CN108879662A - 一种基于安全效能成本的配电网顺序控制改造决策方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于安全效能成本的配电网顺序控制改造决策方法,该法先对配电网的顺序控制改造过程进行分析,确定改造流程,并建立改造时间、改造地点以及改造方式的三维决策模型,再将该三维决策模型与原始安全效能成本模型相结合,建立适用于决策顺序控制改造的安全效能成本模型,然后对上述指标数据进行规范化处理,最后根据规范化处理后的指标数据对配电网顺序控制改造的时间、地点以及方式进行决策判断即可,其中,安全效能成本模型的安全性指标为故障发生概率,效能指标为平均功率可用率、可靠性收益,成本指标为全寿命周期成本。本设计不仅显著提高了改造效率,而且增加了决策的精准性。
Description
技术领域
本发明属于电力系统分析技术领域,具体涉及一种基于安全效能成本的配电网顺序控制改造决策方法。
背景技术
随着国民经济快速稳定的发展,国内对电力的需求以及在电能可靠性和安全性方面的要求也在日益增加。具不完全统计,截止2016年底,全国220kV及以上的变 电站基本实现了向智能化方向的转型,110kV及以下的变电站也均已完成了综合自动 化的改造。虽然变电站已基本实现了二次设备功能的重新组合和优化,但是在一次设 备智能化建设方面却有所欠缺,其中支持断路器及主变分接头远方操作的变电站占到 了90%以上,但是支持隔离开关及接地开关远方操作的变电站只占30%左右。可以看 出,虽然变电站智能化发展进程迅速,但变电站内设备并没有完全实现远方操作,因 此绝大多数变电站在倒闸操作过程中,仍实行工作人员赶赴现场对设备进行操作的原 始工作模式。
传统的倒闸操作通过工作人员在现场对电气设备进行操作,从而实现运行状态的转变。但倒闸操作流程繁多,若仅对断路器进行检修,就有几十步流程,现场操作 时间约1个小时,若对母线进行检修,操作时间则长达4、5个小时。在长时间的现 场工作中,工作人员难免会受到外界或自身因素的干扰从而出现操作失误,人员的误 操作轻则使一二次设备受损,小范围区域停电,重则会造成系统解列,甚至出现人员 受伤的现象。具不完全统计,某市在1990-2013年期间,共发生人工倒闸故障52起, 其中由于操作人员责任心不强,工作能力差等人为因素引起的事故共35起,因设备 老化、故障引起的共17起。在这些事故中,因为操作人员本身因素导致的倒闸失误 率约70%左右,而另一部分则由于设备本身,设备失效率上升导致的失误。
2016年,在国家能源局发布的电力发展规划中,强调了大力推进智能电网建设,尤其在智能变电站建设方面,应着重推广应用在线监测、状态诊断、智能巡检、顺序 控制操作等系统,进而真正完成变电站向全面智能化的转型。其中顺序控制的定义为: 根据电网操作要求,对电气设备开展规律性的远方操作,并可以同时对多个设备进行 操作。顺序控制在实现倒闸操作基本功能的基础上,降低了误操作率,并提高了工作 效率,因此对设备进行智能化改造,实现电网区域的顺控操作,减少人员在倒闸操作 中所占比重,提高设备可靠性,是保障电网安全稳定运行的重要方法。但对电网中电 气设备进行顺控改造是一项投资巨大且改造设备量众多的项目,传统的经济决策方法 无法对其进行有效的评估决策。
发明内容
基于以上背景,本发明提供了一种具有良好的决策精准度的基于安全效能成本的配电网顺序控制改造决策方法。
为实现以上目的,本发明的技术方案如下:
一种基于安全效能成本的配电网顺序控制改造决策方法,依次包括以下步骤:
步骤A、对配电网的顺序控制改造过程进行分析,确定改造流程,并建立改造时间、改造地点以及改造方式的三维决策模型;
