CN106022971A - 一种配电网供电可靠性提升方案选择方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种配电网供电可靠性提升方案选择方法及装置，通过构建可靠性评估模型，即建立可靠性提升方案的关键数据与可靠性提升方案之间的函数关系，绘制帕累托曲线，并结合约束条件，协调可靠性和经济性最优，同时将可靠性评估结果量化，得出各类可靠性提升方案的具体量值，能够直观地评价各类可靠性提升方案的投入产出情况，从而选出经济效益最优的可靠性提升方案。本发明提供的方法及装置能够结合实际约束情况对配电网供电可靠性提升方案的投入产出进行量化，从可靠性、经济性两个角度给出可靠性提升方案的选择方法，具有科学合理性。

Description

一种配电网供电可靠性提升方案选择方法及装置

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种配电网供电可靠性提升方案选择方法及装置。

背景技术

随着我国电网建设的快速发展，配电网供电可靠性提升方案对于电力供应质量具有重要意义，配电网供电的可靠性和经济性须同时兼顾。但在目前大多供电企业中经常出现配电网供电可靠性提升方案不计投资代价、可靠性提升方案缺乏经济合理性论证、可靠性提升空间有限、可靠性投资投入产出比不高等问题。

现有技术中的配电网供电可靠性提升方案选择方法，通常难以结合实际约束情况对各类配电网供电可靠性提升方案的投入产出进行量化，难以直观地评价可靠性提升方案的特性，并选出最优的可靠性提升方案，从而难以保证电网建设的经济效益。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有配电网供电可靠性提升方案的选择难以结合实际约束情况对投入产出进行量化的缺陷。

本发明提供一种配电网供电可靠性提升方案选择方法，包括：

根据所述配电网的供电可靠性提升方案的关键数据，建立所述可靠性提升方案的关键数据与可靠性提升方案之间的函数关系，构建故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型，并将所述故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型汇总，得到所述配电网的供电可靠性综合评估模型；

确定约束类型，所述约束类型包括：第一类约束：有可靠性约束、无投资约束，第二类约束：可靠性、投资均有约束，第三类约束：有投资约束、无可靠性约束；

枚举所述配电网的供电可靠性提升方案，以所述可靠性提升方案的阈值为界点，确定固定间隔区间的可靠性提升方案计算断点，计算每个所述计算断点的可靠性提升量值和投资量值，绘制帕累托曲线；

根据所述帕累托曲线，确定满足所述约束类型的可靠性提升方案的集合，并得到所述方案的可靠性提升量值和投资量值。

优选地，所述配电网的供电可靠性提升方案包括增加主干线分段、增加分支分段、建立双电源、建立联络、配电自动化；所述配电网的供电可靠性提升方案的关键数据包括可转供电率、平均分段数、双电源率、配电自动化率、分支保护率；所述可靠性提升方案的阈值，是所述配电网所在地区制定的上限阈值。

优选地，所述构建故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型，并将所述故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型汇总，得到所述配电网的供电可靠性综合评估模型，包括：

获取所述配电网的基本参数、基本数据、设备可靠性参数、停电时间参数；

构建故障停电时间的可靠性评估预测模型，计算架空配电系统故障停电时间、电缆配电系统基准故障停电时间、配变基准故障停电时间、高压基准故障停电时间；

构建预安排停电时间的可靠性评估预测模型，计算中压基准预安排停电时间、高压基准预安排停电时间；

计算架空配电系统可靠系数、电缆配电系统可靠系数、高压故障影响系数、预安排影响系数；

将所述故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型汇总，得到所述配电网的供电可靠性综合评估模型。

优选地，所述绘制帕累托曲线包括：

建立以配电网停电小时数为横坐标、所述可靠性提升方案的投资量值为纵坐标的坐标系；在所述坐标系的原点，投资为0；所述配电网停电小时数为现状电网停电小时数；

将各项所述可靠性提升方案以5％为作为间隔，设定m个可靠性提升方案的断点；

从所述坐标系的原点开始，逐一计算每个所述断点的可靠性提升量值和投资量值，将该断点绘制于所述坐标系中，直至m个断点全部绘制完成，并将m个断点连成一条曲线，形成该可靠性提升方案的帕累托曲线；

