CN108335057A - 农村分散式煤改电供暖可靠性评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种农村分散式煤改电供暖可靠性评估方法，其主要技术特点是：根据每户取暖装置温度特性，计算出不同室外温度时最小供暖中断间隔INT；不同室外温度下对该供暖用户所属配电网进行模拟计算，当模拟供暖设备停电时间大于INT时方记供暖故障一次，进而计算不同室外温度下单个取暖用户的供暖可靠性指标；根据不同室外温度出现的概率模型以及取暖设备区域占比情况，计算出不同农村区域的供暖可靠性指标。本发明将供暖可靠性评估转换成供电可靠性评估，以实际用户供暖装置特性及农村实际电网运行方式为依据，使评估结果更加直观简便，更加贴合实际，为“煤改电”工程规划、设计、施工及运维方式提供参考和依据。
Description
技术领域
本发明属于能源技术领域，尤其是一种农村分散式煤改电供暖可靠性评 估方法。
背景技术
由于农村配网结构复杂，供热设备规格标准不一，且农村居民房屋结构 各不相同，准确评估农村分散式“煤改电”供暖可靠性，对于供电运维人员 较难理解和量化分析。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、处理速度 快且计算效率高的农村分散式煤改电供暖可靠性评估方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种农村分散式煤改电供暖可靠性评估方法，包括以下步骤：
步骤1、根据每户取暖装置温度特性，计算出不同室外温度时最小供暖中 断间隔INT；
步骤2、在不同室外温度下对该供暖用户所属配电网进行模拟计算，当模 拟供暖设备停电时间大于INT时方记供暖故障一次，进而计算不同室外温度 下单个取暖用户的供暖可靠性指标；
步骤3、根据不同室外温度出现的概率模型以及取暖设备区域占比情况， 计算出不同农村区域的供暖可靠性指标。
所述步骤1的最小供暖中断间隔INT计算方法为：
设t0时刻取暖装置断电，此时室内外温度T0＝[TN0，TW0]，其中TN0为室 内温度，Tw0为室外温度，假设室外温度保持稳定，则此后室内温度随时间变 化特性为TN＝F(t)；当t1时刻取暖设备恢复供电，此时室内外温度T1＝[TN1， TW1]，此后室内温度随时间及室外温度变化特性为TN＝E(t)，得到：
对室内温度TN求导数TN'，求解TN'＝0，得到t＝tm时室内温度TN最低，设 分散式“煤改电”室内最低气温为Tmin，求解以下方程：
TN(tm)＝Tmin
得到tm，此时计算得到初始室内外温度为T0条件下，t0时刻供暖设备最 小供暖中断间隔为：
INT＝tm-t0。
所述步骤2计算不同室外温度下单个取暖用户的供暖可靠性指标包括供 暖可靠率、平均停暖时间和平均停暖次数。
所述步骤2计算不同室外温度下单个取暖用户的供暖可靠性指标的方法 为：将影响用户供暖可靠性的设备分为运行状态和故障状态，并通过Markov 理论分别求解供暖设备、低压线路、配电变压器及10kV及以上线路的运行状 态和故障状态的稳态概率，然后采用蒙特卡罗模拟法进行故障模拟，且仅当 模拟供暖设备故障或断电时间大于INT时，才记一次故障，最终得到不同室 外温度情况下单个用户的供暖可靠率。
所述步骤3计算不同区域供暖可靠性指标计算方法为：结合气象数据， 获取室外温度概率参数，并根据区域取暖设备档案数据，计算供暖可靠性指 标。
本发明的优点和积极效果是：
本发明将供暖可靠性评估转换成供电可靠性评估，以实际用户供暖装置 特性及农村实际电网运行方式为依据，使评估结果更加直观简便，更加贴合 实际；实现了对农村分散式“煤改电”供暖可靠性开展评估功能，进而为“煤 改电”工程规划、设计、施工及运维方式提供参考和依据。
附图说明
图1是本发明的评估方法原理图；
图2是本发明采用的Markov过程状态转移图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明。
本发明的设计思想是将供暖可靠性评估转换成供电可靠性评估，具体实 现方法如图1所示，包括以下步骤：
步骤1、根据每户取暖装置温度特性计算出不同室外温度时最小供暖中断 间隔INT，即取暖装置在该时间段内失电不影响取暖效果。
在本步骤中，最小供暖中断间隔INT计算方法如下：
t0时刻取暖装置断电，此时室内外温度T0＝[TN0，TW0]，其中TN0为室内 温度，Tw0为室外温度，假设室外温度保持稳定，则此后室内温度随时间变 化特性为TN＝F(t)，t1时刻取暖设备恢复供电，此时室内外温度T1＝[TN1， TW1]，此后室内温度随时间及室外温度变化特性为TN＝E(t)，即：
对室内温度TN求导数TN'，求解TN'＝0，得到t＝tm时室内温度TN最低，根 据国家或地方相关取暖标准，分散式“煤改电”室内最低气温为Tmin，求解以 下方程：
