CN111126730A - 一种基于饱和度的供电网格投资策略制定方法 - Google Patents

一种基于饱和度的供电网格投资策略制定方法 Download PDF

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CN111126730A CN201811282901.9A CN201811282901A CN111126730A CN 111126730 A CN111126730 A CN 111126730A CN 201811282901 A CN201811282901 A CN 201811282901A CN 111126730 A CN111126730 A CN 111126730A
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朱东坡
王国亮
石智勇
王心怡
谢彬
王晓博
王红茹
赵健贞
樊江川
曹彦昆
王天华
张媛
陈婧
李跃辉
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Beijing Electric Power Research World Co ltd
Beijing Zijin Zhiyan Technology Co ltd
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Beijing Electric Power Research World Co ltd
Beijing Zijin Zhiyan Technology Co ltd
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Abstract

本发明提供一种基于饱和度的供电网格投资策略制定方法，从负荷发展、设备规模、网架结构、运行效率四个方面精选指标，构建配电网四个维度的饱和度评价指标体系，对供电网格进行饱和度综合评价，以供电网格的饱和度综合值为依据，升序排列以确定配电网优先投资区域。以现状投资匹配度、设备规模饱和度评价构成的矩阵图为依据，划分供电网格增量投资需求吸别；以网架结构饱和度、运行效率饱和度评价构成的矩阵图为依据，划分供电网格存量改造需求级别；综合供电网格的饱和度评价、增量投资需求级别、存量改造需求级别，制定各供电网格的投资策略。本发明能够有效识别增量配电业务范围，提高供电企业配网投资精准性，进而增强供电企业增量配电业务市场竞争力。

Description

一种基于饱和度的供电网格投资策略制定方法
技术领域
本发明涉及电网规划领域，尤其涉及一种基于饱和度的供电网格投资策略制定方法。
背景技术
2015年以来，随着电力体制改革的不断推进，配电业务逐步放开，增量配电网试点数量快速增加。对各级电网企业而言，这既是发展机遇也是重大挑战。通过对电网评价，有效的识别增量配电业务范围，并制定合理的投资策略，能够促进供电企业更好地参与增量配电业务市场竞争。
现行配电网评价方法主要评估现状电网发展水平，找出薄弱环节。评价指标较多，如：负载率、N-1通过率、联络化率等，但指标间存在评价内容交叉，不够精益化。评价结果仅给出现状电网的问题清单表，缺少对各个供电网格的综合评价。投资策略的制定也多以问题为导向，重点解决现状存在问题。现行方法的系统性不足，未考虑供电网格历史年的投资力度、规划年的负荷发展水平。评价方法不能有效识别供电网格的发展程度，不能据此制定合理的投资策略。
发明内容
为增强供电企业增量配电业务市场竞争力、有效识别增量配电业务范围，提高配网投资精准性，本发明提出一种基于饱和度的供电网格投资策略制定方法，解决的技术问题在于能够相对科学准确地评级供电网格的饱和度，并据此制定供电网格的投资策略。
所述一种基于饱和度的供电网格投资策略制定方法，包括：
计算供电网格的负荷发展饱和度、设备规模饱和度、网架结构饱和度和运行效率饱和度；
综合评价供电网格的饱和度，排序后确定各供电网格的投资优先级；
以现状投资匹配度、设备规模饱和度评价构成的矩阵图为依据，划分供电网格增量投资需求级别；
以网架结构饱和度、运行效率饱和度评价构成的矩阵图为依据，划分供电网格存量改造需求级别；
综合供电网格的饱和度评价、增量投资需求级别、存量改造需求级别，制定各供电网格的投资策略。
