CN111507605A - 配电网建设效益评价方法、系统及计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及一种配电网建设效益评价方法、系统及计算机设备，通过建立评价指标体系得到与建设电力电子化配电网相关各个评价指标的指标值，之后通过各个评价指标的指标值计算与建设电力电子化配电网相关的二级指标的评价指标权重和评价指标值，再采用加权公式计算电力电子化配电网的指标综合评价值，根据各个需要建设的电力电子化配电网项目的指标综合评价值设立级别，工作单位根据电力电子化配电网建设的优先级别高低对电力电子化配电网建设提供准确的指导以及合理规划。解决了现有对多个电力电子化配电网缺乏建设效益评价，不能合理布局规划电力电子化配电网的建设的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及配电网技术领域，尤其涉及一种配电网建设效益评价方法、系统及计算机设备。
背景技术
随着可再生能源发电、储能系统、电动汽车、变频器、直流负荷等需要配置换流装置的源-储-荷在配电网中的不断渗透，配电网的电力电子化程度愈发显著。另一方面，随着半导体器件的不断发展，大功率晶体管技术壁垒的不断突破，传统交流配电存在问题的日益突出以及直流配电优势的不断显现，以电力电子电压器、电压源型换流器、柔性软开关等为代表的电力电子先进设备以其可操作性强、功能多样、灵活可控等优势在配网侧不断涌现。电力电子化配电网已成为配电网的发展趋势。
而电力电子化配电网的合理规划建设能有效提高配电网多方面效益，如配电网运行稳定性、经济效益等。然而，关于电力电子化配电网的研究仍处于起步阶段，还尚未有涉及电力电子化配电网规划建设的研究，现有一个地区存在多个电力电子化配电网的建设项目，建设单位选择哪个电力电子化配电网项目先建设的盲目性较大，这一问题使得配电网的建设在改造中尤为突出，这样造成了电力电子化配电网的布局不合理、供电质量和可靠性低等问题的出现，也会造成资金的浪费。由此目前缺乏对建设电力电子化配电网建设的评价方法，不能很好的在规划阶段对多个规划建设电力电子化配电网项目进行评价，引导单位按照规划项目的优先级对电力电子化配电网建设提供科学的电网规划。
发明内容
本发明实施例提供了一种配电网建设效益评价方法、系统及计算机设备，用于解决现有对多个电力电子化配电网缺乏建设效益评价，不能合理布局规划电力电子化配电网的建设的技术问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种配电网建设效益评价方法，应用于电力电子化配电网上，包括以下步骤：
建立评价指标体系，确定评价指标的指标值，所述评价指标体系包括配电网的一级指标、二级指标和三级指标；
确定评价指标数据，根据AHP对所述二级指标中各个所述三级指标的指标值处理，得到各个所述二级指标的评价指标权重和评价指标值；
确定指标综合评价值，根据各个所述二级指标的评价指标权重和评价指标值加权计算得到所述一级指标的指标综合评价值；
对各配电网的所述指标综合评价值按大小进行排序，得到各个配电网建设效益的优先级别。
优选地，所述二级指标包括配电网的安全性建设指标、可靠性建设指标、可持续性建设指标和高效性建设指标：
所述三级指标包括配电网的网络自愈能力指标、网络重构能力指标、可调度资源占比指标、可调度资源裕度指标、储能系统裕度指标、可控负荷裕度指标、可再生能源综合渗透率指标、配电系统综合能源利用率指标、配电系统单位发电排污量指标、线路负载率不均衡度指标、变压器负载率不均衡度指标、平均线损率指标、平均供电半径指标、地下管网复杂度指标、架空线路建设经济性指标以及基于期望系统的平均停电频率差指标、平均停电时间差指标、平均供电可靠率差指标、综合电压合格率差指标和平均电压暂降频率差指标；