绘制所有可靠性提升方案的帕累托曲线，所述坐标系中建立n条帕累托曲线。

优选地，所述根据所述帕累托曲线，确定满足所述约束类型的可靠性提升方案的集合，并得到所述方案的可靠性提升量值和投资量值包括：

从所述帕累托曲线的起点开始，依次选取n条可靠性提升方案的帕累托曲线中斜率最大的帕累托曲线作为阶段性可靠性提升方案，该方案即为帕累托最优曲线；

对所述帕累托最优曲线进行逐一断点遍历，计算并累加该方案的可靠性提升量值和投资量值；

若所述约束类型确定为第一类约束或第二类约束，则判断可靠性评估预测值是否达到预设的可靠性约束要求；

若达到所述可靠性约束要求，则判断约束类型；

若所述约束类型为第一类约束，则获取可靠性目标约束下的最优投资量值及对应的可靠性提升方案；

若所述约束类型为第二类约束，则选择如下修订方案：

第一方案：修正投资；第二方案：修正可靠性目标；

若选择所述第一方案，则累加计算投资与投资约束之差作为计算投资修正量，然后汇总以下在第二类约束下的最佳调整方案：

第一调整方案：实现可靠性目标约束需增加的投资及对应可靠性提升方案；

第二调整方案：修订可靠性目标值对应的可靠性提升方案；

若选择所述第二方案，则重置投资约束量值，并返回从所述帕累托曲线的起点开始，选取帕累托最优曲线；

若未达到可靠性约束要求，则判断断点是否遍历完成；若遍历完成，则从所述帕累托曲线的起点开始，选取帕累托最优曲线；若遍历未完成，则对所述帕累托最优曲线进行逐一断点遍历并计算；

若所述约束类型确定为第三类约束，则判断是否达到投资约束要求；

若达到投资约束要求，则获取投资约束下的最优可靠性提升量值及对应的可靠性提升方案；

若未达到投资约束要求，则判断断点是否遍历完成；若遍历完成，则从所述帕累托曲线的起点开始，选取帕累托最优曲线；若遍历未完成，则对所述帕累托最优曲线进行逐一断点遍历并计算。

相应地，本发明还提供一种配电网供电可靠性提升方案选择装置，包括：

配电网供电可靠性综合评估模型构建单元，用于根据所述配电网的供电可靠性提升方案的关键数据，建立所述可靠性提升方案的关键数据与可靠性提升方案之间的函数关系，构建故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型，并将所述故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型汇总，得到所述配电网的供电可靠性综合评估模型；

约束类型确定单元，用于确定约束类型，所述约束类型包括：第一类约束：有可靠性约束、无投资约束，第二类约束：可靠性、投资均有约束，第三类约束：有投资约束、无可靠性约束；

帕累托曲线绘制单元，用于枚举所述配电网的供电可靠性提升方案，以所述可靠性提升方案的阈值为界点，确定固定间隔区间的可靠性提升方案计算断点，计算每个所述计算断点的可靠性提升量值和投资量值，绘制帕累托曲线；

可靠性提升方案及其量值确定单元，用于根据所述帕累托曲线，确定满足所述约束类型的可靠性提升方案的集合，并得到所述方案的可靠性提升量值和投资量值。

优选地，所述配电网的供电可靠性提升方案包括增加主干线分段、增加分支分段、建立双电源、建立联络、配电自动化；所述配电网的供电可靠性提升方案的关键数据包括可转供电率、平均分段数、双电源率、配电自动化率、分支保护率；所述可靠性提升方案的阈值，是所述配电网所在地区制定的上限阈值。

优选地，所述配电网供电可靠性综合评估模型构建单元包括：

关键数据获取单元，用于获取所述配电网的基本参数、基本数据、设备可靠性参数、停电时间参数；

故障停电时间的可靠性评估预测模型构建单元，用于构建故障停电时间的可靠性评估预测模型，计算架空配电系统故障停电时间、电缆配电系统基准故障停电时间、配变基准故障停电时间、高压基准故障停电时间；

预安排停电时间的可靠性评估预测模型构建单元，用于构建预安排停电时间的可靠性评估预测模型，计算中压基准预安排停电时间、高压基准预安排停电时间；

参数计算单元，用于计算架空配电系统可靠系数、电缆配电系统可靠系数、高压故障影响系数、预安排影响系数；

汇总单元，用于将所述故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型汇总，得到所述配电网的供电可靠性综合评估模型。

优选地，所述帕累托曲线绘制单元包括：

坐标系建立单元，用于建立以配电网停电小时数为横坐标、所述可靠性提升方案的投资量值为纵坐标的坐标系；在所述坐标系的原点，投资为0；所述配电网停电小时数为现状电网停电小时数；

断点设定单元，用于将各项所述可靠性提升方案以5％为作为间隔，设定m个可靠性提升方案的断点；

断点绘制单元，用于从所述坐标系的原点开始，逐一计算每个所述断点的可靠性提升量值和投资量值，将该断点绘制于所述坐标系中，直至m个断点全部绘制完成，并将m个断点连成一条曲线，形成该可靠性提升方案的帕累托曲线；

曲线绘制单元，用于绘制所有可靠性提升方案的帕累托曲线，所述坐标系中建立n条帕累托曲线。

优选地，所述可靠性提升方案及其量值确定单元包括：

帕累托最优曲线确定单元，用于从所述帕累托曲线的起点开始，依次选取n条可靠性提升方案的帕累托曲线中斜率最大的帕累托曲线作为阶段性可靠性提升方案，该方案即为帕累托最优曲线；