与现有技术相比，本发明一种基于饱和度的供电网格投资策略制定方法，从负荷发展、设备规模、网架结构、运行效率四个方面精选指标，构建配网饱和度评价指标体系，对供电网格进行饱和度综合评价。
本发明提供的基于饱和度的供电网格投资策略制定方法，以供电网格的综合饱和度为依据，确定配电网投资区域；以现状投资匹配度、设备规模饱和度等级评价矩阵图，网架结构饱和度、运行效率饱和度等级评价矩阵图为依据，确定供电网格的投资方向，从而提高供电企业配电网投资的精准性。
附图说明
图1是本发明一种基于饱和度的供电网格投资策略制定方法的流程示意图；
图2是本发明供电网格增量投资需求矩阵图；
图3是本发明供电网格存量改造需求矩阵图。
具体实施方式
请参阅图1，图1是本发明一种基于饱和度的供电网格投资策略制定方法流程示意图。
本发明的一种基于饱和度的供电网格投资策略制定方法包括以下步骤：
S1：在获取供电网格配电网信息的基础上，计算供电网格的负荷发展饱和度、设备规模饱和度、网架结构饱和度和运行效率饱和度；本步骤从负荷发展、设备规模、网架结构、运行效率出发，分别计算四个维度的饱和度，步骤包括：
S1.1：获取供电网格配电网信息包括：供电网格现状年最大负荷值、各条中压线路分段数、各条中压线路供电半径、各条中压线路接装配变台数、最大负荷日的各条线路最大负荷、各条线路主干持续传输容量、远景年负荷预测值、现状年中压线路总条数、单台配变容量；
S1.2：计算中压线路平均分段数、中压线路平均供电半径、平均单条线路装接配变台数、中压线路可转供率、中压线路最大负载率平均值、平均单台配变容量；
具体的，中压线路平均分段数
Figure BSA0000172983170000031
第i条中压线路分段数/M，其中，M＝现状年中压线路总条数；
中压线路平均供电半径
Figure BSA0000172983170000032
第i条中压线路供电半径/M；
平均单条线路装接配变台数
Figure BSA0000172983170000033
第i条中压线路接装配变台数/M；
中压线路可转供率kz＝满足N-1线路条数/M，其中：满足N-1线路指任一线路停运时，其所带负荷(故障段负荷除外)均能够被相邻联络线路传供的线路；
中压线路最大负载率平均值
Figure BSA0000172983170000034
第i条中压线路最大负载率/M，其中：第i条中压线路最大负载率＝最大负荷日的第i条线路最大负荷/第i条线路主干持续传输容量；
平均单台配变容量
Figure BSA0000172983170000035
第j台配变容量/P，其中P＝配变总台数；
S1.3：计算负荷发展饱和度＝现状年最大负荷值/远景年负荷预测值＊100％；
其中，所述远景年负荷预测值为远景饱和负荷值，采用空间负荷预测法进行预测，计算公式如下：
Figure BSA0000172983170000036
式中，P预测为目标年负荷预测值，si为第i个地块的建筑面积，σi为第i个地块的负荷密度，n为地块总数，W为同时率，取W＝0.8；
S1.4：计算设备规模饱和度＝M/远景年中压线路条数＊100％；
其中，所述远景年中压线路数＝远景年负荷预测值/线路平均负荷，其中线路平均负荷取2.5MW。
S1.5：计算网架结构饱和度＝远景年网架系数/现状年网架系数＊100％；
具体的，网架系数是在以故障枚举法理论依据的可靠性计算模型基础上，提炼网架类指标而来，用来表征网架可靠性水平的综合指标，计算公式如下：
Figure BSA0000172983170000037
式中，R1为网架系数，Lal为所述中压线路平均供电半径，T为所述平均单条线路装接配变台数，kz为所述中压线路可转供率，n为所述中压线路平均分段数；
在计算现状年网架系数时，上述指标使用供电网格的实际统计值；
在计算目标年网架系数时，对于A、B类供电分区，所述中压线路供电半径Lal＝3km，对于C类供电分区，所述中压线路供电半径Lal＝5km；对于D、E类供电分区，所述中压线路供电半径Lal＝15km；所述平均单条线路装接配变台数T＝10000/现状年平均单台配变容量；所述中压线路可转供率kz＝100％；所述中压线路平均分段数n＝5。
S1.6：计算运行效率饱和度＝中压线路最大负载率平均值/中压线路满足N-1负载率＊100％；其中，所述中压线路满足N-1负载率取50％。
S2，评价各供电网格的饱和度综合值，并进行升序排列，饱和度越低的供电网格表示投资空间越大；
本步骤对以上四个维度饱和度进行合理赋权，得到综合饱和度，并以此对各供电网格进行排序，确定投资优先级，步骤包括：