其中，所述安全性建设指标包含有所述三级指标中的络自愈能力指标、网络重构能力指标、可调度资源占比指标、可调度资源裕度指标、储能系统裕度指标和可控负荷裕度指标；
所述可靠性建设指标包含有所述三级指标中的基于期望系统的平均停电频率差指标、平均停电时间差指标、平均供电可靠率差指标、综合电压合格率差指标和平均电压暂降频率差指标；
所述可持续性建设指标包含有所述三级指标中的可再生能源综合渗透率指标、配电系统综合能源利用率指标和配电系统单位发电排污量指标；
所述高效性建设指标包含有所述三级指标中的线路负载率不均衡度指标、变压器负载率不均衡度指标、平均线损率指标、平均供电半径指标、地下管网复杂度指标和架空线路建设经济性指标。
优选地，该电网建设效益评价方法还包括评价指标计算公式分别计算所述三级指标中各个评价指标，得到各个评价指标的指标值。
优选地，确定评价指标数据的步骤包括：
对所述三级指标中的指标值标准化；
对所述二级指标中的每个建设指标分别计算对应建设指标中的所有所述三级指标的权重；
根据所述三级指标的权重计算，得到所述二级指标中各个建设指标的所述评价指标权重和所述评价指标值。
优选地，计算配电网中所述一级指标的指标综合评价值之前，还包括：
采用标度法对所述二级指标中的各个建设指标划分重要程度，根据各个建设指标的重要程度建立判断矩阵；
对所述二级指标中各个建设指标的评价指标权重进行归一化处理，得到新的所述二级指标中各个建设指标的评价指标权重。
优选地，归一化处理的计算公式为：
式中，
为所述二级指标中第c个建设指标归一化后的评价指标权重，vc为所述二级指标中第c个建设指标归一化前的评价指标权重，l为所述二级指标中建设指标的数量。
优选地，计算指标综合评价值的加权公式为：
式中，Yi为第i个配电网中所述一级指标的指标综合评价值，
为所述二级指标中第c个建设指标归一化后的评价指标权重，l为所述二级指标中建设指标的数量，vic为第i个配电网中所述二级指标中第c个的评价指标值。
优选地，还包括配电网的指标综合评价值数值越大，得到对应的配电网建设效益的优先级别越高。
本发明还提供一种配电网建设效益评价系统，应用于电力电子化配电网上，包括建立评价体系单元、确定评价指标数据单元、确定指标综合评价值单元和级别单元；
所述建立评价体系单元，用于建立评价指标体系，确定评价指标的指标值，所述评价指标体系包括配电网的一级指标、二级指标和三级指标；
所述确定评价指标数据单元，用于根据AHP对所述二级指标中各个所述三级指标的指标值处理，得到各个所述二级指标的评价指标权重和评价指标值；
所述确定指标综合评价值单元，用于根据各个所述二级指标的评价指标权重和评价指标值加权计算得到所述一级指标的指标综合评价值；
所述级别单元，用于对各配电网的所述指标综合评价值按大小进行排序，得到各个配电网建设效益的优先级别。
本发明还提供一种计算机设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的配电网建设效益评价方法。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
1.该配电网建设效益评价方法通过建立评价指标体系得到与建设电力电子化配电网相关各个评价指标的指标值，之后通过各个评价指标的指标值计算与建设电力电子化配电网相关的二级指标的评价指标权重和评价指标值，再采用加权公式计算电力电子化配电网的指标综合评价值，根据各个需要建设的电力电子化配电网项目的指标综合评价值设立级别，工作单位根据电力电子化配电网建设的优先级别高低对电力电子化配电网建设提供准确的指导以及合理规划。解决了现有对多个电力电子化配电网缺乏建设效益评价，不能合理布局规划电力电子化配电网的建设的技术问题；