步骤B、将步骤A得到的三维决策模型与原始安全效能成本模型相结合,建立适 用于决策顺序控制改造的安全效能成本模型,其中,所述安全效能成本模型的安全性 指标为故障发生概率,安全效能成本模型的效能指标为平均功率可用率、可靠性收益, 安全效能成本模型的成本指标为全寿命周期成本;
步骤C、对上述指标数据进行规范化处理;
步骤D、根据规范化处理后的指标数据对配电网顺序控制改造的时间、地点以及方式进行决策判断,得出合理的改造方案。
步骤B中,所述故障发生概率指标的计算公式为:
Pλ=1-[(1-λa)m-n×(1-λb)n]
上式中,λa为改造前设备的失效率,λb为改造后设备的失效率,m为配电网区域 参与决策的设备,n为进行改造的设备;
所述可靠性收益指标为顺序控制改造后配电网的电量不足期望值与原始配电网的电量不足期望值的差值所带来的收益;
所述平均供电可用率指标ASAI的计算公式为:
上式中,N为该区域内总用电设备数量,Ni为该区域内停电设备的数量,λi为该 区域内的失效率,hi为停电设备的故障处理时间;
所述全寿命周期成本指标LCC的计算公式为:
LCC=CI+CO+CM+CF+CD
上式中,CI为初始投入成本、CO为运行成本、CM为检修成本、CF为故障成本、 CD为退役处置成本。
步骤C中,所述规范化处理是指:先采用(0-1)区间变换法对上述指标数据进行 指标规范化,再对各指标进行主观权重分析和客观权重分析,最后确定各指标的综合 权重。
所述主观权重分析采用层次分析法,所述客观权重分析选取熵值法计算的权重值与标准离差法计算的权重值的平均值作为客观权重值。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明一种基于安全效能成本的配电网顺序控制改造决策方法先建立改造时间、改造地点以及改造方式的三维决策模型,再将其与原始安全效能成本模型相结合, 建立适用于决策顺序控制改造的安全效能成本模型,并引入故障发生概率作为安全性 指标、平均功率可用率和可靠性收益作为效能指标、全寿命周期成本作为成本指标, 然后对指标数据进行规范化处理,最后根据规范化处理后的指标体系进行决策,得出 合理的改造方案,即采用具有多维度评价指标的安全效能成本模型对配电网的改造过 程进行决策,其中,故障概率指标可以很好的评价各改造方案的安全性,可靠性收益 指标从停电量方面入手,而平均供电可用率指标则直接从故障处置时间入手,两者组 成的效能指标可以在效能层面对顺序控制改造进行更加全面的决策,全寿命周期成本 指标贯穿资产的整个寿命周期,其拥有的多维度的成本指标对于顺序控制改造的决策 问题适用性都较高,该设计不仅能够显著提高改造效率,而且增加了决策的精准性, 为改造过程提供了较好的指导,对于智能配电网的逐步推进具有较强的推广价值。因 此,本发明不仅显著提高了改造效率,而且增加了决策的精准性。
2、本发明一种基于安全效能成本的配电网顺序控制改造决策方法中规范化处理采用先采用(0-1)区间变换法对上述指标数据进行指标规范化,再对各指标进行主观 权重分析和客观权重分析,,最后确定各指标的综合权重,且客观权重分析选取熵值 法计算的权重值与标准离差法计算的权重值的平均值作为客观权重值,该设计采用主 客观权重组合的方式进行指标权重分析,保证了分析的科学合理性,有利于进一步提 高决策的精准性。因此,本发明有利于进一步提高决策的精准性。
附图说明
图1为本发明实施例1中IEEE24节点系统的网络拓扑结构图。
图2为本发明所述可靠性指标的计算流程。
图3为本发明实施例1中各年份下技改和大修LCC曲线图。
图4为本发明实施例1中各年份下大修和技改SEC值曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1至图4,一种基于安全效能成本的配电网顺序控制改造决策方法,依次 包括以下步骤:
步骤A、对配电网的顺序控制改造过程进行分析,确定改造流程,并建立改造时间、改造地点以及改造方式的三维决策模型;
