时间、解决单线单变、新增变电站、缩短中压供电半径、解决高压配电网N-1、解决中压配电线路N-1、新增电缆长度、新增绝缘线路长度、更换高损配变台数、新增非晶合金配变台数、改造未改村、改造完善村、改造电气化村、满足新能源送出、降低线损、增供负荷、增供电量和工程投资。

4.根据权利要求1或2所述的配电网备选建设项目的优化选择方法，其特征在于步骤2所述的量化评价为采用分级评价、数值评价和逻辑评价三种：

所述的分级评价为采用模糊语言评价，分为“显著、明显、一般、微小、无”；采用分级评价的成效属性有：改善变电站均衡度、改善高压线路负载均衡度、改善中压线路负载均衡度、改善中压配变负载均衡度、改善电压质量、减少系统平均停电时间、减少用户平均停电时间、缩短中压供电半径和降低线损；

所述的数值评价为采用该属性直接解决问题的数量；采用数值评价的成效有：新增变电容量、新增配变容量、解决高压重载线路、解决高压重载主变、解决中压重载线路、解决低电压用户、解决单线单变、解决高压配电网N-1、解决中压配电线路N-1、新增电缆长度、新增绝缘线路长度、更换高损配变台数、新增非晶合金配变台数、增供负荷、增供电量和工程投资；

所述的逻辑评价为采用二值逻辑评价，分为“是”和“否”；采用逻辑评价的成效属有：新增变电站、改造未改村、改造完善村、改造电气化村和满足新能源送出。

5.根据权利要求1或2所述的配电网备选建设项目的优化选择方法，其特征在于步骤S3所述的归一化评分，包括如下步骤：

1)对采用分级评价的成效，规定第i个项目对应于第j个成效的分级评价为“显著、明显、一般、微小、无”，则其归一化评分为“1、0.8、0.5、0.2、0”；

2)对采用数值评价的成效，采用隶属函数进行归一化评分，包括如下步骤：

①成本型隶属函数：工程投资采用成本型隶属函数；

第i个项目的第j个成效的归一化值为

式中x为评价的成效数值，即为备选项目的总造价；d为项目的平均造价；

②效益型隶属函数：解决高压重载线路、解决高压重载主变、解决中压重载线路、解决低电压用户、解决单线单变、解决高压配电网N-1、解决中压配电线路N-1、更换高损配变台数、增供负荷和增供电量的成效采用效益型隶属函数；

第i个项目的第j个成效的归一化值为

式中，x为成效的评价数值，d1、d2、d3、v1和v2的取值如下表1所示：

表1效益型隶属函数主要参数取值表

③适中型隶属函数：新增变电容量、新增配变容量、新增电缆长度、新增绝缘线路长度和新增非晶合金配变台数的成效采用适中型隶属函数；

第i个项目的第j个成效的归一化值为

式中，x为成效的评价数值，d1、d2、d3、v1和v2的取值如下表2所示：

表2效益型隶属函数主要参数取值表

3)对采用逻辑评价的成效，第i个项目的第j个成效的归一化值为

。

6.根据权利要求1或2所述的配电网备选建设项目的优化选择方法，其特征在于步骤S4所述的规划目标，包括容载比、户均配变容量、高压重载线路占比、高压重载主变占比、中压重载线路占比、变电站负载均衡度、高压线路负载均衡度、中压线路负载均衡度、中压配变负载均衡度、低电压用户数占比、电压合格率、供电可靠率、单线单变占比、高压供电半径、中压供电半径、高压配电网N-1通过率、中压配电线路N-1通过率、电缆化率、绝缘化率、高损配变占比、非晶合金配变占比、未改村改造率、完善村改造率、电气化县个数、分布式电源接入率、线损率、单位投资增供负荷和单位投资增供电量。

7.根据权利要求1或2所述的配电网备选建设项目的优化选择方法，其特征在于步骤S5所述的建立备选项目的成效与规划指标的映射关系，调整成效的权重，并计算各个备选项目的评分，包括如下步骤：