S2.1：计算各供电网格的饱和度综合值，所述供电网格饱和度综合值＝0.3＊负荷发展饱和度+0.4＊设备规模饱和度+0.15＊网架系数饱和度+0.15＊运行效率饱和度；
S2.2：对供电区域内的网格以该饱和度综合值进行升序排列，饱和度综合值越低的供电网格表示投资空间越大。
S3，以现状投资匹配度、设备规模饱和度评价构成的矩阵图为依据，划分供电网格增量投资需求级别；
本步骤以负荷发展饱和度、设备规模饱和度为基础，构建现状投资匹配度、设备规模饱和度矩阵图，并以此确定评价供电网格增量配网投资需求的级别，步骤包括：
S3.1：现状投资匹配度由设备规模饱和度与负荷发展饱和度差值的大小作为判断依据，具体评价标准为：
所述设备规模饱和度与负荷发展饱和度差值E＝设备规模饱和度-负荷发展饱和度；
当E≤0时，该供电网格现状投资匹配度相对滞后；
当0＜E≤20％时，该供电网格现状投资匹配度相对适中；
当E＞20％时，该供电网格现状投资匹配度相对超前；
S3.2：以设备规模饱和度对供电网格的增量配网规模进行分级，具体的分级标准为：
当设备规模饱和度＜60％时，该供电网格属于一级增量网格；
当60％≤设备规模饱和度＜80％时，该供电网格属于二级增量网格；
当80％≤设备规模饱和度≤100％时，该供电网格属于三级增量网格；
S3.3：由现状投资匹配度和增量等级构成的矩阵图，划分成5级增量投资需求，分别定义为：
I级：属于一级增量且现状投资匹配度相对滞后的供电网格；
II级：属于一级增量且现状投资匹配度相对适中、属于二级增量且现状投资匹配度相对滞后的供电网格；
III级：属于一级增量且现状投资匹配度相对超前、属于二级增量且现状投资匹配度相对适中、属于三级增量且现状投资匹配度相对滞后的供电网格；
IV级：属于二级增量且现状投资匹配度相对超前、属于三级增量且现状投资匹配度相对适中的供电网格；
V级：属于三级增量且现状投资匹配度相对超前的供电网格。
S4，以网架结构饱和度、运行效率饱和度评价构成的矩阵图为依据，划分供电网格存量改造需求级别；
本步骤在对网架结构饱和度、运行效率饱和度分级的基础上，构建网架结构饱和度、运行效率饱和度矩阵图，并以此确定评价供电网格存量配网改造需求的级别，步骤包括：
S4.1：将网架结构饱和度划分为3级，级别越低表示存量配网网架存在问题越严重，具体划分标准为：
当网架系数饱和度＜60％时，该供电网格属于一级网架薄弱网格；
当60％≤网架系数饱和度＜80％时，该供电网格属于二级网架薄弱网格；
当80％≤网架系数饱和度≤100％时，该供电网格属于三级网架薄弱网格；
S4.2：将运行效率饱和度划分为3级，级别越低表示存量配网运行上存在问题越严重，具体划分标准为：
当运行效率饱和度≥90％时，该供电网格属于一级安全隐患网格；
当60％≤运行效率数饱和度＜90％之间时，该供电网格属于二级安全隐患网格；
当运行效率饱和度＜60％时，该供电网格属于三级安全隐患网格；
S4.3：由网架结构饱和度和运行效率饱和度等级构成的矩阵图，具体的，矩阵图以运行效率饱和度为横坐标，以网架结构饱和度为纵坐标，构成5级改造需求，如图3所示。
改造需求的5级别分别定义如下：
I级：属于一级网架薄弱且一级安全隐患的供电网格；
II级：属于一级网架薄弱且二级安全隐患、属于二级网架薄弱且一级安全隐患的供电网格；
III级：属于一级网架薄弱且三级安全隐患、属于二级网架薄弱且二级安全隐患、属于三级网架薄弱且一级安全隐患的供电网格；
IV级存量投资需求单元：属于二级网架薄弱且三级安全隐患、属于三级网架薄弱且二级安全隐患的供电网格；
V级：属于三级网架薄弱且三级安全隐患的供电网格。
S5，综合供电网格的饱和度评价、增量投资需求级别、存量改造需求级别，制定各供电网格的投资策略；
本步骤以各供电网格饱和度综合值进行排序，确定不同网格的投资力度，以网格增量投资需求级别、存量改造需求级别为依据，确定投资方向，步骤包括：
S5.1：对各供电网格以其饱和度综合值进行升序排列的基础上，确定不同网格的配网投资力度，具体标准为：
当0％＜饱和度综合值≤25％时，应加大投资；
当25％＜饱和度综合值≤75％时，应适当投资；
当75％＜饱和度综合值≤100％时，应减缓投资；
S5.2：以供电网格的增量投资需求级别、存量改造需求级别为依据，确定配网投资方向，具体标准为：
当增量投资需求级别高于存量改造需求级别时，供电网格应以满足负荷增长的增量配网投资为主；
当增量投资需求级别低于存量改造需求级别时，供电网格应以解决配网问题的存量改造投资为主；