步骤B、将步骤A得到的三维决策模型与原始安全效能成本模型相结合,建立适 用于决策顺序控制改造的安全效能成本模型,其中,所述安全效能成本模型的安全性 指标为故障发生概率,安全效能成本模型的效能指标为平均功率可用率、可靠性收益, 安全效能成本模型的成本指标为全寿命周期成本;
步骤C、对上述指标数据进行规范化处理;
步骤D、根据规范化处理后的指标数据对配电网顺序控制改造的时间、地点以及方式进行决策判断,得出合理的改造方案。
步骤B中,所述故障发生概率指标的计算公式为:
Pλ=1-[(1-λa)m-n×(1-λb)n]
上式中,λa为改造前设备的失效率,λb为改造后设备的失效率,m为配电网区域 参与决策的设备,n为进行改造的设备;
所述可靠性收益指标为顺序控制改造后配电网的电量不足期望值与原始配电网的电量不足期望值的差值所带来的收益;
所述平均供电可用率指标ASAI的计算公式为:
上式中,N为该区域内总用电设备数量,Ni为该区域内停电设备的数量,λi为该 区域内的失效率,hi为停电设备的故障处理时间;
所述全寿命周期成本指标LCC的计算公式为:
LCC=CI+CO+CM+CF+CD
上式中,CI为初始投入成本、CO为运行成本、CM为检修成本、CF为故障成本、 CD为退役处置成本。
步骤C中,所述规范化处理是指:先采用(0-1)区间变换法对上述指标数据进行 指标规范化,再对各指标进行主观权重分析和客观权重分析,最后确定各指标的综合 权重。
所述主观权重分析采用层次分析法,所述客观权重分析选取熵值法计算的权重值与标准离差法计算的权重值的平均值作为客观权重值。
本发明的原理说明如下:
故障发生概率指标:对于原始SEC指标中的N-1指标,因为各顺控改造方案S1 均为1,不适用于顺控改造的评价,所以本发明将N-1指标进行扩大,将电网中发生 所有阶数故障的概率进行计算,其中故障包括一阶故障、二阶故障等所有可能发生的 故障,因为各改造方案的不同,系统在不同场景下发生故障的概率以及安全裕度也不 会相同。改造前设备的失效率较高,设备发生故障的可能性较高,系统安全裕度较低, 而改造后设备的失效率会大大下降,发生故障的概率则会大大降低,系统安全裕度提 高。因此故障发生概率指标可以很好的评价各改造方案的安全性。
平均供电可用率指标:一般没有安装顺控装置的设备,其故障处理时间由三部分组成,分别为故障区域查找时间、人工故障区域隔离时间和故障修复时间。人工故障 区域隔离时间包括对非故障地区的供电恢复时间所进行的操作时间,故障修复时间则 包括故障地区内故障位置确定以及恢复故障所用的操作时间。对于没有进行顺控改造 的厂站来说,故障处理时间就是以上三种时间的和,大约为72小时。对于安装了顺 控操作的厂站,一般可近似的认为前两项时间为零,只存在故障修复时间,且顺控操 作可以同一时间对多个设备进行控制,故障修复时间又可以进一步的减小,一般安装 顺控的故障处置时间为18个小时。可以看出,根据改造方案的不同,电网的故障处 理时间也不相同,因此针对以上特点,本发明引入平均供电可用率指标ASAI来量化 这一过程。
指标规范化:指标规范化是指使量纲和属性不同的值折算成统一的无量纲值。用于指标规范化的算法一般有向量规范法、线性变换法、(0-1)区间变换法等。但是向 量规范法和线性变换法无法区别指标的属性,规范化效果不是很理想,所以本发明运 用(0-1)区间变换法进行规范化处理。
层次分析法:
本发明采用的层次分析法的流程主要包括以下步骤:
递阶层次结构的构建:判断系统中各因素间联系,构建各层次间的递阶模型。根据需要决策对象以及决策的内容,分别制定出目标层、准则层以及方案层。从上到下 别是目标、准则、方案层。最低一层的方案层包含了能够完成目标,从而供人们进行 比选的各类方案。
