CN111340370A - 一种基于模型的配电网网格化评价管控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于模型的配电网网格化评价管控方法，基于配网网格划分的原则及规划理念，建立基于层次分析法和德尔菲法相结合的网格化规划评价和管控模型，对网格展开多维度可量化的综合评价，并以此为基础对配网提出管控建议。从安全性、经济性、发展适应性三个维度构建了4个一级指标和13个二级指标；应用曲线拟合求得各个指标的隶属函数并结合层次分析和德尔菲法确定各个指标权重；利用层次分析法建立配电网网格化规划的综合评价模型；根据评估结果，针对性的提出配网管控措施本文研究的综合评价管控模型能够全面反映网格化规划方案的特征要素，量化描述规划的优劣，以引导相关部门做出正确的决策。
Description
技术领域
本发明属于电力行业领域，具体涉及一种基于模型的配电网网格化评价管控方法。
背景技术
随着国民经济的快速发展，电力需求的持续性增长，电网亟需扩容新建。传统配电网规划方法不能有效解决区域内部交叉供电、联络设置混乱、用户无序接入等难题，导致线路重过载、配变重过载，台区低电压以及标准接线率低等问题。基于此，国内外学者对电网网格化规划展开了深入研究，旨在通过对目标区域进行网格化划分，将配电网建设成为网架结构坚强、容量充裕、具备可靠、灵活、经济等特性的智能配电网。
目前已有学者从网络结构、负荷供应、装备技术、运行管理4个角度并基于鱼骨分析法建立了针对城市配电网的评价指标体系。也有学者针对高压配电网规划从经济性、可靠性、协调性、适应性4个方面建立评价指标体系。但是，现有的评价体系主要针对传统配网规划，配网网格规划缺乏一套完整的量化指标体系，且现有的评价主要集中在满足用户负荷增长、提升供电可靠性和供电质量等技术指标层面，对经济效益关注较少，而且评价指标较零散，不成体系。因此，针对配网网格监控和规划执行的结果进行分析评价，建立科学、合理的评价体系，为城市配电网规划的决策、实施及效益评价提供参考方法，具有一定的研究意义。
发明内容
鉴于目前存在的需求，本发明提供一种基于模型的配电网网格化评价管控方法，其特征在于：
S1：基于配电网安全性、经济性、发展适应性三个维度，建立配电网网格化规划评估管控指标体系模型；
(1)安全性，主要包含供电可靠性、N-1校验、变电站全停负荷损失率；
(2)经济性，主要包含网格化划分后需要改造的用户比例和现有资源利用情况；
(3)发展适应性，主要包含考察网格化规划适应负荷增长的能力，包括平衡性和拓展性两个方面；
S2：结合层次分析法和德尔菲法确定权重系数；
(1)结合层次分析法和德尔菲法，确定各单一指标的相对重要程度，构造比较判断矩阵；
其中，对于指标i和指标j，以cij表示指标i与指标j的重要性比较，而cji＝1/cij；
其中，cij的取值范围是1～9及其倒数，1～9取值含义：
序号1：指标i和指标j同等重要，cij的取值为1；
序号2：指标i比指标j稍重要，cij的取值为3；
序号3：指标i比指标j明显重要，cij的取值为5；
序号4：指标i比指标j强烈重要，cij的取值为7；
序号5：指标i比指标j极端重要，cij的取值为9；
序号6：指标i比指标j稍不重要，cij的取值为1/3；
序号7：指标i比指标j明显不重要，cij的取值为1/5；
序号8：指标i比指标j强烈不重要，cij的取值为1/7；
序号9：指标i比指标j极端不重要，cij的取值为1/9；
(2)矩阵一致性检验，一般采用最大特征根来计算和证明；
(3)基于层次分析法，确定网格化配电网规划校核模型各项指标权重；
S3：用百分制，根据不同指标的特点分别采用点值和区间2种评估管控判据；综合多位电网规划专家的意见确定各个指标的评分判据；对于区间评估管控判据，为了使评估管控分数具有平滑性，选取最大分值100分，最小分值0分，中间分值20分、40分、60分、80分，共6点数据，通过曲线拟合得到各指标的隶属函数，具体分析过程如下：
(1)确定各指标的隶属函数类型
选用二次函数作指标值与评分判据的关系函数：
y＝ax2+bx+c
式中：
x代表指标值；
y代表分数；
a、b分别为二次项、一次项系数，c为随机误差项；
(2)确定各评分函数的二次函数曲线
设定各指标最大值对应的评分为100分，最小值对应的评分为0分，中间分值为20分、40分、60分、80分，再结合相关技术导则规定和有关专家的工作经验，确定以上6个分数对应的指标值；由以上6个指标值坐标点进行二次曲线拟合，确定各个指标的二次函数曲线；
S4：根据S3给出的各个指标的隶属函数，结合各指标的指标值，得出评估管控对象的各指标得分，逆推计算得出上一层的指标评估管控得分；配网网格化规划评估公式为：
式中：
S为该区域配网规划的评估分数；
Sj为管控对象的各指标得分；
Wj为管控对象个指标的权重；
根据评估管控对象的各指标得分，可建立如下管控等级模型：
式中：
Sfull为各个指标的满分值。
