CN108470246A - 一种基于特征参数的规划配电网供电可靠性指标评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于特征参数的规划配电网供电可靠性指标评估方法，包括以下步骤：S1.获取历史年的配电网特征参数、计划资金量和供电可靠性指标统计数据；S2.建立配电网特征参数与故障停电类可靠性指标的关联分析模型，评估规划年的故障停电类可靠性指标；S3.建立计划资金量与预安排停电类可靠性指标的关联分析模型，评估规划年的预安排停电类可靠性指标；S4.将S2步骤和S3步骤的结果累加得到总的供电可靠性指标评估结果。本发明可以不依赖于配电网详细的拓扑结构，只需通过建立配电网特征参数与可靠性指标之间的关联分析模型，便可求得规划年的供电可靠性指标。

Description

一种基于特征参数的规划配电网供电可靠性指标评估方法
技术领域
本发明涉及配电网的供电可靠性指标优化技术领域，更具体地，涉及一种基于特征参数的规划配电网供电可靠性指标评估方法。
背景技术
随着现代社会经济的飞速发展，高科技产品和高度信息化设备的广泛普及，用户每度电的产值日益上升，单位停电量给用户和社会造成的经济损失越来越大。因此，用户对供电可靠性的要求也越来越高，对供电可靠性的研究和应用，是保证供电质量、实现电力工业现代化的重要手段。
配电网供电可靠性指标按照停电类型又分为故障停电类指标和预安排停电类指标两类。常用的故障停电类指标是系统平均故障停电时间SAIDI-F、系统平均故障停电频率SAIFI-F。常用的预安排停电类指标是系统平均预安排停电时间SAIDI-S、系统用户预安排停电频率SAIFI-S。供电公司每年均会对上述指标进行统计，但这种统计只是事后统计，无法为供电可靠性管理提供预先的指导，因此供电可靠性指标的理论计算就显得尤为重要。尤其是进行配电网规划时，都必须以供电可靠性作为规划考量的主要指标，因此也需要针对规划配电网进行供电可靠性评估。
目前通常采用解析法进行供电可靠性指标的评估计算。解析法首先需获取配电网的详细拓扑信息和设备参数，然后根据拓扑关系逐一分析各个元件的停电影响范围，最后累加得出总的供电可靠性指标。但对于规划阶段的配电网，往往无法获得详细的网络拓扑和设备参数数据，这也使得解析法难以适用于规划配电网的供电可靠性评估。因而目前针对规划阶段配电网的供电可靠性评估，大多是采用经验估算或根据典型接线模式估算的方式，计算精度难以保证。然而，在进行配电网规划时，有一些通用的指标(如电缆化率、可转供电率、线路平均长度等)是需要考量的，且这些指标与供电可靠性指标之间存在一定的关联影响，因此本发明拟通过构建配电网特征参数与供电可靠性指标之间的关联分析模型，实现对规划配电网的供电可靠性指标的评估。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于特征参数的规划配电网供电可靠性指标评估方法，可以不依赖于配电网详细的拓扑结构，只需通过建立配电网特征参数与可靠性指标之间的关联分析模型，便可求得供电可靠性指标。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：一种基于特征参数的规划配电网供电可靠性指标评估方法，其中，包括以下步骤：
S1.获取历史年的配电网特征参数、计划资金量和供电可靠性指标统计数据；
S2.建立配电网特征参数与故障停电类可靠性指标的关联分析模型，评估规划年的故障停电类可靠性指标；
S3.建立计划资金量与预安排停电类可靠性指标的关联分析模型，评估规划年的预安排停电类可靠性指标；
S4.将S2步骤和S3步骤的结果累加得到总的供电可靠性指标评估结果。
影响故障停电类可靠性指标的主要因素是网架结构、设备装备水平、配电自动化等相关因素，故可通过建立配电网特征参数与故障停电类可靠性指标之间的关联分析模型进行评估。影响预安排停电类可靠性指标的主要因素是计划资金量，故可通过建立计划资金量与预安排停电类可靠性指标之间的关联分析模型进行评估。
在本发明中，获取配电网最近3～5年的供电可靠性统计指标、配电网特征参数、计划资金量等数据，将供电可靠性指标分为故障停电类指标和预安排停电类指标两类分别评估，分别建立配电网特征参数与故障停电类可靠性指标之间、计划资金量与预安排停电类可靠性指标之间的关联分析模型，再根据规划年的配电网特征参数和计划资金量数据分别计算得出规划年的故障停电类可靠性指标和预安排停电类可靠性指标结果，最后累加得到总的供电可靠性指标结果。
进一步地，所述的配电网特征参数包括：配电网的电缆化率、可转供电率、线路平均长度、线路平均分段数、配电自动化上线率；所述的供电可靠性指标包括：系统平均故障停电时间SAIDI-F、系统平均故障停电频率SAIFI-F、系统平均预安排停电时间SAIDI-S、系统平均预安排停电频率SAIFI-S。
