CN108280580A - 一种电力系统的电力电子化水平的评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电力系统的电力电子化水平的评价方法。该方法明确了电力系统的电力电子水平量化评估的概念，采用了分层逐级加权评价的方式。本发明评价方法首先整理电网全部一次设备所应用的电力电子技术，并建立该电力电子技术的评价指标表，通过加权评价的方法得到电网设备的电力电子化评价指标，然后基于容量占比或数量占比等方法计算得到各类型电网设备的电力电子化水平综合评价指标，最后加权计算得到电网整体的电力电子化水平的综合平衡指标。本发明评价方法为量化评价电力系统的电力电子化程度提供了新的途径，具有很好的使用价值。

Description

一种电力系统的电力电子化水平的评价方法
技术领域
本发明涉及电网规划评估领域，尤其涉及一种电力系统的电力电子化水平的评价方法。
背景技术
电力电子技术在电力系统得到广泛应用，并渗透到现代电力系统的各个环节，电力电子化已经成为现代电力系统重要特征。在发电领域，传统发电机励磁系统、风电和光伏等新能源并网逆变器等均大量使用力电力电子技术，在输电领域，高压直流输电(HVDC)、静态无功补偿(STATCOM)、统一潮流控制(UPFC)等均建立在现代电力电子技术基础之上，在变电领域，电子电力变压器(EPT)等新一代电力变压器表现出许多优良的控制特性，在用电领域，微网、直流配电网、用户定制电力、电力储能、电气化铁路等均需电力电子技术的支撑。随着电力电子技术在电力系统中广泛应用，其对电力系统的影响愈加深刻，研究评价现代电力系统的电力电子化程度和水平，是电力系统规划、运行与控制的基础指标。
因此，需要综合考虑发电、输电、变电和配电等多环节、多指标、多权重的影响，对电力系统的电力电子化水平建立全面、科学、系统的评价指标体系与方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力系统的电力电子化水平的评价方法，该方法为量化评价电力系统的电力电子化程度提供了新的途径，具有很好的使用价值。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种电力系统的电力电子化水平的评价方法，包括如下步骤：
步骤S1：建立目标电网包括全部电源、线路、用户、变电设备、无功设备的设备信息表；
步骤S2：建立电力电子技术的评价指标表；
步骤S3：基于电力电子技术水平的电网设备指标评价；
步骤S4：电力系统中各类型电网设备的电力电子化水平综合评价指标的计算；
步骤S5：电力系统电力电子化水平的综合评价指标的计算。
在本发明一实施例中，步骤S1中，所述设备信息表包括电网中全部电源、线路、用户、变电设备、无功设备，该些设备的容量、接入电压等级信息，以及该些设备采用的电力电子技术。
在本发明一实施例中，步骤S2中，评价指标表的基本原则为：根据不同电力电子技术对电力系统的影响程度和水平，设置评价指标在0～1之间，电力电子化程度越高其指标越接近1。
在本发明一实施例中，步骤S3中，对于采用多种电力电子技术的电网设备，可通过最大值法、加权平均法、二次合成法中的一种或多种计算得到电网设备电力电子化水平的设备评价指标。
在本发明一实施例中，电源设备g的综合评价指标kP1g如下式(1)～(3)所示，式中ki为电源设备的电力电子技术i的设置权重；k1i为电源设备的电力电子技术i的评价指标；其他电网设备的评价指标的计算方法相似；
最大值法：kP1g＝max(k11,k12,...,k1n)(1)
加权平均法：
二次方合成法：
在本发明一实施例中，步骤S4中，通过电网设备容量占比/数量占比的信息，可以对电网设备的电力电子化水平综合评价指标进行计算。
在本发明一实施例中，电网中全部电源设备的电力电子化水平综合评价指标kP1如下式(4)～(5)所示；式中P1i为电源设备i的容量，N1i为电源设备i的数量；其他电网设备评价指标的计算方法相似；
容量占比折算法：
数量占比折算法：
在本发明一实施例中，步骤S5中，电力系统的电力电子化水平的综合评价指标的计算方法如下式(6)所示，式中kPi为电网中全部电源、线路、用户、变电设备、无功设备及其他设备的电力电子化水平综合评价指标，kPSi为上述设备的权重设置；kPS指标表示电力系统电力电子化水平，评价指标在0～1之间，越接近1说明电网的电力电子化程度越高；