2.该配电网建设效益评价系统通过建立评价体系单元得到与建设电力电子化配电网相关各个评价指标的指标值，之后通过确定评价指标数据单元根据各个评价指标的指标值计算与建设电力电子化配电网相关的二级指标的评价指标权重和评价指标值，再采用确定指标综合评价值单元中的加权公式计算电力电子化配电网的指标综合评价值，级别单元根据各个需要建设的电力电子化配电网项目的指标综合评价值设立级别，工作单位根据电力电子化配电网建设的优先级别高低对电力电子化配电网建设提供准确的指导以及合理规划。解决了现有对多个电力电子化配电网缺乏建设效益评价，不能合理布局规划电力电子化配电网的建设的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例所述的配电网建设效益评价方法的步骤流程图。
图2为本发明实施例所述的配电网建设效益评价方法确定评价指标数据的步骤流程图。
图3为本发明实施例所述的配电网建设效益评价方法确定指标综合评价值的步骤流程图。
图4为本发明实施例所述的配电网建设效益评价系统的框架图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种配电网建设效益评价方法、系统及计算机设备，应用于电力电子化配电网上，从电力电子化配电网的建设理念、目标出发构建评价指标体系，以使建立的指标体系全面、客观的反映现状配电网存在的供电可靠性、配电网电能质量、配电网配电效率、清洁能源消纳能力、地表及地下空间利用率、配电网灵活性、配电网协调性、配电网适应性等不足，该配电网建设效益评价方法、系统及计算机设备可以综合评价配电网进行电力电子化改造的建设效益，从而得到电力电子化配电网的优先级别，工作单位根据电力电子化配电网建设的优先级别对电力电子化配电网建设提供准确的指导以及合理规划，用于解决现有对多个电力电子化配电网缺乏建设效益评价，不能合理布局规划电力电子化配电网的建设的技术问题。在申请的实施例中是以电力电子化配电网作为案例进行说明，该配电网建设效益评价方法、系统及计算机设备也可以使用于其他类型的配电网。
电力电子化配电网主要包含电力电子变压器、电力电子断路器、新能源并网装置、柔性换流器、柔性软开关、静止无功发生器、有源电力滤波器等电力电子化设备，是大量的电力电子化设备在配电网中不断渗透所产生的配电网，以至使配电网能通过这些电力电子化设备实现多样化的功能(或实现预期的某些功能)；如柔性换流器、电力电子变压器、电力电子断路器的渗透可实现传统交流配电网电向直流配电网的转变，进而发挥直流配电的优势，即形成了一种直流配电网；又如柔性软开关、静止无功发生器的渗透可以均衡线路负载率，调控电压，对正常运行的配电网进行节能降损，形成经济高效的配电网；又如新能源并网装置在将新能源(光电、风电等)并入电网的同时，还能通一定的控制策略实现电能质量治理工作，由于单个装置的容量制约，当新能源并网装置渗透到一定程度，并配合有源电力滤波器，便可实现配电网电能质量的全局性治理，进而形成绿色优质的配电网等。以上列举的配电网又可通过相互配合、相互协调优化实现更多的职能，如直流配电网与绿色优质的配电网相互协调配合又能实现对新能源的远距离传输、满足高电能质量、高供电可靠性的用户需求、实现高负荷密度中心城区的供电容量需求等，是一种新型式的配电网。根据上述配电网例子，在建设这些配电网实际工程中要根据具体情况进行规划建设，避免不合理规划造成的损失。