断点遍历计算单元，用于对所述帕累托最优曲线进行逐一断点遍历，计算并累加该方案的可靠性提升量值和投资量值；

约束类型判断单元，用于判断约束类型，若所述约束类型确定为第一类约束或第二类约束，则判断可靠性评估预测值是否达到预设的可靠性约束要求；

若达到所述可靠性约束要求，则判断约束类型；

第一类约束执行单元，用于若所述约束类型为第一类约束，则获取可靠性目标约束下的最优投资量值及对应的可靠性提升方案；

第二类约束执行单元，用于若所述约束类型为第二类约束，则选择如下修订方案：

第一方案：修正投资；第二方案：修正可靠性目标；

若选择所述第一方案，则累加计算投资与投资约束之差作为计算投资修正量，然后汇总以下在第二类约束下的最佳调整方案：

第一调整方案：实现可靠性目标约束需增加的投资及对应可靠性提升方案；

第二调整方案：修订可靠性目标值对应的可靠性提升方案；

若选择所述第二方案，则重置投资约束量值，并返回从所述帕累托曲线的起点开始，选取帕累托最优曲线；

若未达到可靠性约束要求，则判断断点是否遍历完成；若遍历完成，则从所述帕累托曲线的起点开始，选取帕累托最优曲线；若遍历未完成，则对所述帕累托最优曲线进行逐一断点遍历并计算；

第三类约束执行单元，用于若所述约束类型确定为第三类约束，则判断是否达到投资约束要求；

若达到投资约束要求，则获取投资约束下的最优可靠性提升量值及对应的可靠性提升方案；

若未达到投资约束要求，则判断断点是否遍历完成；若遍历完成，则从所述帕累托曲线的起点开始，选取帕累托最优曲线；若遍历未完成，则对所述帕累托最优曲线进行逐一断点遍历并计算。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供一种配电网供电可靠性提升方案选择方法及装置，通过构建可靠性评估模型，即建立可靠性提升方案的关键数据与可靠性提升方案之间的函数关系，绘制帕累托曲线，并结合约束条件，协调可靠性和经济性最优，同时将可靠性评估结果量化，得出各类可靠性提升方案的具体量值，能够直观地评价各类可靠性提升方案的投入产出情况，从而选出经济效益最优的可靠性提升方案。本发明提供的方法及装置能够结合实际约束情况对配电网供电可靠性提升方案的投入产出进行量化，从可靠性、经济性两个角度给出可靠性提升方案的选择方法，具有科学合理性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种配电网供电可靠性提升方案选择方法的流程图；

图2为一种配电网供电可靠性提升方案选择方法中结合约束类型得到所述可靠性提升方案及其量值的具体流程图；

图3为一种配电网供电可靠性提升方案选择装置的结构示意图；

图4为一种配电网供电可靠性提升方案选择装置中配电网供电可靠性综合评估模型构建单元的结构示意图；

图5为一种配电网供电可靠性提升方案选择装置中帕累托曲线绘制单元的结构示意图；

图6为一种配电网供电可靠性提升方案选择装置中可靠性提升方案及其量值确定单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种配电网供电可靠性提升方案选择方法，该方法的流程图如图1所示，包括以下步骤：

S1：根据所述配电网的供电可靠性提升方案的关键数据，建立所述可靠性提升方案的关键数据与可靠性提升方案之间的函数关系，构建故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型，并将所述故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型汇总，得到所述配电网的供电可靠性综合评估模型；

首先需要根据电网的基本状态，预先设定所述配电网的供电可靠性提升方案的关键数据，并设定每个所述方案的阈值。确定配电网的类型，所述配电网的类型包括架空配电系统和电缆配电系统。

S2：确定约束类型，所述约束类型包括：第一类约束：有可靠性约束、无投资约束，第二类约束：可靠性、投资均有约束，第三类约束：有投资约束、无可靠性约束；

S3：枚举所述配电网的供电可靠性提升方案，以所述可靠性提升方案的阈值为界点，确定固定间隔区间的可靠性提升方案计算断点，计算每个所述计算断点的可靠性提升量值和投资量值，绘制帕累托曲线；

S4：根据所述帕累托曲线，确定满足所述约束类型的可靠性提升方案的集合，并得到所述方案的可靠性提升量值和投资量值。

本实施例提供的配电网供电可靠性提升方案选择方法，通过构建可靠性评估模型，即建立可靠性提升方案的关键数据与可靠性提升方案之间的函数关系，绘制帕累托曲线，并结合约束条件，协调可靠性和经济性最优，同时将可靠性评估结果量化，得出各类可靠性提升方案的具体量值，能够直观地评价各类可靠性提升方案的投入产出情况，从而选出经济效益最优的可靠性提升方案。该方法能够结合实际约束情况对配电网供电可靠性提升方案的投入产出进行量化，从可靠性、经济性两个角度给出可靠性提升方案的选择方法，具有科学合理性。