进一步地，所述的S2步骤以所述配电网的历史年故障停电类可靠性指标和配电网特征参数数据为基础，利用关联分析法计算配电网特征参数与故障停电类可靠性指标之间的关系，其中，所述的关联分析法的计算模型为：
式中：为第t年的故障停电类可靠性指标；
为与故障停电类可靠性指标相对应的第t年的配电网特征参数；
为待定系数，即配电网特征参数相对应的权重系数。
将历史年各年份的配电网特征参数和故障停电类可靠性指标代入上式公式中，然后采用回归分析法求解出模型中的待定系数，求解完成后，将规划年的配电网特征参数代入上述方程，得出规划年的故障停电类可靠性指标。
进一步地，所述的S3步骤中以所述配电网历史年的预安排停电类可靠性指标及计划资金量数据为基础，利用关联分析法计算计划资金量与预安排停电类可靠性指标之间的关系，其中，关联分析法的计算模型为：
式中：为第t年的预安排停电类可靠性指标；
为与预安排停电类可靠性指标相对应的第t年的计划资金量；
为待定系数，即计划资金量相对应的权重系数。
将历史年各年份的计划资金量和预安排停电类可靠性指标代入上式公式中，然后采用回归分析法求解出模型中的待定系数，求解完成后，将规划年的计划资金量代入上述方程，得出规划年的预安排停电类可靠性指标。
进一步地，所述的供电可靠性指标的计算结果包括系统平均停电时间SAIDI和系统平均停电频率SAIFI，其计算公式如下：
SAIDI＝SAIDI-F+SAIDI-S，
SAIFI＝SAIFI-F+SAIFI-S。
与现有技术相比，有益效果是：本发明提供的一种基于特征参数的规划配电网供电可靠性指标评估方法，可以不依赖于配电网详细的拓扑结构，只需通过建立配电网特征参数与可靠性指标之间的关联分析模型，便可求得供电可靠性指标；此外，本发明通过关联分析技术分析配电网特征参数、计划资金量与供电可靠性指标之间的关系，所需收集的数据量较少，计算量也不大，理论基础坚实，实用性也较强，除了可用于对规划配电网的供电可靠性指标进行评估计算外，还可适用于对现状配电网供电可靠性指标的快速评估。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于特征参数的规划配电网供电可靠性指标评估方法，其中，包括以下步骤：
步骤1.获取历史年的配电网特征参数、计划资金量和供电可靠性指标统计数据；
其中，配电网特征参数包括：配电网的电缆化率、可转供电率、线路平均长度、线路平均分段数、配电自动化上线率；供电可靠性指标包括：系统平均故障停电时间SAIDI-F、系统平均故障停电频率SAIFI-F、系统平均预安排停电时间SAIDI-S、系统平均预安排停电频率SAIFI-S。
步骤2.建立配电网特征参数与故障停电类可靠性指标的关联分析模型，评估规划年的故障停电类可靠性指标；
本步骤中，以所述配电网的历史年故障停电类可靠性指标和配电网特征参数数据为基础，利用关联分析法计算配电网特征参数与故障停电类可靠性指标之间的关系。
关联分析法的计算模型如下：
式中：为第t年的故障停电类可靠性指标；
为与故障停电类可靠性指标相对应的第t年的配电网特征参数；
为待定系数，即配电网特征参数相对应的权重系数。
将历史年各年份的配电网特征参数和故障停电类可靠性指标代入公式(1)，然后采用回归分析法求解出模型中的待定系数求解完成后，将规划年的配电网特征参数代入上述方程，即可得出规划年的故障停电类可靠性指标。
下面以R1为例，说明该模型的求解过程：
将各年的相应值代入公式(1)，设历史年份从第1年至第m年可得如下方程组：
式中，分别为第1年至m年的故障停电类可靠性指标R1，分别为第1年至第m年的5个配电网特征参数(电缆化率、可转供电率、线路平均长度、线路平均分段数、配电自动化上线率)，分别为上述5个配电网特征参数相对于故障停电类可靠性指标R1的权重系数。
上式(2)可简写为
[R1]＝[X]T[K1] (3)
采用最小二乘法解方程，即：
[X][R1]＝[X][X]T[K1] (4)
[K1]＝([X][X]T)-1[X][R1] (5)
解出后，规划年的供电可靠性指标R1即可由公式(1)求出。
同上求解过程，可依次评估出其他故障停电类可靠性指标。
步骤3.建立计划资金量与预安排停电类可靠性指标的关联分析模型，评估规划年的预安排停电类可靠性指标；
本步骤中，以所述配电网历史年的预安排停电类可靠性指标及计划资金量数据为基础，利用关联分析法计算计划资金量与预安排停电类可靠性指标之间的关系。采用与步骤2中所述相同的方法计算得出规划年的预安排停电类可靠性指标。
步骤4.将步骤2和步骤3的结果累加得到总的供电可靠性指标评估结果。
供电可靠性指标的计算结果包括系统平均停电时间SAIDI和系统平均停电频率SAIFI。由于停电可分为故障停电和预安排停电两类，因此上述指标可由故障停电类可靠性指标与预安排停电类可靠性指标累加得出，计算公式如下：