实施例一：
图1为本发明实施例所述的配电网建设效益评价方法的步骤流程图。
如图1所示，本发明实施例提供了一种配电网建设效益评价方法，应用于电力电子化配电网上，包括以下步骤：
S1.建立评价指标体系，确定评价指标的指标值，评价指标体系包括配电网的一级指标、二级指标和三级指标；
S2.确定评价指标数据，根据AHP对二级指标中各个所述三级指标的指标值处理，得到各个二级指标的评价指标权重和评价指标值；
S3.确定指标综合评价值，根据各个二级指标的评价指标权重和评价指标值加权计算得到一级指标的指标综合评价值；
S4.对各配电网的所述指标综合评价值按大小进行排序，得到各个配电网建设效益的优先级别。
在本发明实施例的S1中，一级指标主要是指电力电子化配电网的建设效益，二级指标主要用于充分反映配电网安全、可靠、绿色、高效的建设理念。三级指标主要用于充分体现电力电子化配电网建设目标的可实现度，即规划配电网对象对各电力电子化配电网建设目标的需求程度。在本实施例，根据三级指标建立二级指标的体系，根据二级指标建立一级指标的评价指标体系，通过评价指标体系优先确定三级指标中各个评价指标的指标值。
需要说明的是，电力电子化配电网的建设理念是通过电力电子化配电网规划建设，打造安全、可靠、绿色、高效的多功能配电网。电力电子化配电网建设目标主要是为了提高配电网供电可靠性、提高配电网电能质量、提高配电网配电效率、提高清洁能源消纳能力、提高地表及地下空间利用率、提高配电网灵活性、提高配电网协调性以及提高配电网适应性。
在本发明实施例的S2中，主要采用改进序关系法(改进G1法)对S1中确定的三级指标中各个评价指标的指标值进行处理，计算得到三级指标中各个评价指标的权重，再计算得到二级指标中各个建设指标的评价指标数据。其中，评价指标数据包括评价指标权重和评价指标值。
需要说明的是，在S2中是计算配电网中二级指标中各个建设指标的评价指标数据，为确定指标综合评价值提供评价价值数据。
在本发明实施例的S3中，主要是根据二级指标中各个建设指标的评价指标数据通过加权公式计算，得到指标综合评价值。
在本发明实施例在S4中，根据S3中计算的电力电子化配电网的指标综合评价值，对需要建设的各个电力电子化配电网的指标综合评价值案子大小顺序排序，得到排序后的配电网建设对应匹配建设等级；即是电力电子化配电网的指标综合评价值住址越大，该电力电子化配电网的建设效益越高，对应电力电子化配电网的配电网建设效益的优先级级别也越高。
本发明提供的一种配电网建设效益评价方法通过建立评价指标体系得到与建设电力电子化配电网相关各个评价指标的指标值，之后通过各个评价指标的指标值计算与建设电力电子化配电网相关的二级指标的评价指标权重和评价指标值，再采用加权公式计算电力电子化配电网的指标综合评价值，根据各个需要建设的电力电子化配电网项目的指标综合评价值设立级别，工作单位根据电力电子化配电网建设的优先级别高低对电力电子化配电网建设提供准确的指导以及合理规划。解决了现有对多个电力电子化配电网缺乏建设效益评价，不能合理布局规划电力电子化配电网的建设的技术问题。
在本发明的一个实施例中，二级指标包括配电网的安全性建设指标、可靠性建设指标、可持续性建设指标和高效性建设指标。三级指标包括配电网的网络自愈能力指标、网络重构能力指标、可调度资源占比指标、可调度资源裕度指标、储能系统裕度指标、可控负荷裕度指标、可再生能源综合渗透率指标、配电系统综合能源利用率指标、配电系统单位发电排污量指标、线路负载率不均衡度指标、变压器负载率不均衡度指标、平均线损率指标、平均供电半径指标、地下管网复杂度指标、架空线路建设经济性指标以及基于期望系统的平均停电频率差指标、平均停电时间差指标、平均供电可靠率差指标、综合电压合格率差指标和平均电压暂降频率差指标。