作为具体的实施方式，所述配电网的供电可靠性提升方案包括增加主干线分段、增加分支分段、建立双电源、建立联络、配电自动化；所述配电网的供电可靠性提升方案的关键数据包括可转供电率、平均分段数、双电源率、配电自动化率、分支保护率；所述可靠性提升方案的阈值，是所述配电网所在地区制定的上限阈值。

作为一个优选的实施方案，上述步骤S1中构建故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型，并将所述故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型汇总，得到所述配电网的供电可靠性综合评估模型，可以包括如下子步骤：

S11：获取所述配电网的基本参数、基本数据、设备可靠性参数、停电时间参数；

所述基本参数包括：高压线路平均长度、单台主变馈线条数、架空线路平均长度、架空线路平均主干长度、架空线路平均分段数、架空线路平均保护分支数、架空线路平均配变台数、电缆线路平均长度、电缆线路平均主干长度、电缆线路平均分段数、电缆线路平均保护分支数、电缆线路平均配变台数；

所述基本数据包括：电缆化率、双电源率、自动化率、变电站N-1通过率、中压线路平均负载率、联络化率、可转供率、架空分支保护率、电缆分支保护率；

所述设备可靠性参数包括：高压线路故障率、主变故障率、中压架空线路故障率、中压电缆线路故障率、配变故障率；

所述停电时间参数包括：高压故障平均修复时间、中压故障转供时间、中压故障修复时间、中压线路预安排停电时间、高压变电站预安排停电时间。

S12：构建故障停电时间的可靠性评估预测模型，计算架空配电系统故障停电时间、电缆配电系统基准故障停电时间、配变基准故障停电时间、高压基准故障停电时间；

所述架空配电系统故障停电时间、电缆配电系统基准故障停电时间、配变基准故障停电时间、高压基准故障停电时间的计算公式如下：

架空配电系统故障停电时间＝架空线路故障率*架空线路平均长度*中压故障修复时间*(1-双电源率)； (1)

电缆配电系统基准故障停电时间＝电缆线路故障率*电缆线路平均长度*中压故障修复时间*(1-双电源率)； (2)

配变基准故障停电时间＝配变故障概率*中压故障修复时间； (3)

高压基准故障停电时间＝(高压线路平均长度*高压线路故障率+主变故障率)*单台主变馈线条数*(1-双电源率)*高压故障修复时间； (4)

S13：构建预安排停电时间的可靠性评估预测模型，计算中压基准预安排停电时间、高压基准预安排停电时间；

所述中压基准预安排停电时间、高压基准预安排停电时间的计算公式如下：

中压基准预安排停电时间＝中压预安排停电时间*(1-双电源率)； (5)

高压基准预安排停电时间＝高压预安排停电时间*单台主变馈线条数*(1-双电源率)； (6)

S14：计算架空配电系统可靠系数、电缆配电系统可靠系数、高压故障影响系数、预安排影响系数；

所述架空配电系统可靠系数、电缆配电系统可靠系数、高压故障影响系数、预安排影响系数的计算公式如下：

架空配电系统可靠系数＝(架空线路分支保护率)2+(1-架空线路分支保护率)*[可转供率*(1/架空线路平均分段数+(1-自动化率)*中压故障转供时间/中压故障修复时间]+(1-可转供率)*(1+(1-自动化率)*中压故障转供时间/中压故障修复时间)]； (7)

电缆配电系统可靠系数＝(电缆线路分支保护率)2+(1-电缆线路分支保护率)*[可转供率*(1-自动化率)*中压故障转供时间/中压故障修复时间+(1-可转供率)*(1/电缆线路平均分段数+(1-自动化率)*中压故障转供时间/中压故障修复时间]； (8)

高压故障影响系数＝(1-变电站N-1通过率)*[可转供率*(1-自动化率)*中压故障转供时间/高压故障修复时间+(1-可转供率)]； (9)

高压预安排影响系数＝(1-变电站N-1通过率)*(1-可转供率)； (10)

S15：将所述故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型汇总，得到所述配电网的供电可靠性综合评估模型；

计算所述配电网单位负荷故障停电时间和单位负荷预安排停电时间，计算公式如下：

每千瓦故障停电时间＝(1-电缆化率)*架空线路基准故障停电时间*架空配电系统可靠系数+电缆化率*电缆线路基准故障停电时间*电缆配电系统可靠系数+配变基准故障停电时间+高压基准故障停电时间*高压故障影响系数； (11)

每千瓦预安排停电时间＝中压基准预安排停电时间*[(1-电缆化率)*架空系统转供系数+电缆化率*电缆系统转供系数]+高压基准预安排停电时间*高压预安排影响系数； (12)