SAIDI＝SAIDI-F+SAIDI-S，
SAIFI＝SAIFI-F+SAIFI-S。
在本发明中，获取配电网最近3～5年的供电可靠性统计指标、配电网特征参数、计划资金量等数据，将供电可靠性指标分为故障停电类指标和预安排停电类指标两类分别评估，分别建立配电网特征参数与故障停电类可靠性指标之间、计划资金量与预安排停电类可靠性指标之间的关联分析模型，再根据规划年的配电网特征参数和计划资金量数据分别计算得出规划年的故障停电类可靠性指标和预安排停电类可靠性指标结果，最后累加得到总的供电可靠性指标结果。
本发明可以不依赖于配电网详细的拓扑结构，只需通过建立配电网特征参数与可靠性指标之间的关联分析模型，便可求得供电可靠性指标；此外，本发明通过关联分析技术分析配电网特征参数、计划资金量与供电可靠性指标之间的关系，所需收集的数据量较少，计算量也不大，理论基础坚实，实用性也较强，除了可用于对规划配电网的供电可靠性指标进行评估计算外，还可适用于对现状配电网供电可靠性指标的快速评估。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于特征参数的规划配电网供电可靠性指标评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.获取历史年的配电网特征参数、计划资金量和供电可靠性指标统计数据；
S2.建立配电网特征参数与故障停电类可靠性指标的关联分析模型，评估规划年的故障停电类可靠性指标；
S3.建立计划资金量与预安排停电类可靠性指标的关联分析模型，评估规划年的预安排停电类可靠性指标；
S4.将S2步骤和S3步骤的结果累加得到总的供电可靠性指标评估结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于特征参数的规划配电网供电可靠性指标评估方法，其特征在于，所述的配电网特征参数包括：配电网的电缆化率、可转供电率、线路平均长度、线路平均分段数、配电自动化上线率；所述的供电可靠性指标包括：系统平均故障停电时间SAIDI-F、系统平均故障停电频率SAIFI-F、系统平均预安排停电时间SAIDI-S、系统平均预安排停电频率SAIFI-S。
3.根据权利要求1所述的一种基于特征参数的规划配电网供电可靠性指标评估方法，其特征在于，所述的S2步骤以所述配电网的历史年故障停电类可靠性指标和配电网特征参数数据为基础，利用关联分析法计算配电网特征参数与故障停电类可靠性指标之间的关系，然后将规划年的配电网特征参数代入，求出规划年的故障停电类可靠性指标。
4.根据权利要求1所述的一种基于特征参数的规划配电网供电可靠性指标评估方法，其特征在于，所述的S3步骤中以所述配电网历史年的预安排停电类可靠性指标及计划资金量数据为基础，利用关联分析法计算计划资金量与预安排停电类可靠性指标之间的关系，然后将规划年的计划资金量代入，求出规划年的预安排停电类可靠性指标。
5.根据权利要求1所述的一种基于特征参数的规划配电网供电可靠性指标评估方法，其特征在于，所述的供电可靠性指标的计算结果包括系统平均停电时间SAIDI和系统平均停电频率SAIFI，其计算公式如下：
SAIDI＝SAIDI-F+SAIDI-S，
SAIFI＝SAIFI-F+SAIFI-S。
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Address after: 510050 Guangzhou, Yuexiu District, Guangdong Province Dongfeng East Road, 8 water tower 10, 11 floor.

Applicant after: POWER GRID PROGRAM RESEARCH CENTER, GUANGDONG POWER GRID CO., LTD.

Applicant after: Ltd of Guangdong Power Grid developmental research institute

Address before: 510050 Guangzhou, Yuexiu District, Guangdong Province Dongfeng East Road, 8 water tower 10, 11 floor.

Applicant before: POWER GRID PROGRAM RESEARCH CENTER, GUANGDONG POWER GRID CO., LTD.

Applicant before: Ltd of Guangdong Power Grid developmental research institute

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