形成判断矩阵:对于上一层某一准则,将同一层各成分的重要性之间进行对比,按照固定标度,形成判断矩阵。假设准则层所支配的下一层次有n个因素开展两两对 比,可写出n阶判断矩阵。
一致性检验:由于被决策的对象的多面性以及不同人对不同事物的看法存在一定的差异,一致性难以满足,判断矩阵不可能完全相同,所以在此方法中引入CI,作为 评判判断矩阵偏离一致性的指标。
层次排序:层次排序的含义为对上一层次中含有的某一指标进行计算,从而判定本层次中的各指标与上层次中某一指标有联系的重要性顺序的权重值。对于符合一致 性检验的判断矩阵。
权重分析:客观权重是根据指标数据计算得来的,其计算方式有很多种,且每种方法偏向角度不同,各有利弊。因此为了权重的合理性,本发明将两种方式下的权重 均算出后,取其平均值作为最终的客观权重。
实施例1:
一种基于安全效能成本的配电网顺序控制改造决策方法,以IEEE24节点系统(其网络拓扑图参见图1,其改造网络参数设定参见表1)为对象,依次按照以下步骤进 行:
步骤A、对配电网的顺序控制改造过程进行分析,确定改造流程,并建立改造时间、改造地点以及改造方式的三维决策模型。在IEEE24节点结构中,1号至10号厂 站为低压侧厂站,11号至24号厂站为高压侧厂站,其中有17个厂站端带有负荷。因 此本算例在改造时,根据电压部分以及厂站地域划分的特点,将IEEE24节点网络分 为三个改造区域,区域A为低压侧,区域B为高压侧,区域C为带负荷端,分别对其 三个区域进行决策,采用技改或大修两种改造方式,形成技改A区、大修A区、技改 B区、大修B区、技改C区、大修C区共六种改造方案需要进行决策,每个方案都从 第16年至第25年分别计算SEC数值,最后对60个SEC值进行比选,从中挑选出合 适的改造方案。
表1改造网络参数
步骤B、将步骤A得到的三维决策模型与原始安全效能成本模型相结合,建立适 用于决策顺序控制改造的安全效能成本模型,其中,所述安全效能成本模型的安全性 指标为故障发生概率,安全效能成本模型的效能指标为平均功率可用率、可靠性收益, 安全效能成本模型的成本指标为全寿命周期成本。
IEEE24节点网络有线路38条,线路上存在的断路器共76个,其中17个厂站带 有负荷,负荷端断路器共17个,此次改造不对发电机组进行考虑,因此发电机端断 路器不予考虑。所以网络中进行比选的一次设备中断路器共93个,因为隔离开关的 失效率较低,且其动作一般和断路器相配合,为了简化模型,对于安全指标计算中不 对隔离开关进行考虑。
对于故障发生概率指标,其计算公式为:
Pλ=1-[(1-λa)m-n×(1-λb)n]
上式中,λa为改造前设备的失效率,λb为改造后设备的失效率,m为配电网区域 参与决策的设备,n为进行改造的设备。
对于平均功率可用率指标ASAI,其计算公式为:
上式中,N为该区域内总用电设备数量,Ni为该区域内停电设备的数量,λi为该 区域内的失效率,hi为停电设备的故障处理时间。
对于没有顺控改造的设备,其故障处理时间包括故障区域查找时间、人工故障区域隔离时间和故障修复时间,总共耗时大约为72小时,而对于安装了顺序控制的设 备,因为顺序控制模块具有故障区域定位以及自动故障隔离的功能,因此前两项的工 作的耗时可忽略不计,其故障处理时间只包含故障修复时间,大约耗时18小时,因 此顺控改造后,ASAI指标较为理想。
对于可靠性收益,其为顺序控制改造后配电网的电量不足期望值与原始配电网的电量不足期望值的差值所带来的收益,采用图2所示流程对其进行计算。
对于全寿命周期成本LCC,其计算公式为:
LCC=CI+CO+CM+CF+CD
上式中,CI为初始投入成本、CO为运行成本、CM为检修成本、CF为故障成本、 CD为退役处置成本。
成本指标为改造过程中最为关注的指标,因此将各方案的LCC指标数据进行画出,并对比分析。图3为技改和大修下LCC走势的对比。