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明评价方法首先整理电网全部一次设备所应用的电力电子技术，并建立该电力电子技术的评价指标表，通过加权评价的方法得到电网设备的电力电子化评价指标，然后基于容量占比或数量占比等方法计算得到各类型电网设备的电力电子化水平综合评价指标，最后加权计算得到电网整体的电力电子化水平的综合平衡指标；本发明评价方法为量化评价电力系统的电力电子化程度提供了新的途径，具有很好的使用价值。
附图说明
图1为本发明图1是本发明一种电力系统的电力电子化水平的综合评价指标的计算流程图。
图2是实施例1的电网结构图。
图3是实施例2的电网结构图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
本发明的一种电力系统的电力电子化水平的综合评价方法，包括如下步骤：
步骤S1：建立目标电网全部电源、线路、用户、变电设备、无功设备及其他设备信息表。如下表1所示，电源合计g个，线路合计c条，用户合计l个，变电设备合计t座，无功设备合计f个，其他设备合计e个；此外还包括上述设备的容量、接入电压等级等信息，还包括上述设备所使用的电力电子技术等；
表1目标电网设备及技术清单
步骤S2：建立电力电子技术的评价指标表。如表2所示，基本原则为：根据不同电力电子技术对电力系统的影响程度和水平，设置评价指标在0～1之间，电力电子化程度越高其指标越接近1。
表2电力电子技术的评价指标表
步骤S3：基于电力电子技术水平的电网设备指标评价。对于采用多种电力电子技术的电网设备，可通过最大值法、加权平均法、二次合成法等方法计算得到电网设备电力电子化水平的设备评价指标；以电源设备g的综合评价指标kP1g为例，如下式(1)～(3)所示，式中ki为电源设备g的电力电子技术i的设置权重，k1i为电源设备的电力电子技术i的评价指标；其他电网设备的评价指标的计算方法相似，不再累述。
最大值法：kP1g＝max(k11,k12,...,k1n) (1)
加权平均法：
二次方合成法：
步骤S4：电力系统中各类型电网设备的电力电子化水平的综合评价指标的计算。通过电网设备容量占比/数量占比等信息，可以对电网设备综合评价指标进行计算；以电网中全部电源设备评价指标kP1为例，如下式(4)～(5)所示；式中P1i为电源设备i的容量，N1i为电源设备i的数量；其他电网设备评价指标的计算方法相似，不再累述。
容量占比折算法：
数量占比折算法：
步骤S5：电力系统电力电子化水平的综合评价指标的计算。根据前面步骤计算得到电网中全部电源、线路、用户、变电设备、无功设备及其他设备的综合评价指标，分别为kP1、kP2、kP3、kP4、kP5、kPE。电力系统的电力电子化水平的综合评价指标kPS如下式(6)所示，式中kPSi为电源、线路、用户、变电设备、无功设备及其他设备的设置权重。一般来说，kPS指标表示电力系统电力电子化水平，评价指标在0～1之间，越接近1说明电网的电力电子化程度越高。
实例1：对于电网1，如附图2所示。一种电力系统的电力电子化水平的综合评价指标的计算方法，包括如下步骤：
步骤S1：建立目标电网全部电源、线路、用户、变电设备、无功设备及其他设备信息表3。
表3目标电网设备及技术清单 单位：MW，个
步骤S2：建立电力电子技术的评价指标表，如表4所示。
表4电力电子技术的评价指标表
步骤S3：基于电力电子技术水平的电网设备指标评价。本实例采用最大值法计算得到电网设备电力电子化水平的设备评价指标，本例电网设备均采用单一电力电子技术，所以电力电子技术的评价指标即为电网设备电力电子化水平的设备评价指标。
步骤S4：电力系统中各类型电网设备的电力电子化水平的综合评价指标的计算。本例采用电网设备容量占比折算法对电网设备综合评价指标进行计算：
步骤S5：电力系统电力电子化水平的综合评价指标的计算。电力系统的电力电子化水平的综合评价指标kPS如下式所示。
其中kPS1＝0.2，kPS2＝0.2，kPS3＝0.2，kPS4＝0.2，kPS5＝0.2。该电力系统的电力电子化水平的综合评价指标为0.06。