每千瓦停电时间＝每千瓦故障停电时间+每千瓦预安排停电时间；

(13)

作为一个优选的实施方案，上述步骤S2中绘制帕累托曲线，可以包括如下子步骤：

S21：建立以配电网停电小时数为横坐标、所述可靠性提升方案的投资量值为纵坐标的坐标系；在所述坐标系的原点，投资为0；所述配电网停电小时数为现状电网停电小时数；

S22：将各项所述可靠性提升方案以5％为作为间隔，设定m个可靠性提升方案的断点；所述断点数m的计算公式如下：

断点数m＝可靠性提升方案的阈值/5％；(14)

S23：从所述坐标系的原点开始，逐一计算每个所述断点的可靠性提升量值和投资量值，将该断点绘制于所述坐标系中，直至m个断点全部绘制完成，并将m个断点连成一条曲线，形成该可靠性提升方案的帕累托曲线；

S24：绘制所有可靠性提升方案的帕累托曲线，所述坐标系中建立n条帕累托曲线。

作为一个优选的实施方案，上述步骤S4中，根据所述帕累托曲线，确定满足所述约束类型的可靠性提升方案的集合，并得到所述可靠性提升方案及其量值可以包括如下步骤，其具体流程图如图2所示。

从所述帕累托曲线的起点开始，依次选取n条可靠性提升方案的帕累托曲线中斜率最大的帕累托曲线作为阶段性可靠性提升方案，该方案即为帕累托最优曲线；

对所述帕累托最优曲线进行逐一断点遍历，计算并累加该方案的可靠性提升量值和投资量值；

若所述约束类型确定为第一类约束或第二类约束，则判断可靠性评估预测值是否达到预设的可靠性约束要求；

若达到所述可靠性约束要求，则判断约束类型；

若所述约束类型为第一类约束，则获取可靠性目标约束下的最优投资量值及对应的可靠性提升方案；

若所述约束类型为第二类约束，则选择如下修订方案：

第一方案：修正投资；第二方案：修正可靠性目标；

若选择所述第一方案，则累加计算投资与投资约束之差作为计算投资修正量，然后汇总以下在第二类约束下的最佳调整方案：

第一调整方案：实现可靠性目标约束需增加的投资及对应可靠性提升方案；

第二调整方案：修订可靠性目标值对应的可靠性提升方案；

若选择所述第二方案，则重置投资约束量值，并返回从所述帕累托曲线的起点开始，选取帕累托最优曲线；

若未达到可靠性约束要求，则判断断点是否遍历完成；若遍历完成，则从所述帕累托曲线的起点开始，选取帕累托最优曲线；若遍历未完成，则对所述帕累托最优曲线进行逐一断点遍历并计算；

若所述约束类型确定为第三类约束，则判断是否达到投资约束要求；

若达到投资约束要求，则获取投资约束下的最优可靠性提升量值及对应的可靠性提升方案；

若未达到投资约束要求，则判断断点是否遍历完成；若遍历完成，则从所述帕累托曲线的起点开始，选取帕累托最优曲线；若遍历未完成，则对所述帕累托最优曲线进行逐一断点遍历并计算。

实施例2

本实施例提供一种配电网供电可靠性提升方案选择装置，该装置的结构示意图如图3所示，包括：

配电网供电可靠性综合评估模型构建单元1，用于根据所述配电网的供电可靠性提升方案的关键数据，建立所述可靠性提升方案的关键数据与可靠性提升方案之间的函数关系，构建故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型，并将所述故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型汇总，得到所述配电网的供电可靠性综合评估模型；

约束类型确定单元2，用于确定约束类型，所述约束类型包括：第一类约束：有可靠性约束、无投资约束，第二类约束：可靠性、投资均有约束，第三类约束：有投资约束、无可靠性约束；

帕累托曲线绘制单元3，用于枚举所述配电网的供电可靠性提升方案，以所述可靠性提升方案的阈值为界点，确定固定间隔区间的可靠性提升方案计算断点，计算每个所述计算断点的可靠性提升量值和投资量值，绘制帕累托曲线；

可靠性提升方案及其量值确定单元4，用于根据所述帕累托曲线，确定满足所述约束类型的可靠性提升方案的集合，并得到所述方案的可靠性提升量值和投资量值。

本实施例提供的配电网供电可靠性提升方案选择装置，通过构建可靠性评估模型，即建立可靠性提升方案的关键数据与可靠性提升方案之间的函数关系，绘制帕累托曲线，并结合约束条件，协调可靠性和经济性最优，同时将可靠性评估结果量化，得出各类可靠性提升方案的具体量值，能够直观地评价各类可靠性提升方案的投入产出情况，从而选出经济效益最优的可靠性提升方案。该装置能够结合实际约束情况对配电网供电可靠性提升方案的投入产出进行量化，从可靠性、经济性两个角度给出可靠性提升方案的选择方法，具有科学合理性。