从以上数据中可以分析得到:
①技改方案中,A方案和B方案第21年LCC数值较低,C方案的LCC数据在23 年附近较低。所以A和B区域在21年左右改造投资最少,C区域在23年改造投资最 少。在区域选取中,负荷端改造的的LCC数值要明显低于其它两个区域,其次是低压 侧和高压侧。第21年左右,设备失效率处于上升阶段,此时技改,可以使旧设备尽 可能的达到使用年限,且故障成本也不会因为失效率的上升而增加太多,所以此时改 造比较合理。
②大修方案中,3个区域的LCC数据一直处于下降阶段,虽然23年左右下降趋于 平缓,但是没有出现最小值,因此无法利用LCC评价方法对大修方案进行合理的评价。 但是从LCC数值上分析,其C区域的数值依旧较小,可以考虑优先改造C区域。
③技改和大修进行对比时,从LCC数值来看,技改均大于大修,因为技改为新设 备的购置而大修则是对部分设备的购置,所以技改初始投入相对于大修较多。虽然技 改后的故障成本要低于大修,但是依旧无法弥补较大的初始成本。从寿命周期来看, 技术改造的寿命周期可以延长,即大修虽然LCC较小,但设备在第25寿命周期后, 即将报废,而技改的项目可以从技改当年继续延续到25年后。
步骤C、采用(0-1)区间变换法对上述指标数据进行指标规范化,其中,故障发生概率越小越好,为成本型指标,运用公式(1)进行规范化处理,具体数据见表2;ASAI 指标为效益型指标,越大越理想,因此运用公式(2)进行规范化处理,其规范化数 据见表3所示,可靠性收益指标的规范化结果如表5所示:
表2各方案的安全指标规范化后数据
表3各方案的平均功率可用率指标规范化后数据
表4各方案的可靠性收益指标规范化后数据
步骤D、对各指标进行主观权重分析和客观权重分析。主观权重方面,技术改造 是对设备的替换,因此成本相对较高,在效能和可靠性方面,因其新设备失效率较低, 可靠性系数较高,所以成本指标方面占比应比可靠性方面略高。而对于大修来说,虽 然初始投入较少,但失效率只是保持原有状态,对于可靠性和效能方面有很大的考验, 因此可靠性方面需要占比较大,才能对大修方案进行合理的评价。结合以上考虑并运 用层次分析法,最终求得技改和大修方案下的主观权重,参见表5。对于客观权重, 是根据指标数据的不同从而计算得出的,因此选取熵值法计算的权重值与标准离差法 计算的权重值的平均值作为客观权重值,结果如表6所示。确定好主客观权重后,就 需要对权重进行组合,一般情况下,线性加权的系数均选择0.5,综合权重如表7所 示:
表5各指标的主观权重计算数据
表6各指标的客观权重计算数据
表7各指标的综合权重赋值
步骤E、根据规范化处理后的指标数据对配电网顺序控制改造的时间、地点以及方式进行决策判断,得出合理的改造方案。
将规范化后的各指标数据与其综合权重相乘,即可得到SEC最终的指标,如表8 所示:
表8各指标的决策计算数据
为了使SEC指标更加可视化,以改造年份为横坐标,SEC数值为纵坐标对每种方 案下的SEC值进行画图,其中,技改和大修的SEC值曲线图见图4。
技改SEC指标分析
从各改造的年份角度考虑,可见C区域和A区域SEC最大值出现在第20年,B 区域出现在第21年。从改造的地区考虑,可见C区域SEC最大值最大,其次为A和B 区域。可见在技改的改造方式下,SEC峰值出现在21年左右,因此改造最佳年份应在 SEC值最大的21年左右。
从SEC数值角度出发可以看出,C区域最大值为0.62671,A区为0.26452,B区 为0.14798,C区域的SEC值最高,在第20年A区和C区同样出现最大值,按数值来 看,应先改造SEC值较高的C区域。C区域是负荷端的改造,改造设备的数量要小于 A区,改造完成后,对全系统缺供电量的减少做出的贡献也比其他区域更加明显,因 此当最大值发生在相同年份时,应先改造SEC较大的方案