需要说明的是，安全性建设指标包含有三级指标中的络自愈能力指标、网络重构能力指标、可调度资源占比指标、可调度资源裕度指标、储能系统裕度指标和可控负荷裕度指标。可靠性建设指标包含有三级指标中的基于期望系统的平均停电频率差指标、平均停电时间差指标、平均供电可靠率差指标、综合电压合格率差指标和平均电压暂降频率差指标。可持续性建设指标包含有三级指标中的可再生能源综合渗透率指标、配电系统综合能源利用率指标和配电系统单位发电排污量指标。高效性建设指标包含有三级指标中的线路负载率不均衡度指标、变压器负载率不均衡度指标、平均线损率指标、平均供电半径指标、地下管网复杂度指标和架空线路建设经济性指标。
在本发明的一个实施例中，该配电网建设效益评价方法还包括评价指标计算公式分别计算三级指标中各个评价指标，得到各个评价指标的指标值。具体地，三级指标中各个评价指标的评价指标计算公式具体如下。
本实施例的网络自愈能力指标的计算公式为：
式中，PINSH为网络自愈能力指标的指标值；NF&D为配电网在统计期发生故障或破坏的总次数；
为配电网第i次故障或破坏时受影响的非故障或破坏部分持续运行功率峰值，
为配电网第i次故障或破坏时受影响的非故障或破坏部分对应的正常运行功率峰值。
需要说明的是，网络自愈能力指标的指标值是指配电网中发生故障或遭遇破坏时，受影响的非故障或非破坏部分能够正常运行的能力，定义为受影响的非故障或破坏部分持续运行功率与受影响的非故障或破坏部分正常运行功率的比值。根据网络自愈能力指标的指标值可对配电网抵御故障和破坏的能力进行评估，网络自愈能力指标的指标值越小，配电网络的自愈能力越弱，对该配电网进行电力电子化改造的建设效益的效果越显著。
本实施例的网络重构能力指标的计算公式为：
式中，PINR为网络重构能力指标的指标值；αNR+βNR+γNR＝1；
分别为高、中、低压配电网的电力电子先进设备数量；
分别为高、中、低压配电网的线路数，αNR为高压配电网建设的权重系数，βNR为中压配电网建设的权重系数，γNR为低压配电网建设的权重系数。
需要说明的是，网络重构能力指标的指标值是指根据配电网实际运行情况中通过控制各类开关、电力电子器件、控制潮流分布，从而实现网络结构最优运行的能力，配电网的网络中电力电子先进设备数量与网络线路数量的比值。根据网络重构能力指标的指标值可对配电网的网络实现最优运行的能力进行评价，网络重构能力指标的指标值越小，配电网实现最优运行的能力越差，对该对该配电网进行电力电子化改造的建设效益的效果越显著。根据电压等级进行划分，国内的配电系统中默认规范化的配电网电压等级为：中压电力电子先进设备的电压为10kV，低压电力电子先进设备的电压为0.38/0.22V，高压电力电子先进设备的电压为35kV和110kV。
在本实施例的可调度资源占比指标的计算公式为：
式中，PISR为可调度资源占比指标的指标值；NS为统计次数；
分别为第i次配电网统计可调度电源出力峰值和可主动响应负荷峰值；
为第i次配电网统计的总负荷峰值。
需要说明的是，可调度资源占比指标的指标值是指配电网中可被调度中心调用、调控的电源或主动响应的负荷与总负荷的比值。
在本实施例的可调度资源裕度指标的计算公式为：
式中，PISRM为可调度资源裕度指标的指标值；NSR为调度资源的次数；
分别为第j次配电网调度资源时实际需求的调度电源出力峰值和实际需求的主动响应负荷峰值。
需要说明的是，可调度资源容量裕度的指标值是指配电网中可调度资源和实际调度资源之差与可调度资源的比值。