当增量投资需求级别等于存量改造需求级别时，供电网格应增量投资、存量改造并重。

Claims (7)

1.一种基于饱和度的供电网格投资策略制定方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在获取供电网格配电网信息的基础上，计算供电网格的负荷发展饱和度、设备规模饱和度、网架结构饱和度和运行效率饱和度；
S2：评价各供电网格的饱和度综合值，并进行升序排列；
S3：以现状投资匹配度、设备规模饱和度评价构成的矩阵图为依据，划分供电网格增量投资需求级别；
S4：以网架结构饱和度、运行效率饱和度评价构成的矩阵图为依据，划分供电网格存量改造需求级别；
S5：综合供电网格的饱和度评价、增量投资需求级别、存量改造需求级别，制定各供电网格的投资策略。
2.如权利要求1所述的一种基于饱和度的供电网格投资策略制定方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：
S1.1：获取供电网格配电网信息包括：供电网格现状年最大负荷值、各条中压线路分段数、各条中压线路供电半径、各条中压线路接装配变台数、最大负荷日的各条线路最大负荷、各条线路主干持续传输容量、远景年负荷预测值、现状年中压线路总条数、单台配变容量；
S1.2：计算中压线路平均分段数、中压线路平均供电半径、平均单条线路装接配变台数、中压线路可转供率、中压线路最大负载率平均值、平均单台配变容量；
具体的，所述中压线路平均分段数
Figure FSA0000172983160000011
第i条中压线路分段数/M，其中，M＝现状年中压线路总条数；
所述中压线路平均供电半径
Figure FSA0000172983160000012
第i条中压线路供电半径/M；
所述平均单条线路装接配变台数
Figure FSA0000172983160000013
第i条中压线路接装配变台数/M；
所述中压线路可转供率kz＝满足N-1线路条数/M，其中：满足N-1线路指任一线路停运时，除故障段负荷外，其所带负荷均能够被相邻联络线路传供的线路；
所述
Figure FSA0000172983160000014
第i条中压线路最大负载率/M，其中：第i条中压线路最大负载率＝最大负荷日的第i条线路最大负荷/第i条线路主干持续传输容量；
所述
Figure FSA0000172983160000015
第j台配变容量/P，其中P＝配变总台数；
S1.3：计算负荷发展饱和度＝现状年最大负荷值/远景年负荷预测值＊100％；
其中，所述远景年负荷预测值为远景饱和负荷值，采用空间负荷预测法进行预测，计算公式如下：
Figure FSA0000172983160000021
式中，P预测为目标年负荷预测值，si为第i个地块的建筑面积，σi为第i个地块的负荷密度，n为地块总数，W为同时率，取W＝0.8；
S1.4：计算设备规模饱和度＝M/远景年中压线路条数＊100％；
其中，所述远景年中压线路数＝远景年负荷预测值/线路平均负荷，其中线路平均负荷取2.5MW。
S1.5：计算网架结构饱和度＝远景年网架系数/现状年网架系数＊100％；
S1.6：计算运行效率饱和度＝中压线路最大负载率平均值/中压线路满足N-1负载率＊100％；其中，所述中压线路满足N-1负载率取50％。
3.如权利要求2所述的一种基于饱和度的供电网格投资策略制定方法，其特征在于，所述网架系数是在以故障枚举法理论依据的可靠性计算模型基础上，提炼网架类指标而来，用来表征网架可靠性水平的综合指标，计算公式如下：
Figure FSA0000172983160000022
式中，RJ为网架系数，Lal为所述中压线路平均供电半径，T为所述平均单条线路装接配变台数，kz为所述中压线路可转供率，n为所述中压线路平均分段数；
在计算现状年网架系数时，上述指标使用供电网格的实际统计值；
在计算目标年网架系数时，对于A、B类供电分区，所述中压线路供电半径Lal＝3km，对于C类供电分区，所述中压线路供电半径Lal＝5km；对于D、E类供电分区，所述中压线路供电半径Lal＝15km；所述平均单条线路装接配变台数T＝10000/现状年平均单台配变容量；所述中压线路可转供率kz＝100％；所述中压线路平均分段数n＝5。
4.如权利要求1所述的一种基于饱和度的供电网格投资策略制定方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：