本发明方案的有益效果：本发明基于配网网格划分的原则及规划理念，建立基于层次分析法和德尔菲法相结合的网格化规划评价和管控模型，对网格展开多维度可量化的综合评价，并以此为基础对配网提出管控建议。从安全性、经济性、发展适应性三个维度构建了4个一级指标和13个二级指标；应用曲线拟合求得各个指标的隶属函数并结合层次分析和德尔菲法确定各个指标权重；利用层次分析法建立配电网网格化规划的综合评价模型；根据评估结果，针对性的提出配网管控措施本文研究的综合评价管控模型能够全面反映网格化规划方案的特征要素，量化描述规划的优劣，以引导相关部门做出正确的决策。
附图说明
图1是本方案配网网格化规划评估管控指标体系示意图；
图2是本方案判断矩阵C的示意图；
图3是本方案管控指标值的隶属函数示意图；
图4是本方案实施例1的某城市区域网格划分结果图；
图5是本方案实施例1的配电网综合评估管控指标分类及其理想值图；
图6是本方案实施例1的规划区域网格管控指标评估结果测试结果图；
图7是本方案实施例1的规划区域一级指标评估结果图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合附图进一步阐述本发明。
如图1-7所示，一种基于模型的配电网网格化评价管控方法，其特征在于：S1：基于配电网安全性、经济性、发展适应性三个维度，建立配电网网格化规划评估管控指标体系模型；
(1)安全性，主要包含供电可靠性、N-1校验、变电站全停负荷损失率；
(2)经济性，主要包含网格化划分后需要改造的用户比例和现有资源利用情况；
(3)发展适应性，主要包含考察网格化规划适应负荷增长的能力，包括平衡性和拓展性两个方面；
S2：结合层次分析法和德尔菲法确定权重系数；
(1)结合层次分析法和德尔菲法，确定各单一指标的相对重要程度，构造比较判断矩阵；
其中，对于指标i和指标j，以cij表示指标i与指标j的重要性比较，而cji＝1/cij；
其中，cij的取值范围是1～9及其倒数，1～9取值含义：
序号1：指标i和指标j同等重要，cij的取值为1；
序号2：指标i比指标j稍重要，cij的取值为3；
序号3：指标i比指标j明显重要，cij的取值为5；
序号4：指标i比指标j强烈重要，cij的取值为7；
序号5：指标i比指标j极端重要，cij的取值为9；
序号6：指标i比指标j稍不重要，cij的取值为1/3；
序号7：指标i比指标j明显不重要，cij的取值为1/5；
序号8：指标i比指标j强烈不重要，cij的取值为1/7；
序号9：指标i比指标j极端不重要，cij的取值为1/9；
(2)矩阵一致性检验，一般采用最大特征根来计算和证明；
(3)基于层次分析法，确定网格化配电网规划校核模型各项指标权重；
S3：用百分制，根据不同指标的特点分别采用点值和区间2种评估管控判据；综合多位电网规划专家的意见确定各个指标的评分判据；对于区间评估管控判据，为了使评估管控分数具有平滑性，选取最大分值100分，最小分值0分，中间分值20分、40分、60分、80分，共6点数据，通过曲线拟合得到各指标的隶属函数，具体分析过程如下：
(1)确定各指标的隶属函数类型
选用二次函数作指标值与评分判据的关系函数：
y＝ax2+bx+c
式中：
x代表指标值；
y代表分数；
a、b分别为二次项、一次项系数，c为随机误差项；
(2)确定各评分函数的二次函数曲线
设定各指标最大值对应的评分为100分，最小值对应的评分为0分，中间分值为20分、40分、60分、80分，再结合相关技术导则规定和有关专家的工作经验，确定以上6个分数对应的指标值；由以上6个指标值坐标点进行二次曲线拟合，确定各个指标的二次函数曲线；
S4：根据S3给出的各个指标的隶属函数，结合各指标的指标值，得出评估管控对象的各指标得分，逆推计算得出上一层的指标评估管控得分；配网网格化规划评估公式为：
式中：
S为该区域配网规划的评估分数；
Sj为管控对象的各指标得分；
Wj为管控对象个指标的权重；
根据评估管控对象的各指标得分，可建立如下管控等级模型：
式中：
Sfull为各个指标的满分值。
实施例1：以某城市为例，依据配电网网格划分原则、划分方法，用白色线条将该城市划分为13个网格，每个网格都不重叠，且具有运行独立性，如图4
应用网格化规划评估管控模型，并综合各位专家意见后，各项指标类型和理想值结果见图5。
以各指标的理想中间值为基础，采用二次拟合曲线，对该城市的配电网网格化规划进行评估管控，网格的各指标值、得分情况以及管控等级见图6，规划区域的评估总得分90.49，综合规划水平优良。
从安全性、经济性、平衡性、拓展性等方面进行综合考察，该地区开展的网格化规划整体情况见图6。
从图7可以看出，规划区域网格方案在安全性、经济性、平衡性方面均达优良水平，仅拓展性处于合格水平，结合图6管控等级分析如下：
(1)安全性方面评估为满分。供电可靠率RS-3、线路“N-1”通过率、主变“N-1”通过率、变电站10kV母线“N-1”通过率均处于优秀水平，规划区域安全性无需整改，保持即可。
(2)经济性评估得分88.13分，评估结果处于良好水平。线路、主变平均负载率由于再前期规划时未考虑负荷发展，故得分处于合格水平，亟需对此进行增容改造。
(3)平衡性方面评估得分91.89分。重过载、轻载变电站比例得分处于优秀水平，保持现状即可；而变电站站内负载均衡度则为良好水平，可以针对性的进行负荷调整。