1)确定规划指标与成效的函数关系F_i＝f(P₁,…,P_j,…,P_m)，具体包括：

F₁＝(P₁+P_1，0)/Q₁

式中：F1为容载比，P1为新增变电容量，P_1，0为该电压等级已有变电容量，Q₁为该电压等级预测的最大网供负荷；

F₂＝(P₂+P_2，0)/Q₂

式中：F2为户均配变容量，P2为新增配变容量，P_2，0为原有配变容量，Q₂为用户户数；

F₃＝(P_3，0-P₃)/Q₃

式中：F3为高压重载线路占比，P3为解决高压重载线路条数，P_3，0为原有高压重载线路条数，Q₃为高压线路总条数；

F₄＝(P_4，0-P₄)/Q₄

式中：F4为高压重载主变占比，P4为解决高压重载主变台数，P_4，0为原有高压重载主变台数，Q₄为主变总台数；

F₅＝(P_5，0-P₅)/Q₅

式中：F5为中压重载线路占比，P5为解决中压重载线路条数，P_5，0为原有中压重载线路条数，Q₅为中压线路总条数；

F₆＝(P_6，0*Q₆+P₆)/Q₆

式中：F6为变电站负载均衡度，P6为改善变电站均衡度，P_6，0为原变电站负载均衡度，Q₆为变电站座数；

F₇＝(P_7，0*Q₇+P₇)/Q₇

式中：F7为高压线路负载均衡度，P7为改善高压线路负载均衡度，P_7，0为原高压线路负载均衡度，Q₇为高压线路条数；

F₈＝(P_8，0*Q₈+P₈)/Q₈

式中：F8为中压线路负载均衡度，P8为改善中压线路负载均衡度，P_8，0为原中压线路负载均衡度，Q₈为中压线路条数；

F₉＝(P_9，0*Q₉+P₉)/Q₉

式中：F9为中压配变负载均衡度，P9为改善中压配变负载均衡度，P_9，0为原中压配变负载均衡度，Q₉为配变台数；

F₁₀＝(P_10，0-P₁₀)/Q₁₀

式中：F10为“低电压”用户数占比，P10为解决低电压用户，P_10，0为原有低电压用户数，Q₁₀为用户总数；

F₁₁＝(P_11，0*Q₁₁+P₁₁)/Q₁₁

式中：F11为电压合格率，P11为改善电压质量，P_11，0为原电压合格率，Q₁₁为系统监测点个数；

F₁₂＝(P_12，0*Q₁₂-P₁₂*Q₁₃)/Q₁₂

式中：F12为供电可靠率，P12为减少系统平均停电时间，P_12，0为原供电可靠率，Q₁₂为系统用户，Q₁₃为项目影响用户数；

F₁₃＝(P_13，0-P₁₃)/Q₁₄

式中：F13为单线单变占比，P13为解决单线单变台数，P_13，0为原单线单变台数；Q₁₄为变压器总台数；

式中：F14为高压供电半径，P14为新增变电站座数，P_14，0为原有变电站座数；S为供电总面积；

F₁₅＝(P_15，0*Q₁₅-(P_15，0-P₁₅)*Q₁₆)/(Q₁₅+Q₁₆)

式中：F15为中压供电半径，P15为缩短中压供电半径长度，P_15，0为原中压供电半径；Q₁₅为原线路总条数；Q₁₆为新增线路条数；

F₁₆＝1-(P_16，0-P₁₆)/Q₁₇

式中：F16为高压配电网N-1通过率，P16为解决高压配电网N-1条数，P_16，0为高压配电网N-1未通过条数；Q₁₇为高压线路总条数；

F₁₇＝1-(P_17，0-P₁₇)/Q₁₈

式中：F17为中压配电线路N-1通过率，P17为解决中压配电线路N-1条数，P_17，0为中压配电网N-1未通过条数；Q₁₈为中压线路总条数；

F₁₈＝(P_18，0+P₁₈)/Q₁₉

式中：F18为电缆化率，P18为新增电缆长度，P_18，0为原有电缆线路长度；Q₁₉为总线路长度；

F₁₉＝(P_19，0+P₁₉)/Q₂₀

式中：F19为绝缘化率，P19为新增绝缘线路长度，P_19，0为原有绝缘化线路长度；Q₂₀为总线路长度；

F₂₀＝(P_20，0-P₂₀)/Q₂₁

式中：F20为高损配变占比，P20为更换高损配变台数，P_20，0为原有高损配变台数；Q₂₁为配变总台数；

F₂₁＝(P_21，0+P₂₁)/Q₂₂

式中：F21为非晶合金配变占比，P21为新增非晶合金配变台数，P_20，0为原有非晶合金配变台数；Q₂₂为配变总台数；

F₂₂＝(P_22，0-P₂₂)/P_22，0

式中：F22为未改村改造率，P22为改造未改村个数，P_22，0为原有未改村个数；

F₂₃＝(P_23，0-P₂₃)/P_23，0

式中：F23为完善村改造率，P23为改造完善村个数，P_23，0为原有完善村个数；

F₂₄＝ROUND(P₂₄/Q₂₃*3,0)

式中：F24为电气化县个数，P24为改造电气化村个数，Q₂₃为县域行政村个数，ROUND()为取0，1运算，当P₂₄/Q₂₃*3的值大于1时，F24取值为1，否则取值为0；

F₂₅＝P₂₅/Q₂₄

式中：F25为分布式电源接入率，P25为满足新能源送出，Q₂₄为新能源接入个数需求；

F₂₆＝P₂₆*Q₂₅*Q₂₆

式中：F26为线损率，P26为降低线损，Q₂₅为单体项目历史平均降损电量；Q₂₆为项目的规模系数，由项目造价除以历史平均造价得到；

F₂₇＝P₂₇/P₂₉

式中：F27为单位投资增供负荷，P₂₇为增供负荷，P₂₉为工程投资；

F₂₈＝P₂₈/P₂₉

式中：F28为单位投资增供电量，P₂₈为增供电量；

2)根据各规划指标的现状与预期值，确定规划指标的重要程度：

式中：F_i,1、F_i,0分别为规划指标F_i的目标值和现状值；

3)根据各规划目标的重要程度及成效属性的函数关系，确定各成效属性权重：

式中：σ_i为成效属性权重；n为规划指标的个数；

4)计算各个备选项目的评分：

式中：V_i为项目i的综合评分；V_i,j为项目i在对应于成效属性j的归一化评分。

8.根据权利要求1或2所述的配电网备选建设项目的优化选择方法，其特征在于步骤S6所述的获取最优的配电网备选项目的优化选择结果，具体方法为：

式中：k为选中的项目个数；V_t为选中项目的综合评分之和；I_i为单个项目的资金需求额度，I_t为可用资金总额度；通过求解上述优化方程，得到最优的配电网备选项目的优化选择结果。