作为具体的实施方式，所述配电网的供电可靠性提升方案包括增加主干线分段、增加分支分段、建立双电源、建立联络、配电自动化；所述配电网的供电可靠性提升方案的关键数据包括可转供电率、平均分段数、双电源率、配电自动化率、分支保护率；所述可靠性提升方案的阈值，是所述配电网所在地区制定的上限阈值。

作为一个优选的实施方案，该装置中的配电网供电可靠性综合评估模型构建单元1，其结构示意图如图4所示，包括：

关键数据获取单元11，用于获取所述配电网的基本参数、基本数据、设备可靠性参数、停电时间参数；

故障停电时间的可靠性评估预测模型构建单元12，用于构建故障停电时间的可靠性评估预测模型，计算架空配电系统故障停电时间、电缆配电系统基准故障停电时间、配变基准故障停电时间、高压基准故障停电时间；

预安排停电时间的可靠性评估预测模型构建单元13，用于构建预安排停电时间的可靠性评估预测模型，计算中压基准预安排停电时间、高压基准预安排停电时间；

参数计算单元14，用于计算架空配电系统可靠系数、电缆配电系统可靠系数、高压故障影响系数、预安排影响系数；

汇总单元15，用于将所述故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型汇总，得到所述配电网的供电可靠性综合评估模型。

作为一个优选的实施方案，该装置中的帕累托曲线绘制单元3，其结构示意图如图5所示，包括：

坐标系建立单元31，用于建立以配电网停电小时数为横坐标、所述可靠性提升方案的投资量值为纵坐标的坐标系；在所述坐标系的原点，投资为0；所述配电网停电小时数为现状电网停电小时数；

断点设定单元32，用于将各项所述可靠性提升方案以5％为作为间隔，设定m个可靠性提升方案的断点；

断点绘制单元33，用于从所述坐标系的原点开始，逐一计算每个所述断点的可靠性提升量值和投资量值，将该断点绘制于所述坐标系中，直至m个断点全部绘制完成，并将m个断点连成一条曲线，形成该可靠性提升方案的帕累托曲线；

曲线绘制单元34，用于绘制所有可靠性提升方案的帕累托曲线，所述坐标系中建立n条帕累托曲线。

作为一个优选的实施方案，该装置中的可靠性提升方案及其量值确定单元4，其结构示意图如图6所示，包括：

帕累托最优曲线确定单元41，用于从所述帕累托曲线的起点开始，依次选取n条可靠性提升方案的帕累托曲线中斜率最大的帕累托曲线作为阶段性可靠性提升方案，该方案即为帕累托最优曲线；

断点遍历计算单元42，用于对所述帕累托最优曲线进行逐一断点遍历，计算并累加该方案的可靠性提升量值和投资量值；

约束类型判断单元43，用于判断约束类型，若所述约束类型确定为第一类约束或第二类约束，则判断可靠性评估预测值是否达到预设的可靠性约束要求；

若达到所述可靠性约束要求，则判断约束类型；

第一类约束执行单元44，用于若所述约束类型为第一类约束，则获取可靠性目标约束下的最优投资量值及对应的可靠性提升方案；

第二类约束执行单元45，用于若所述约束类型为第二类约束，则选择如下修订方案：

第一方案：修正投资；第二方案：修正可靠性目标；

若选择所述第一方案，则累加计算投资与投资约束之差作为计算投资修正量，然后汇总以下在第二类约束下的最佳调整方案：

第一调整方案：实现可靠性目标约束需增加的投资及对应可靠性提升方案；

第二调整方案：修订可靠性目标值对应的可靠性提升方案；

若选择所述第二方案，则重置投资约束量值，并返回从所述帕累托曲线的起点开始，选取帕累托最优曲线；

若未达到可靠性约束要求，则判断断点是否遍历完成；若遍历完成，则从所述帕累托曲线的起点开始，选取帕累托最优曲线；若遍历未完成，则对所述帕累托最优曲线进行逐一断点遍历并计算；

第三类约束执行单元46，用于若所述约束类型确定为第三类约束，则判断是否达到投资约束要求；

若达到投资约束要求，则获取投资约束下的最优可靠性提升量值及对应的可靠性提升方案；

若未达到投资约束要求，则判断断点是否遍历完成；若遍历完成，则从所述帕累托曲线的起点开始，选取帕累托最优曲线；若遍历未完成，则对所述帕累托最优曲线进行逐一断点遍历并计算。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种配电网供电可靠性提升方案选择方法，其特征在于，包括：

根据所述配电网的供电可靠性提升方案的关键数据，建立所述可靠性提升方案的关键数据与可靠性提升方案之间的函数关系，构建故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型，并将所述故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型汇总，得到所述配电网的供电可靠性综合评估模型；