(4)拓展性为66.73分，评估结果较差，需要改进提升。但拓展性与经济性为对立指标：较高的拓展性经济性差，较高的经济性则拓展性低。规划区域综合需结合实际情况，综合考虑经济性和拓展性，对出线间隔裕度、网格供电能力平均裕度进行改造。
综上，根据本文所提评估管控模型对某地区的网格化规划工程校验结果为90.49，综合评估为优秀。该项目的后评估得分91.13分，两者评估得分相差较小，说明网格化规划评估管控模型具有一定的实用价值，值得推广。
本发明说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业人员公知的现有技术。
Claims (1)
1.一种基于模型的配电网网格化评价管控方法，其特征在于：
S1：基于配电网安全性、经济性、发展适应性三个维度，建立配电网网格化规划评估管控指标体系模型；
(1)安全性，主要包含供电可靠性、N-1校验、变电站全停负荷损失率；
(2)经济性，主要包含网格化划分后需要改造的用户比例和现有资源利用情况；
(3)发展适应性，主要包含考察网格化规划适应负荷增长的能力，包括平衡性和拓展性两个方面；
S2：结合层次分析法和德尔菲法确定权重系数；
(1)结合层次分析法和德尔菲法，确定各单一指标的相对重要程度，构造比较判断矩阵；
其中，对于指标i和指标j，以cij表示指标i与指标j的重要性比较，而cji＝1/cij；
其中，cij的取值范围是1～9及其倒数，1～9取值含义：
序号1：指标i和指标j同等重要，cij的取值为1；
序号2：指标i比指标j稍重要，cij的取值为3；
序号3：指标i比指标j明显重要，cij的取值为5；
序号4：指标i比指标j强烈重要，cij的取值为7；
序号5：指标i比指标j极端重要，cij的取值为9；
序号6：指标i比指标j稍不重要，cij的取值为1/3；
序号7：指标i比指标j明显不重要，cij的取值为1/5；
序号8：指标i比指标j强烈不重要，cij的取值为1/7；
序号9：指标i比指标j极端不重要，cij的取值为1/9；
(2)矩阵一致性检验，一般采用最大特征根来计算和证明；
(3)基于层次分析法，确定网格化配电网规划校核模型各项指标权重；
S3：用百分制，根据不同指标的特点分别采用点值和区间2种评估管控判据；综合多位电网规划专家的意见确定各个指标的评分判据；对于区间评估管控判据，为了使评估管控分数具有平滑性，选取最大分值100分，最小分值0分，中间分值20分、40分、60分、80分，共6点数据，通过曲线拟合得到各指标的隶属函数，具体分析过程如下：
(1)确定各指标的隶属函数类型
选用二次函数作指标值与评分判据的关系函数：
y＝ax2+bx+c
式中：
x代表指标值；y代表分数；
a、b分别为二次项、一次项系数，c为随机误差项；
(2)确定各评分函数的二次函数曲线
设定各指标最大值对应的评分为100分，最小值对应的评分为0分，中间分值为20分、40分、60分、80分，再结合相关技术导则规定和有关专家的工作经验，确定以上6个分数对应的指标值；由以上6个指标值坐标点进行二次曲线拟合，确定各个指标的二次函数曲线；
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Sj为管控对象的各指标得分；
Wj为管控对象个指标的权重；
根据评估管控对象的各指标得分，可建立如下管控等级模型：
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Sfull为各个指标的满分值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010124300.6A CN111340370A (zh) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | 一种基于模型的配电网网格化评价管控方法 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN111340370A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112712271A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-27 | 国网山东省电力公司青岛供电公司 | 一种电网网格划分评价方法、系统、介质及电子设备 |
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2020
- 2020-02-27 CN CN202010124300.6A patent/CN111340370A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112712271A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-27 | 国网山东省电力公司青岛供电公司 | 一种电网网格划分评价方法、系统、介质及电子设备 |
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