在本实施例的储能系统裕度指标的计算公式为：
式中，PIESSM为储能系统裕度指标的指标值；
为配电网的配电系统需求的储能系统最大出力；
为配电网的储能系统可承受的最大出力。
需要说明的是，储能系统裕度指标的指标值是指配电网中储能系统可承受的最大出力和配电系统需求的储能系统最大出力之差与储能系统可承受的最大出力的比值。
在本实施例的可控负荷裕度指标的计算公式为：
式中，PICL为可控负荷裕度指标的指标值；
为配电网的配电系统需求的可控负荷；
为配电网中所有的可控负荷。
需要说明的是，可控负荷裕度指标的指标值是指配电网中所有可控负荷和配电系统需求的可控负荷之差与所有可控负荷的比值。根据可调度资源占比指标的指标值、可调度资源裕度指标的指标值、储能系统裕度指标的指标值和可控负荷裕度指标的指标值可对配电网的安全性保障资源含有情况进行评价，它们的指标值越小，配电网的主网发生故障或遭到破坏时，配电网安全可靠运行能力越低，对该配电网进行基于安全性保障资源的电力电子化改造的建设效益的效果越显著。
在本实施例的基于期望的系统平均停电频率差指标的计算公式为：
式中，ΔSAIFI基于期望的系统平均停电频率差指标的指标值，
为配电网的配电系统第i次停电用户总数；NDS为配电网的配电系统用户总数；SAIFIE为配电网的配电系统系统平均停电频率的期望值。
需要说明的是，基于期望的系统平均停电频率差指标的指标值是指配电网中系统平均停电频率的期望值与其实际统计值的差。
在本实施例的基于期望的系统平均停电时间差指标的计算公式为：
式中，ΔSAIDI为基于期望的系统平均停电时间差指标的指标值；Ti I为统计配电网的配电系统第i次停电时间；SAIDIE为统计配电网的配电系统系统平均停电时间期望值。
需要说明的是，基于期望的系统平均停电时间差指标的指标值是指配电网中系统平均停电时间的期望值与其实际统计值的差。
在本实施例的基于期望的系统平均供电可靠率差指标的计算公式为：
式中，ΔASAI为基于期望的系统平均供电可靠率差指标的指标值；TDS为统计配电网中配电系统的统计期间时间；ASAIE为统计配电网的配电系统系统平均供电可靠率期望值。
需要说明的是，基于期望的系统平均供电可靠率差指标的指标值是指配电网中系统平均供电可靠率与其期望值的差。
在本实施例的基于期望的综合电压合格率差指标的计算公式为：
式中，Δλ为基于期望的综合电压合格率差指标的指标值；λA、λB、λC分别为统计配电网中配电系统A、B、C类监测点在统计期的电压合格率；λE为统计配电网中配电系统综合电压合格率期望值。
需要说明的是，基于期望的综合电压合格率差指标的指标值是指配电网的综合电压合格率与其期望值的差。
在本实施例的基于期望的系统平均电压暂降频率差指标计算公式为：
式中，ΔSAVSFI为基于期望的系统平均电压暂降频率差指标的指标值；
为统计配电网的配电系统第i次电压暂降的用户数；SAVSFIE为统计配电网中配电系统系统平均电压暂降频率期望值。
需要说明的是，基于期望的系统平均电压暂降频率差指标的指标值是指配电网中系统平均电压暂降频率的期望值与其实际统计值的差。根据可靠性建设指标的基于期望的系统平均停电频率差指标、基于期望的系统平均停电时间差指标、基于期望的系统平均供电可靠率差指标、基于期望的综合电压合格率差指标、基于期望的系统平均电压暂降频率差指标的指标值分别对不同配电网的平均停电频率、平均停电时间、平均供电可靠率、综合电压合格率、平均电压暂降频率满意程度进行差异化评价，可靠性建设指标中各个指标的指标值为负值时，可靠性建设指标中各个指标的指标值越小，说明配电网的可靠性与期望水平差距越大，对该配电网进行电力电子化改造的建设效益的效果将更加显著；可靠性建设指标中各个指标的指标值为0时，说明配电网的可靠性与期望水平相当；可靠性建设指标中各个指标的指标值为正值时，可靠性建设指标中各个指标的指标值越大说明可靠性优于期望水平的程度越高。
