CN106651639A - 一种基于可靠性评估的保电运行方式确定方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于可靠性评估的保电运行方式确定方法及系统，包括：获取基础参数及与故障停电相关的可靠性参数；获取预先设置的多个保电运行方案；根据所述基础参数及所述可靠性参数，利用可靠性评估系统对每个保电运行方案下的保电对象的供电可靠性进行评估，得到每个保电运行方案对应的负荷点故障停电指标；将负荷点故障停电指标最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式；可见，在本实施例中，通过将可靠性评估系统用于配电网保电运行方式的选取，即通过可靠性评估计算在各种运行方式下保电对象的供电可靠性指标，为确定最佳保电运行方式提供定量的决策依据。
Description
技术领域
本发明涉及配电网调度技术领域，更具体地说，涉及一种基于可靠性评估的保电运行方式确定方法及系统。
背景技术
运行方式安排作为配电网调度运行工作中的关键环节，其首要任务是保证电网在各种运行状态下的连续可靠供电。同时，力求通过合理调整运行方式，最大限度地发挥电网整体效益，挖掘输电潜力，满足电网经济运行的更高要求。
近年来，随着我国配电网建设投入的不断加大，电网网架结构日益完善，配电网的运行方式更加灵活多样，如何从诸多运行方式中挑选出最优运行方式已成为电网调度运行的基本需求。目前，配网运行方式的确定一般采用线路潮流估算结合“N-1”事故预想等传统方法，难以实现停电风险的精确量化和供电可靠性最优。因此，如何确定最佳保电运行方式是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于可靠性评估的保电运行方式确定方法及系统，以实现确定最佳保电运行方式。
为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种基于可靠性评估的保电运行方式确定方法，包括：
获取基础参数及与故障停电相关的可靠性参数；
获取预先设置的多个保电运行方案；
根据所述基础参数及所述可靠性参数，利用可靠性评估系统对每个保电运行方案下的保电对象的供电可靠性进行评估，得到每个保电运行方案对应的负荷点故障停电指标；
将负荷点故障停电指标最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式。
其中，获取基础参数包括：
获取配电网拓扑结构、配电设施基础参数和负荷点数据，所述负荷点数据包括用户数信息及负荷容量，所述负荷容量为近期的日平均负荷曲线或者最大负荷容量。
其中，获取与故障停电相关的可靠性参数包括：
获取设备故障停运率参数、设备平均故障修复时间参数、平均故障定位隔离时间参数、平均故障点上游恢复供电操作时间参数及平均故障停电联络开关切换时间参数。
其中，所述将负荷点故障停电指标最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式，包括：
若负荷点故障停电指标为负荷点故障停电频率期望值，则将负荷点故障停电频率期望值最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式。
其中，所述将负荷点故障停电指标最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式，包括：
若负荷点故障停电指标为负荷点故障停电时间期望值，则将负荷点故障停电时间期望值最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式。
一种基于可靠性评估的保电运行方式确定系统，包括：
第一获取模块，用于获取基础参数及与故障停电相关的可靠性参数；
第二获取模块，用于获取预先设置的多个保电运行方案；
系统平均停电负荷点故障停电指标确定模块，用于根据所述基础参数及所述可靠性参数，利用可靠性评估系统对每个保电运行方案下的保电对象的供电可靠性进行评估，得到每个保电运行方案对应的负荷点故障停电指标；
保电运行方式确定模块，用于将负荷点故障停电指标最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式。
其中，所述第一获取模块获取的基础参数包括：配电网拓扑结构、配电设施基础参数和负荷点数据，所述负荷点数据包括用户数信息及负荷容量，所述负荷容量为近期的日平均负荷曲线或者最大负荷容量。
其中，所述第一获取模块获取的与故障停电相关的可靠性参数包括：设备故障停运率参数、设备平均故障修复时间参数、平均故障定位隔离时间参数、平均故障点上游恢复供电操作时间参数及平均故障停电联络开关切换时间参数。
其中，若负荷点故障停电指标为负荷点故障停电频率期望值，
则所述保电运行方式确定模块则将负荷点故障停电频率期望值最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式。
其中，若负荷点故障停电指标为负荷点故障停电时间期望值，
则所述保电运行方式确定模块将负荷点故障停电时间期望值最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式。