S2.1：计算各供电网格的饱和度综合值，所述供电网格饱和度综合值＝0.3＊负荷发展饱和度+0.4＊设备规模饱和度+0.15＊网架系数饱和度+0.15＊运行效率饱和度；
S2.2：对供电区域内的网格以该饱和度综合值进行升序排列，饱和度综合值越低的供电网格表示投资空间越大。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种基于饱和度的供电网格投资策略制定方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：
S3.1：现状投资匹配度由设备规模饱和度与负荷发展饱和度差值的大小作为判断依据，具体评价标准为：
所述设备规模饱和度与负荷发展饱和度差值E＝设备规模饱和度-负荷发展饱和度；
当E≤0时，该供电网格现状投资匹配度相对滞后；
当0＜E≤20％时，该供电网格现状投资匹配度相对适中；
当E＞20％时，该供电网格现状投资匹配度相对超前；
S3.2：以设备规模饱和度对供电网格的增量配网规模进行分级，具体的分级标准为：
当设备规模饱和度＜60％时，该供电网格属于一级增量网格；
当60％≤设备规模饱和度＜80％时，该供电网格属于二级增量网格；
当80％≤设备规模饱和度≤100％时，该供电网格属于三级增量网格；
S3.3：由现状投资匹配度和增量等级构成的矩阵图，划分成5级增量投资需求，分别定义为：
I级：属于一级增量且现状投资匹配度相对滞后的供电网格；
II级：属于一级增量且现状投资匹配度相对适中、属于二级增量且现状投资匹配度相对滞后的供电网格；
III级：属于一级增量且现状投资匹配度相对超前、属于二级增量且现状投资匹配度相对适中、属于三级增量且现状投资匹配度相对滞后的供电网格；
IV级：属于二级增量且现状投资匹配度相对超前、属于三级增量且现状投资匹配度相对适中的供电网格；
V级：属于三级增量且现状投资匹配度相对超前的供电网格。
6.如权利要求1-4任一项所述的一种基于饱和度的供电网格投资策略制定方法，其特征在于，所述步骤S4运行效率饱和度具体为：
S4.1：将网架结构饱和度划分为3级，级别越低表示存量配网网架存在问题越严重，具体划分标准为：
当网架系数饱和度＜60％时，该供电网格属于一级网架薄弱网格；
当60％≤网架系数饱和度＜80％时，该供电网格属于二级网架薄弱网格；
当80％≤网架系数饱和度≤100％时，该供电网格属于三级网架薄弱网格；
S4.2：将运行效率饱和度划分为3级，级别越低表示存量配网运行上存在问题越严重，具体划分标准为：
当运行效率饱和度≥90％时，该供电网格属于一级安全隐患网格；
当60％≤运行效率数饱和度＜90％之间时，该供电网格属于二级安全隐患网格；
当运行效率饱和度＜60％时，该供电网格属于三级安全隐患网格；
S4.3：由网架结构饱和度和运行效率饱和度等级构成的矩阵图，划分成5级存量改造需求，分别定义为：
I级：属于一级网架薄弱且一级安全隐患的供电网格；
II级：属于一级网架薄弱且二级安全隐患、属于二级网架薄弱且一级安全隐患的供电网格；
III级：属于一级网架薄弱且三级安全隐患、属于二级网架薄弱且二级安全隐患、属于三级网架薄弱且一级安全隐患的供电网格；
IV级存量投资需求单元：属于二级网架薄弱且三级安全隐患、属于三级网架薄弱且二级安全隐患的供电网格；
V级：属于三级网架薄弱且三级安全隐患的供电网格。
7.如权利要求1-4任一项所述的一种基于饱和度的供电网格投资策略制定方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：
S5.1：对各供电网格以其饱和度综合值进行升序排列的基础上，确定不同网格的配网投资力度，具体标准为：
当0＜饱和度综合值≤25％时，应加大投资；
当25％＜饱和度综合值≤75％时，应适当投资；
当75％＜饱和度综合值≤100％时，应减缓投资；
S5.2：以供电网格的增量投资需求级别、存量改造需求级别为依据，确定配网投资方向，具体标准为：
当增量投资需求级别高于存量改造需求级别时，供电网格应以满足负荷增长的增量配网投资为主；
当增量投资需求级别低于存量改造需求级别时，供电网格应以解决配网问题的存量改造投资为主；
当增量投资需求级别等于存量改造需求级别时，供电网格应增量投资、存量改造并重。
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