实例2：对于电网2，如附图3所示，部分电网设备应用电力电子技术。一种电力系统的电力电子化水平的综合评价指标的计算方法，包括如下步骤：
步骤S1：建立目标电网全部电源、线路、用户、变电设备、无功设备及其他设备信息表5。
表5目标电网设备及技术清单单位：MW
步骤S2：建立电力电子技术的评价指标表，如表6所示。
表6电力电子技术的评价指标表
步骤S3：基于电力电子技术水平的电网设备指标评价。本实例采用最大值法计算得到电网设备电力电子化水平的设备评价指标，本例电网设备均采用单一电力电子技术，所以电力电子技术的评价指标即为电网设备电力电子化水平的设备评价指标。
步骤S4：电力系统中各类型电网设备的电力电子化水平的综合评价指标的计算。本例采用电网设备容量占比折算法对电网设备综合评价指标进行计算：
步骤S5：电力系统电力电子化水平的综合评价指标的计算。电力系统的电力电子化水平的综合评价指标kPS如下式所示。
其中kPS1＝0.2，kPS2＝0.2，kPS3＝0.2，kPS4＝0.2，kPS5＝0.2。该电力系统的电力电子化水平的综合评价指标为0.5654。
对比实例1和实例2，电网1的电力系统的电力电子化水平的综合评价指标为0.06，电网2的电力系统的电力电子化水平的综合评价指标为0.5654。对比而言，实施例2对应电网2的电力电子化水平高于实施例1对应的电网1。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种电力系统的电力电子化水平的评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：建立目标电网包括全部电源、线路、用户、变电设备、无功设备的设备信息表；
步骤S2：建立电力电子技术的评价指标表；
步骤S3：基于电力电子技术水平的电网设备指标评价；
步骤S4：电力系统中各类型电网设备的电力电子化水平综合评价指标的计算；
步骤S5：电力系统电力电子化水平的综合评价指标的计算。
2.根据权利要求1所述的一种电力系统的电力电子化水平的评价方法，其特征在于，步骤S1中，所述设备信息表包括电网中全部电源、线路、用户、变电设备、无功设备，该些设备的容量、接入电压等级信息，以及该些设备采用的电力电子技术。
3.根据权利要求2所述的一种电力系统的电力电子化水平的评价方法，其特征在于，步骤S2中，评价指标表的基本原则为：根据不同电力电子技术对电力系统的影响程度和水平，设置评价指标在0～1之间，电力电子化程度越高其指标越接近1。
4.根据权利要求3所述的一种电力系统的电力电子化水平的评价方法，其特征在于，步骤S3中，对于采用多种电力电子技术的电网设备，可通过最大值法、加权平均法、二次合成法中的一种或多种计算得到电网设备电力电子化水平的设备评价指标。
5.根据权利要求4所述的一种电力系统的电力电子化水平的评价方法，其特征在于，电源设备g的综合评价指标kP1g如下式(1)～(3)所示，式中ki为电源设备的电力电子技术i的设置权重，k1i为电源设备的电力电子技术i的评价指标；其他电网设备的评价指标的计算方法相似；
最大值法：kP1g＝max(k11,k12,...,k1n) (1)
加权平均法：
二次方合成法：
6.根据权利要求5所述的一种电力系统的电力电子化水平的评价方法，其特征在于，步骤S4中，通过电网设备容量占比/数量占比的信息，可以对电网设备的电力电子化水平综合评价指标进行计算。
7.根据权利要求6所述的一种电力系统的电力电子化水平的评价方法，其特征在于，电网中全部电源设备的电力电子化水平综合评价指标kP1如下式(4)～(5)所示；式中P1i为电源设备i的容量，N1i为电源设备i的数量；其他电网设备评价指标的计算方法相似；
容量占比折算法：
数量占比折算法：
8.根据权利要求7所述的一种电力系统的电力电子化水平的评价方法，其特征在于，步骤S5中，电力系统的电力电子化水平的综合评价指标的计算方法如下式(6)所示，式中kPi为电网中全部电源、线路、用户、变电设备、无功设备及其他设备的电力电子化水平综合评价指标，kPSi为上述设备的权重设置；kPS指标表示电力系统电力电子化水平，评价指标在0～1之间，越接近1说明电网的电力电子化程度越高；
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