通过以上方案可知，本发明实施例提供的一种基于可靠性评估的保电运行方式确定方法及系统，包括：获取基础参数及与故障停电相关的可靠性参数；获取预先设置的多个保电运行方案；根据所述基础参数及所述可靠性参数，利用可靠性评估系统对每个保电运行方案下的保电对象的供电可靠性进行评估，得到每个保电运行方案对应的负荷点故障停电指标；将负荷点故障停电指标最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式；可见，在本实施例中，通过将可靠性评估系统用于配电网保电运行方式的选取，即通过可靠性评估计算在各种运行方式下保电对象的供电可靠性指标，为确定最佳保电运行方式提供定量的决策依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例公开的一种基于可靠性评估的保电运行方式确定方法流程示意图；
图2为本发明实施例公开的F1线路网络结构单线图；
图3为本发明实施例公开的F2线路网络结构单线图；
图4为本发明实施例公开的一种基于可靠性评估的保电运行方式确定系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。
本发明实施例公开了一种基于可靠性评估的保电运行方式确定方法及系统，以实现确定最佳保电运行方式。
参见图1，本发明实施例提供的一种基于可靠性评估的保电运行方式确定方法，包括：
S101、获取基础参数及与故障停电相关的可靠性参数；
具体的，在本实施例中，首先需要根据实际工作需要，确定所要评估的区域及相应的配电网络、保电对象(用户)；并从相关信息系统和文件资料中收集可靠性评估所需的基础参数和故障停电相关可靠性参数。其中，基础参数中的负荷容量采用近期的日平均负荷曲线或最大负荷。
其中，获取基础参数包括：
获取配电网拓扑结构、配电设施基础参数和负荷点数据，所述负荷点数据包括用户数信息及负荷容量，所述负荷容量为近期的日平均负荷曲线或者最大负荷容量；
获取与故障停电相关的可靠性参数包括：获取设备故障停运率参数、设备平均故障修复时间参数、平均故障定位隔离时间参数、平均故障点上游恢复供电操作时间参数及平均故障停电联络开关切换时间参数。
具体的，在本实施例中，为了确定某地区两条配电线路在保电期间的最佳运行方式，将两条具有相互联络关系的线路(以下分别称为F1线路及F2线路)作为评估对象；其中，F1线路中的负荷点LP52为保电对象。具体的，本实施例中获取的参数包括：
(1)基础参数
a)配电网拓扑结构
从某市配网线路运检部门获取评估对象的CAD电气接线图，通过计算软件重新绘制到可靠性计算软件系统中，得到F1线路与F2线路的网络结构单线图如图2、图3所示。F1线路及F2线路采用单联络接线方式，F1线路中段通过联络开关与F2线路尾端相连，互为备用。
2)配电设施基础参数
通过PMS系统获取可靠性评估所需的配电设施基础参数。各种配电设施规模如表1所示：
表1配电设施规模
3)负荷点数据
用户数：现状电网中一个中压用户统计单位就是一个负荷点。
负荷容量：通过该市调度控制中心SCADA系统获取该区域近一个月内最大负荷时刻的各馈线负荷，分别为1.21MVA和1.84MVA。馈线上各个负荷点的负荷容量依据负荷点所在馈线负荷，以各台配电变压器的装见容量为权重进行负荷容量分配。
(2)可靠性参数
由于主要关注短期临时运行方式调整对配电系统供电可靠性的影响，因此在进行可靠性评估时可不考虑设施预安排停运率的影响，只需要故障停电相关可靠性参数。采用典型可靠性参数作为可靠性评估的输入参数，如表2中设备故障停运率及设备平均故障修复时间类参数，及表3中平均故障定位隔离时间、平均故障点上游恢复供电操作时间和平均故障停电联络开关切换时间所示。
表2
| 设施类别 | 故障停运率(次/台·年，次/公里·年) | 平均故障修复时间(小时) |
| 架空绝缘线 | 0.0409 | 3.28 |
| 架空裸导线 | 0.0619 | 2.63 |
| 电缆线路 | 0.0278 | 3.49 |
| 隔离开关(刀闸) | 0.0105 | 2.06 |
| 断路器 | 0.0037 | 2.27 |
| 熔断器 | 0.0086 | 2.56 |
| 配电变压器 | 0.0038 | 3.52 |
表3
| 参数名称 | 时间(h) |
| 平均故障定位隔离时间 | 1.27 |
| 平均故障点上游恢复供电操作时间 | 0.9 |
| 平均故障停电联络开关切换时间 | 0.9 |
S102、获取预先设置的多个保电运行方案；
具体的，在本方案中，可以通过多个保电运行方案与原运行方案的对比选择最优的保电运行方案；在本实施例中的原运行方式和保电运行方案如下：
(1)原运行方式
F1和F2线路采用单联络接线模式，为不同变电站间的单环网结构。通过对系统运行数据的分析可知，F1线负荷为1.21MVA，负载率38.3％；F2线负荷为1.84MVA，负载率26.99％。两条馈线互为备用且备用容量均在50％以上，当故障发生时，故障段下游非故障区域可通过方式倒换由对侧馈线进行供电，电网供电可靠性较高。