在本实施例的可再生能源综合渗透率指标的计算公式为：
式中，αRES+βRES＝1；
分别为配电网在统计期可再生能源额定容量和实际出力峰值；αRES、βRES分别为可再生能源综合渗透率中额定渗透率和实际渗透率的权重。
需要说明的是，αRES和βRES的数值可以根据配电网实际情况设置。根据可再生能源综合渗透率指标的指标值可对可再生能源的额定渗透率和实际渗透率进行综合评价，配电网可再生能源综合渗透率指标的指标值越大，进行电力电子化改造的建设效益的效果越高。
在本实施例的配电系统综合能源利用率指标计算公式为：
式中，ρ为配电网中配电系统综合能源利用率指标的指标值；EInput为向配电系统注入的能源；EOutput为配电网中配电系统向用户输出可直接利用能源。
在本实施例的配电系统单位发电排污量指标的计算公式为：
式中，PDQP为配电网中配电系统单位发电排污量指标的指标值；PDQT为配电网中配电系统发电总排污量，QDS为配电网中配单系统总发电量。
需要说明的是，根据配电系统综合能源利用率指标和配电系统单位发电排污量指标的指标值分别用于评价配电网能源可利用程度和发电清洁性，综合能源利用率指标的指标值越小、配电系统单位发电排污量指标的指标值越大，配电网进行电力电子化改造的建设效益的效果越显著。
在本实施例的线路负载率不均衡度指标的计算公式为：
式中，IBDL为配电网中线路负载率不均衡度指标的指标值；NL为统计配电网中区域线路数，NL为自然数；
为配电网线路i的负载率。
在本实施例的变压器负载率不均衡度指标的计算公式为：
式中，IBDT为配电网中变压器负载率不均衡度指标的指标值；NT为统计配电网区域变压器的数量，NT为自然数；
为配电网中变压器i的负载率。
在本实施例的平均线损率指标的计算公式为：
式中，
为配电网中平均线损率指标的指标值；NTA为统计配电网区域台区数量，NTA为自然数；σLLRi为配电网台区i的线损率。
在本实施例的平均供电半径指标的计算公式为：
式中，
为配电网的平均供电半径指标的指标值；Ri为配电站线路i的供电半径。
在本实施例的地下管网复杂度指标主要用来反映地下空间资源的可利用程度，体现对电力电缆线路高效性的需求程度。该地下管网复杂度指标为定性指标，可划分为5个指标等级，即是：极其复杂、非常复杂、很复杂、复杂、不复杂。根据确定规划建设电力电子化配电网的地下管网复杂度划分等级，并将划分等级量化，具体为“极其复杂”＝9、“非常复杂”＝7、“很复杂”＝5、“复杂”＝3、“不复杂”＝1。
在本实施例的架空线路建设经济性指标主要用来反映地表土地资源的利用成本，即地表土地资源的紧缺性，体现对电力架空线路高效性的需求程度，可划分为5个指标等级，即是：极其不经济、非常不经济、很不经济、不经济、经济}。根据确定规划建设电力电子化配电网的架空线路经济性划分等级，并将划分等级量化，具体为：“极其不经济”＝9、“非常不经济”＝7、“很不经济”＝5、“不经济”＝3、“经济”＝1。
需要说明的是，根据线路负载率不均衡度指标、变压器负载率不均衡度指标的指标值，对配电网建设与负荷发展的匹配性性进行评价，评价指标值越大，负荷发展与配电网建设的匹配性越差。
图2为本发明实施例所述的配电网建设效益评价方法确定评价指标数据的步骤流程图。
如图2所示，在本发明的一个实施例中，确定评价指标数据的步骤包括：
S21.对三级指标中的指标值标准化；
S22.对二级指标中的每个建设指标分别计算对应建设指标中的所有三级指标的权重；