TN(tm)＝Tmin
可以求解得到tm，此时可以计算得到初始室内外温度为T0条件下，t0时 刻供暖设备最小供暖中断间隔为：
INT＝tm-t0。
步骤2、在不同室外温度下通过蒙特卡罗模拟法对该供暖用户所属配电网 进行模拟计算，当模拟供暖设备停电时间大于INT时方记供暖故障一次，进 而计算出不同室外温度下单个取暖用户的供暖可靠率、平均停暖时间、平均 停暖次数等供暖可靠性指标。
如图2所示，本发明蒙特卡罗模拟法(Markov)进行用户供暖可靠性计 算：
影响用户供暖可靠性的设备包括供暖设备、低压线路、配电变压器及10kV 及以上电源线等，为简化模型将10kV及以上线路作为整体进行分析，将跌开、 配电变压器、低压刀闸、空开等设备作为整体分析，将低压行线、接户线、 电表、爬墙线等作为整体分析。设备状态共分为运行状态和故障状态，并通 过Markov理论分别求解供暖设备、低压线路、配电变压器及10kV及以上线 路的运行状态和故障状态的稳态概率，然后采用蒙特卡罗模拟法进行故障模 拟，且仅当模拟供暖设备故障或断电时间大于INT时，才记一次故障，最终 得到不同室外温度情况下单个用户的供暖可靠率。
步骤3、根据不同室外温度出现的概率模型以及取暖设备区域占比情况， 计算出不同农村区域的供暖可靠性指标。
在步骤中，不同区域供暖可靠性指标计算方法如下：
结合气象数据，获取室外温度概率参数，并根据区域取暖设备档案数据， 计算出不同农村区域供暖可靠率、平均停暖时间、平均停暖次数等供暖可靠 性指标。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因 此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人 员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种农村分散式煤改电供暖可靠性评估方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、根据每户取暖装置温度特性，计算出不同室外温度时最小供暖中断间隔INT；
步骤2、在不同室外温度下对该供暖用户所属配电网进行模拟计算，当模拟供暖设备停电时间大于INT时方记供暖故障一次，进而计算不同室外温度下单个取暖用户的供暖可靠性指标；
步骤3、根据不同室外温度出现的概率模型以及取暖设备区域占比情况，计算出不同农村区域的供暖可靠性指标。
2.根据权利要求1所述的农村分散式煤改电供暖可靠性评估方法，其特征在于：所述步骤1的最小供暖中断间隔INT计算方法为：
设t0时刻取暖装置断电，此时室内外温度T0＝[TN0，TW0]，其中TN0为室内温度，Tw0为室外温度，假设室外温度保持稳定，则此后室内温度随时间变化特性为TN＝F(t)；当t1时刻取暖设备恢复供电，此时室内外温度T1＝[TN1，TW1]，此后室内温度随时间及室外温度变化特性为TN＝E(t)，得到：
对室内温度TN求导数T′N，求解T′N＝0，得到t＝tm时室内温度TN最低，设分散式“煤改电”室内最低气温为Tmin，求解以下方程：
TN(tm)＝Tmin
得到tm，此时计算得到初始室内外温度为T0条件下，t0时刻供暖设备最小供暖中断间隔为：
INT＝tm-t0。
3.根据权利要求1所述的农村分散式煤改电供暖可靠性评估方法，其特征在于：所述步骤2计算不同室外温度下单个取暖用户的供暖可靠性指标包括供暖可靠率、平均停暖时间和平均停暖次数。
4.根据权利要求1所述的农村分散式煤改电供暖可靠性评估方法，其特征在于：所述步骤2计算不同室外温度下单个取暖用户的供暖可靠性指标的方法为：将影响用户供暖可靠性的设备分为运行状态和故障状态，并通过Markov理论分别求解供暖设备、低压线路、配电变压器及10kV及以上线路的运行状态和故障状态的稳态概率，然后采用蒙特卡罗模拟法进行故障模拟，且仅当模拟供暖设备故障或断电时间大于INT时，才记一次故障，最终得到不同室外温度情况下单个用户的供暖可靠率。
5.根据权利要求1所述的农村分散式煤改电供暖可靠性评估方法，其特征在于：所述步骤3计算不同区域供暖可靠性指标计算方法为：结合气象数据，获取室外温度概率参数，并根据区域取暖设备档案数据，计算供暖可靠性指标。
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| CN105870913A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-08-17 | 国网山西省电力公司大同供电公司 | 考虑供暖约束的时序蒙特卡洛模拟可靠性评估方法及系统 |
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