保电对象LP52在原运行方式下由F1线供电，联络开关处于断开状态，F1与F2线路中其余开关元件均处于闭合状态。
(2)运行方式1
由F1与F2线路参数可知，F1线较F2线短15.56km，负荷值较F2线低0.63MVA。在原运行方式下，联络开关至F1线主电源间有三台断路器可作为新运行方式下的联络点，为了不使配电网结构发生较大改变，断开距原联络开关最近的F1线断路器DL18，合上原联络开关，该运行方式记为运行方式1，图2中虚线区域部分(含保电对象F1线负荷点LP52)通过原联络开关改为由F2线供电。
在运行方式1下，F1线总长变为7.0514km，其中架空线路5.0664km，电缆线路1.985km，有负荷点37个(即LP1-LP37)，负荷1.0684MVA，负载率33.82％；F2线总长变为36.01285km，其中架空线路35.23985km，电缆线路0.773km；有负荷点82个(包括原F2线路LP1-LP63以及原F1线路LP38-LP56)，负荷1.9816MVA，负载率29.07％。
(3)运行方式2
联络开关至F2线电源间有三台断路器可作为新方式下的联络点，为了不使配电网结构发生较大改变，断开F2线断路器DL6，合上原联络开关，记为运行方式2。图3虚线区域部分通过原联络开关改为F1线供电，保电对象LP52仍然由F1线主供电。
在运行方式2下，F1馈线总长变为19.9588km，其中架空线路17.9208km，电缆线路2.038km；有负荷点72个(包括原F1线路LP1-LP56以及原F2线路LP48-LP63)，负荷1.5723MVA，负载率49.77％；F2线路总长变为23.82545km，其中架空线路23.10545km，电缆线路0.72km；有负荷点47个(即LP1-LP47)，负荷1.48MVA，负载率21.71％。
S103、根据所述基础参数及所述可靠性参数，利用可靠性评估系统对每个保电运行方案下的保电对象的供电可靠性进行评估，得到每个保电运行方案对应的负荷点故障停电指标；
S104、将负荷点故障停电指标最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式。
其中，所述将负荷点故障停电指标最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式，包括：
若负荷点故障停电指标为负荷点故障停电频率期望值，则将负荷点故障停电频率期望值最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式；
若负荷点故障停电指标为负荷点故障停电时间期望值，则将负荷点故障停电时间期望值最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式。
具体的，在本实施例中，选定负荷点故障停电频率期望值和负荷点故障停电时间期望值作为比选指标，利用评估软件计算得到不同运行方式下保电对象(F1线路中LP52)的可靠性指标，指标对比情况如表4所示。
表4不同运行方式下保电对象可靠性指标对比
通过表4对可靠性评估计算结果分析可知，保电对象在原运行方式以及运行方式2情况下的负荷点供电可靠性较高。从电网结构角度分析可知，在运行方式1中保电对象被转至F2线路末端供电，因此造成供电可靠性较差；而在运行方式2中，保电对象所在线路接受了F2线路中的一部分负荷，但由于线路上存在断路器进行分段隔离，保电对象的可靠性指标无变化。综上所述，为保证对保电对象的高可靠供电，可选择原运行方式或者运行方式2。
可见，在本实施例中通过选取系统平均故障停电频率期望值SAIFI-F作为比选指标，对不同保电运行方式下保电对象的供电可靠性进行评估，基于比选指标计算结果进行比选，指标值最小的即为最优保电运行方式。
下面对本发明实施例提供的保电运行方式确定系统进行介绍，下文描述的保电运行方式确定系统与上文描述的保电运行方式确定方法可以相互参照。
参见图4，本发明实施例提供的一种基于可靠性评估的保电运行方式确定系统，包括：
第一获取模块100，用于获取基础参数及与故障停电相关的可靠性参数；
第二获取模块200，用于获取预先设置的多个保电运行方案；
负荷点故障停电指标确定模块300，用于根据所述基础参数及所述可靠性参数，利用可靠性评估系统对每个保电运行方案下的保电对象的供电可靠性进行评估，得到每个保电运行方案对应的负荷点故障停电指标；
保电运行方式确定模块400，用于将负荷点故障停电指标最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式。
基于上述技术方案，所述第一获取模块获取的基础参数包括：配电网拓扑结构、配电设施基础参数和负荷点数据，所述负荷点数据包括用户数信息及负荷容量，所述负荷容量为近期的日平均负荷曲线或者最大负荷容量。
基于上述技术方案，所述第一获取模块获取的与故障停电相关的可靠性参数包括：设备故障停运率参数、设备平均故障修复时间参数、平均故障定位隔离时间参数、平均故障点上游恢复供电操作时间参数及平均故障停电联络开关切换时间参数。
基于上述技术方案，若负荷点故障停电指标为负荷点故障停电频率期望值，
则所述保电运行方式确定模块则将负荷点故障停电频率期望值最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式。