从网络参数角度出发,可以发现技改后,设备的失效率会大幅度下降,从可靠性以及安全性角度出发都是对系统有利的,但技改后的新设备也会经历早期故障期,若 在16至19年进行改造的话,新设备较高的早期故障期会对原本还处在低失效率阶段 的旧设备相当于一个冲击,从而影响系统的安全性。若当旧设备已运行至第19年之 后的损耗失效期,此时再对设备进行改造,则引入的新设备相对于较高的失效率来说, 相当于提高了系统的稳定性,改造效果较为理想。因此在第21年左右进行技改,对 设备失效率有较好的控制,从而对系统的可靠及安全性都有了较为明显的提升。
从实际施工角度出发,因为110kV变电站运维人员较多,且操作较频繁,应先改 造低压侧。从SEC指标可以看出,也正是低压侧的A区的SEC值要高于高压侧的B区。 所以技改年份的顺序应先是SEC最高的负荷端C区,然后是低压侧,最后为高压侧。
将算出的SEC技改指标并结合算例实际情况,可以分析得,第20年先对负荷端C 区进行技改,再对低压侧A区进行改造,最晚在22年之前,完成对高压侧B区的改 造,这种排序最符合SEC指标。若实际情况中对于低压侧顺序控制改造的要求较高, 低压侧第20年的值也较大,则应先在20年对110kV低压侧进行技改,再对C区域进 行技改,最后在第22年前完成B区技改。
大修SEC指标分析
从改造年份来看,A区域和B区域的SEC最大值出现在第23年,C区域出现在第 21年。因此可见大修改造方式下,C区域SEC值较大,最大值出现在21年,而A和B 区域SEC值较低,最大值出现在23年。
从SEC指标大小角度来看,C区域SEC最大值为0.46769,A区为0.31279,B区 为0.29071。从数值的排序可以看出,大小关系和技改改造方式下的相同,依旧为负 荷端SEC指标最理想,其次是低压侧和高压侧。其思想和技改相同,因为C区域为负 荷端,不管是技改还是大修,对于C区域而言,都是投入的较少,而得到可靠性以及 效能增益最明显的区域,所以C区SEC值要远远大于另两个区域。
从网络参数的角度出发,大修可以对处于损耗失效区的失效率进行降低,降低到偶然故障期的水平。可以发现,较早的进行大修,大修后的失效率只会和原始失效率 曲线有较多的重叠,从而在抑制损耗失效区失效率方面贡献不足,若要是在损耗失效 区拐点附近进行大修,可以较好的实现抑制高失效率。所以可以判断,20年之后改造 效果较为理想。但是较晚的改造可能会对系统的可靠性和效能方面带来负面影响,因 此大修的SEC指标在第22年左右较为理想。
从实际情况角度出发,C区域最大值出现在21年,而高低压侧的最大值均出现在第23年。可见对于顺控操作来说,应先对负荷端进行改造,从而对系统的稳定性和 负荷量方面得以保证。110kV厂站对于顺控需求较高,且SEC值低压侧也较大,因此 先对低压侧进行改造再对高压侧改造。
按照SEC指标进行排序,第21年先对负荷端进行改造,再对低压侧进行改造, 最晚在23年之前,完成对高压侧的改造。若实际情况中对于低压侧顺序控制改造的 要求较高,应在第21年先对低压侧进行改造,因为低压侧在21至23年之间SEC差 值相差较小,可根据实际情况进行改造年份调整。之后,再对负荷端进行改造,最后 在23年完成对高压侧的改造。
技改和大修SEC指标对比分析
在C区改造中,技改SEC值比大修的大很多;在A区和B区的改造中,大修要比 技改的SEC值略大。
从成本方面考虑,顺序控制改造对于大修来说需要在一次设备上面安装顺控装置以及“双确认”模块,在二次设备方面需要对二次系统软件进行升级,并引入保护装 置、通讯管理机、测控装置和公用测控等装置,而对于技改来说,比大修多的投入即 为一次设备的购买费用,所以在初始成本方面,技改比大修要多一些。但是由于技改 可以使设备失效率大大下降,而大修只是对失效率起到缓解的作用,因此在故障成本 中,大修的故障成本应大于大修的故障成本。结合对LCC指标的分析可以看出,在成 本指标方面,大修LCC要小于技改的LCC。从效能和安全性方面考虑,技改可以使失 效率大大降低,而大修只能起到对失效率上升起到缓解的作用,所以在可靠和效能方 面,技改应要远大于大修。