确定约束类型，所述约束类型包括：第一类约束：有可靠性约束、无投资约束，第二类约束：可靠性、投资均有约束，第三类约束：有投资约束、无可靠性约束；

枚举所述配电网的供电可靠性提升方案，以所述可靠性提升方案的阈值为界点，确定固定间隔区间的可靠性提升方案计算断点，计算每个所述计算断点的可靠性提升量值和投资量值，绘制帕累托曲线；

根据所述帕累托曲线，确定满足所述约束类型的可靠性提升方案的集合，并得到所述方案的可靠性提升量值和投资量值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配电网的供电可靠性提升方案包括增加主干线分段、增加分支分段、建立双电源、建立联络、配电自动化；所述配电网的供电可靠性提升方案的关键数据包括可转供电率、平均分段数、双电源率、配电自动化率、分支保护率；所述可靠性提升方案的阈值，是所述配电网所在地区制定的上限阈值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型，并将所述故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型汇总，得到所述配电网的供电可靠性综合评估模型，包括：

获取所述配电网的基本参数、基本数据、设备可靠性参数、停电时间参数；

构建故障停电时间的可靠性评估预测模型，计算架空配电系统故障停电时间、电缆配电系统基准故障停电时间、配变基准故障停电时间、高压基准故障停电时间；

构建预安排停电时间的可靠性评估预测模型，计算中压基准预安排停电时间、高压基准预安排停电时间；

计算架空配电系统可靠系数、电缆配电系统可靠系数、高压故障影响系数、预安排影响系数；

将所述故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型汇总，得到所述配电网的供电可靠性综合评估模型。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述绘制帕累托曲线包括：

建立以配电网停电小时数为横坐标、所述可靠性提升方案的投资量值为纵坐标的坐标系；在所述坐标系的原点，投资为0；所述配电网停电小时数为现状电网停电小时数；

将各项所述可靠性提升方案以5％为作为间隔，设定m个可靠性提升方案的断点；

从所述坐标系的原点开始，逐一计算每个所述断点的可靠性提升量值和投资量值，将该断点绘制于所述坐标系中，直至m个断点全部绘制完成，并将m个断点连成一条曲线，形成该可靠性提升方案的帕累托曲线；

绘制所有可靠性提升方案的帕累托曲线，所述坐标系中建立n条帕累托曲线。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述帕累托曲线，确定满足所述约束类型的可靠性提升方案的集合，并得到所述方案的可靠性提升量值和投资量值包括：

从所述帕累托曲线的起点开始，依次选取n条可靠性提升方案的帕累托曲线中斜率最大的帕累托曲线作为阶段性可靠性提升方案，该方案即为帕累托最优曲线；

对所述帕累托最优曲线进行逐一断点遍历，计算并累加该方案的可靠性提升量值和投资量值；

若所述约束类型确定为第一类约束或第二类约束，则判断可靠性评估预测值是否达到预设的可靠性约束要求；

若达到所述可靠性约束要求，则判断约束类型；

若所述约束类型为第一类约束，则获取可靠性目标约束下的最优投资量值及对应的可靠性提升方案；

若所述约束类型为第二类约束，则选择如下修订方案：

第一方案：修正投资；第二方案：修正可靠性目标；

若选择所述第一方案，则累加计算投资与投资约束之差作为计算投资修正量，然后汇总以下在第二类约束下的最佳调整方案：

第一调整方案：实现可靠性目标约束需增加的投资及对应可靠性提升方案；

第二调整方案：修订可靠性目标值对应的可靠性提升方案；

若选择所述第二方案，则重置投资约束量值，并返回从所述帕累托曲线的起点开始，选取帕累托最优曲线；

若未达到可靠性约束要求，则判断断点是否遍历完成；若遍历完成，则从所述帕累托曲线的起点开始，选取帕累托最优曲线；若遍历未完成，则对所述帕累托最优曲线进行逐一断点遍历并计算；

若所述约束类型确定为第三类约束，则判断是否达到投资约束要求；

若达到投资约束要求，则获取投资约束下的最优可靠性提升量值及对应的可靠性提升方案；

若未达到投资约束要求，则判断断点是否遍历完成；若遍历完成，则从所述帕累托曲线的起点开始，选取帕累托最优曲线；若遍历未完成，则对所述帕累托最优曲线进行逐一断点遍历并计算。

6.一种配电网供电可靠性提升方案选择装置，其特征在于，包括：

配电网供电可靠性综合评估模型构建单元，用于根据所述配电网的供电可靠性提升方案的关键数据，建立所述可靠性提升方案的关键数据与可靠性提升方案之间的函数关系，构建故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型，并将所述故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型汇总，得到所述配电网的供电可靠性综合评估模型；