基于上述技术方案，若负荷点故障停电指标为负荷点故障停电时间期望值，
则所述保电运行方式确定模块将负荷点故障停电时间期望值最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式。
本发明实施例提供的一种基于可靠性评估的保电运行方式确定方法及系统，包括：获取基础参数及与故障停电相关的可靠性参数；获取预先设置的多个保电运行方案；根据所述基础参数及所述可靠性参数，利用可靠性评估系统对每个保电运行方案下的保电对象的供电可靠性进行评估，得到每个保电运行方案对应的负荷点故障停电指标；将负荷点故障停电指标最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式；可见，在本实施例中，通过将可靠性评估系统用于配电网保电运行方式的选取，即通过可靠性评估计算在各种运行方式下保电对象的供电可靠性指标，为确定最佳保电运行方式提供定量的决策依据。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种基于可靠性评估的保电运行方式确定方法，其特征在于，包括：
获取基础参数及与故障停电相关的可靠性参数；
获取预先设置的多个保电运行方案；
根据所述基础参数及所述可靠性参数，利用可靠性评估系统对每个保电运行方案下的保电对象的供电可靠性进行评估，得到每个保电运行方案对应的负荷点故障停电指标；
将负荷点故障停电指标最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式。
2.根据权利要求1所述的保电运行方式确定方法，其特征在于，获取基础参数包括：
获取配电网拓扑结构、配电设施基础参数和负荷点数据，所述负荷点数据包括用户数信息及负荷容量，所述负荷容量为近期的日平均负荷曲线或者最大负荷容量。
3.根据权利要求2所述的保电运行方式确定方法，其特征在于，获取与故障停电相关的可靠性参数包括：
获取设备故障停运率参数、设备平均故障修复时间参数、平均故障定位隔离时间参数、平均故障点上游恢复供电操作时间参数及平均故障停电联络开关切换时间参数。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的保电运行方式确定方法，其特征在于，所述将负荷点故障停电指标最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式，包括：
若负荷点故障停电指标为负荷点故障停电频率期望值，则将负荷点故障停电频率期望值最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的保电运行方式确定方法，其特征在于，所述将负荷点故障停电指标最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式，包括：
若负荷点故障停电指标为负荷点故障停电时间期望值，则将负荷点故障停电时间期望值最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式。
6.一种基于可靠性评估的保电运行方式确定系统，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取基础参数及与故障停电相关的可靠性参数；
第二获取模块，用于获取预先设置的多个保电运行方案；
负荷点故障停电指标确定模块，用于根据所述基础参数及所述可靠性参数，利用可靠性评估系统对每个保电运行方案下的保电对象的供电可靠性进行评估，得到每个保电运行方案对应的负荷点故障停电指标；
保电运行方式确定模块，用于将负荷点故障停电指标最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式。
7.根据权利要求6所述的保电运行方式确定系统，其特征在于，
所述第一获取模块获取的基础参数包括：配电网拓扑结构、配电设施基础参数和负荷点数据，所述负荷点数据包括用户数信息及负荷容量，所述负荷容量为近期的日平均负荷曲线或者最大负荷容量。
8.根据权利要求7所述的保电运行方式确定系统，其特征在于，
所述第一获取模块获取的与故障停电相关的可靠性参数包括：设备故障停运率参数、设备平均故障修复时间参数、平均故障定位隔离时间参数、平均故障点上游恢复供电操作时间参数及平均故障停电联络开关切换时间参数。
9.根据权利要求6-8中任意一项所述的保电运行方式确定系统，其特征在于，若负荷点故障停电指标为负荷点故障停电频率期望值，
则所述保电运行方式确定模块则将负荷点故障停电频率期望值最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式。
10.根据权利要求6-8中任意一项所述的保电运行方式确定系统，其特征在于，若负荷点故障停电指标为负荷点故障停电时间期望值，
则所述保电运行方式确定模块将负荷点故障停电时间期望值最小的保电运行方案确定为最优的保电运行方式。
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