综上考虑,首先对C区域进行分析,因为C区域需要改造的设备数量较少,在初 期投入方面,技改的劣势并不明显,而在可靠和效能方面,C方案为负荷端改造,对 于失效率的变化反应比较敏感,因此在效能和安全性指标方面技改要远远大于大修, 所以综合两点,在C区域改造方面,技改比大修要更为理想。
在A区域和B区域的改造上面,两区域改造的设备数量均远大于C区,所以技改 在成本方面的劣势体现的比较明显。而在改造方式上,两者都是对网架结构内部的线 路进行的改造,且改造设备数量相似,IEEE24节点网络内部稳定性较强,所以失效率 的降低在A区域和B区域中对可靠性影响受到了约束,对于技改和大修方案,都能够 使网络实现顺控,所以在故障时间方面也没有差距,因此A和B两个区域在横向对比 时,成本占主导因素。虽然A和B区域的大修SEC指标要比技改理想,但是大修和技 改的SEC数值相差不多,而且技改的优势不止体现在安全和效能方面,在延长设备寿 命周期上面也比大修更胜一筹,所以在实际施工中可以根据实际情况需要对方案进行 判断。
Claims (4)
1.一种基于安全效能成本的配电网顺序控制改造决策方法,其特征在于:
所述方法依次包括以下步骤:
步骤A、对配电网的顺序控制改造过程进行分析,确定改造流程,并建立改造时间、改造地点以及改造方式的三维决策模型;
步骤B、将步骤A得到的三维决策模型与原始安全效能成本模型相结合,建立适用于决策顺序控制改造的安全效能成本模型,其中,所述安全效能成本模型的安全性指标为故障发生概率,安全效能成本模型的效能指标为平均功率可用率、可靠性收益,安全效能成本模型的成本指标为全寿命周期成本;
步骤C、对上述指标数据进行规范化处理;
步骤D、根据规范化处理后的指标数据对配电网顺序控制改造的时间、地点以及方式进行决策判断,得出合理的改造方案。
2.根据权利要求1所述的一种基于安全效能成本的配电网顺序控制改造决策方法,其特征在于:
步骤B中,所述故障发生概率指标的计算公式为:
Pλ=1-[(1-λa)m-n×(1-λb)n]
上式中,λa为改造前设备的失效率,λb为改造后设备的失效率,m为配电网区域参与决策的设备,n为进行改造的设备;
所述可靠性收益指标为顺序控制改造后配电网的电量不足期望值与原始配电网的电量不足期望值的差值所带来的收益;
所述平均供电可用率指标ASAI的计算公式为:
上式中,N为该区域内总用电设备数量,Ni为该区域内停电设备的数量,λi为该区域内的失效率,hi为停电设备的故障处理时间;
所述全寿命周期成本指标LCC的计算公式为:
LCC=CI+CO+CM+CF+CD
上式中,CI为初始投入成本、CO为运行成本、CM为检修成本、CF为故障成本、CD为退役处置成本。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于安全效能成本的配电网顺序控制改造决策方法,其特征在于:
步骤C中,所述规范化处理是指:先采用(0-1)区间变换法对上述指标数据进行指标规范化,再对各指标进行主观权重分析和客观权重分析,最后确定各指标的综合权重。
4.根据权利要求3所述的一种基于安全效能成本的配电网顺序控制改造决策方法,其特征在于:所述主观权重分析采用层次分析法,所述客观权重分析选取熵值法计算的权重值与标准离差法计算的权重值的平均值作为客观权重值。
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