约束类型确定单元，用于确定约束类型，所述约束类型包括：第一类约束：有可靠性约束、无投资约束，第二类约束：可靠性、投资均有约束，第三类约束：有投资约束、无可靠性约束；

帕累托曲线绘制单元，用于枚举所述配电网的供电可靠性提升方案，以所述可靠性提升方案的阈值为界点，确定固定间隔区间的可靠性提升方案计算断点，计算每个所述计算断点的可靠性提升量值和投资量值，绘制帕累托曲线；

可靠性提升方案及其量值确定单元，用于根据所述帕累托曲线，确定满足所述约束类型的可靠性提升方案的集合，并得到所述方案的可靠性提升量值和投资量值。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述配电网的供电可靠性提升方案包括增加主干线分段、增加分支分段、建立双电源、建立联络、配电自动化；所述配电网的供电可靠性提升方案的关键数据包括可转供电率、平均分段数、双电源率、配电自动化率、分支保护率；所述可靠性提升方案的阈值，是所述配电网所在地区制定的上限阈值。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述配电网供电可靠性综合评估模型构建单元包括：

关键数据获取单元，用于获取所述配电网的基本参数、基本数据、设备可靠性参数、停电时间参数；

故障停电时间的可靠性评估预测模型构建单元，用于构建故障停电时间的可靠性评估预测模型，计算架空配电系统故障停电时间、电缆配电系统基准故障停电时间、配变基准故障停电时间、高压基准故障停电时间；

预安排停电时间的可靠性评估预测模型构建单元，用于构建预安排停电时间的可靠性评估预测模型，计算中压基准预安排停电时间、高压基准预安排停电时间；

参数计算单元，用于计算架空配电系统可靠系数、电缆配电系统可靠系数、高压故障影响系数、预安排影响系数；

汇总单元，用于将所述故障停电时间和预安排停电时间的可靠性评估预测模型汇总，得到所述配电网的供电可靠性综合评估模型。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述帕累托曲线绘制单元包括：

坐标系建立单元，用于建立以配电网停电小时数为横坐标、所述可靠性提升方案的投资量值为纵坐标的坐标系；在所述坐标系的原点，投资为0；所述配电网停电小时数为现状电网停电小时数；

断点设定单元，用于将各项所述可靠性提升方案以5％为作为间隔，设定m个可靠性提升方案的断点；

断点绘制单元，用于从所述坐标系的原点开始，逐一计算每个所述断点的可靠性提升量值和投资量值，将该断点绘制于所述坐标系中，直至m个断点全部绘制完成，并将m个断点连成一条曲线，形成该可靠性提升方案的帕累托曲线；

曲线绘制单元，用于绘制所有可靠性提升方案的帕累托曲线，所述坐标系中建立n条帕累托曲线。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述可靠性提升方案及其量值确定单元包括：

帕累托最优曲线确定单元，用于从所述帕累托曲线的起点开始，依次选取n条可靠性提升方案的帕累托曲线中斜率最大的帕累托曲线作为阶段性可靠性提升方案，该方案即为帕累托最优曲线；

断点遍历计算单元，用于对所述帕累托最优曲线进行逐一断点遍历，计算并累加该方案的可靠性提升量值和投资量值；

约束类型判断单元，用于判断约束类型，若所述约束类型确定为第一类约束或第二类约束，则判断可靠性评估预测值是否达到预设的可靠性约束要求；

若达到所述可靠性约束要求，则判断约束类型；

第一类约束执行单元，用于若所述约束类型为第一类约束，则获取可靠性目标约束下的最优投资量值及对应的可靠性提升方案；

第二类约束执行单元，用于若所述约束类型为第二类约束，则选择如下修订方案：

第一方案：修正投资；第二方案：修正可靠性目标；

若选择所述第一方案，则累加计算投资与投资约束之差作为计算投资修正量，然后汇总以下在第二类约束下的最佳调整方案：

第一调整方案：实现可靠性目标约束需增加的投资及对应可靠性提升方案；

第二调整方案：修订可靠性目标值对应的可靠性提升方案；

若选择所述第二方案，则重置投资约束量值，并返回从所述帕累托曲线的起点开始，选取帕累托最优曲线；

若未达到可靠性约束要求，则判断断点是否遍历完成；若遍历完成，则从所述帕累托曲线的起点开始，选取帕累托最优曲线；若遍历未完成，则对所述帕累托最优曲线进行逐一断点遍历并计算；

第三类约束执行单元，用于若所述约束类型确定为第三类约束，则判断是否达到投资约束要求；

若达到投资约束要求，则获取投资约束下的最优可靠性提升量值及对应的可靠性提升方案；

若未达到投资约束要求，则判断断点是否遍历完成；若遍历完成，则从所述帕累托曲线的起点开始，选取帕累托最优曲线；若遍历未完成，则对所述帕累托最优曲线进行逐一断点遍历并计算。