S23.根据三级指标的权重计算，得到二级指标中各个建设指标的评价指标权重和评价指标值。
在本实施例的S21中，根据评价指标计算公式获得n个电力电子化配电网的m个三级指标的指标值，并构成指标数据矩阵X＝(X1，X2，…，Xn)T和Xi＝(xi1，xi2，…，xim)T，i＝1，2，…，n；Xi为第i个电力电子化配电网的指标数据矩阵，X为n个电力电子化配电网指标值组成的指标数据矩阵。首先对指标数据矩阵X和指标数据矩阵Xi中指标值数据进行极差处理，得到标准化数据
如下公式：
式中，xij为第i个电力电子化配电网中第j个三级指标的指标值。
在本实施例的S22中，利用改进G1法设置各二级指标中三级指标权重是指根据电力电子化配电网在不同地区、不同发展时期的建设需求差异，首先对获得二级指标中的各个三级指标对该二级指标的贡献度ck，k＝1,2，...，p，p为每个二级指标中包含有p个三级指标，分别为c1，c2，.....，.cp，对c1，c2，.....，.cp这些贡献度按贡献的大小进行排序，并将贡献度记为c1>c2>...>cp。根据如下计算三级指标权重的计算公式：
式中，wp为二级指标中贡献度最小的评价指标的权重，wk-1为二级指标中贡献度排序为第k-1个评价指标的权重，wk为二级指标中贡献度排序为第k个评价指标的权重，
为第i个电力电子化配电网中第p个三级指标的指标值，
为第i个电力电子化配电网中第k个三级指标的指标值，
为第i个电力电子化配电网中第k-1个三级指标的指标值，cp为二级指标中所有三级指标最小的贡献度，ck-1为二级指标中排序为第k-1个三级指标的贡献度。
需要说明的是，贡献度的计算公式为：
相邻指标间的相对贡献度为：rk＝ck-1/ck，有：当rk＝1.0时，ck-1与ck贡献度相同；当rk＝1.2时，ck-1比ck贡献度稍大；当rk＝1.4时，ck-1比ck贡献度明显大；当rk＝1.6时，ck-1比ck贡献度强烈大；当rk＝1.8时，ck-1比ck贡献度极端大。
在本实施例的S23中，计算二级指标的各个建设指标的评价指标值vic的公式为：
式中，wk为二级指标中贡献度排序为第k个评价指标的权重，
为第i个电力电子化配电网中第k个三级指标的指标值。
图3为本发明实施例所述的配电网建设效益评价方法确定指标综合评价值的步骤流程图。
如图3所示，在本发明的一个实施例中，计算配电网中一级指标的指标综合评价值之前，还包括：
S31.采用标度法对二级指标中的各个建设指标划分重要程度，根据各个建设指标的重要程度建立判断矩阵；
S32.对二级指标中各个建设指标的评价指标权重进行归一化处理，得到新的二级指标中各个建设指标的评价指标权重。
需要说明的是，标度法属于层析分析法(AHP)的一种，层析分析法是一种将决策者对复杂系统的决策思维过程模型化、数量化的过程。应用这种方法，决策者通过将复杂问题分解为若干层次和若干因素，在各因素之间进行简单的比较和计算，就可以得出不同方案的权重。
在本实施例的S31中，采用3级标度法对一级指标包含的二级指标中各个建设指标相对重要程度进行量化，两指标间的相对重要程度由1.0、1.4、1.8分别表示为“相同重要”、“明显重要”、“强烈重要”关系。根据各配电网在进行电力电子化改造时对安全、可靠、绿色、高效的要求不同，利用3级标度法确定安全性建设指标、可靠性建设指标、可持续性建设指标和高效性建设指标这4个二级指标元素构成的一个两两比较判断矩阵A4＝[acd]4×4，其中acd表示第c个元素与第d元素的重要程度之比(c，d＝1，2，3，4)，则adc＝1/acd表示第个d元素与第c元素的重要程度之比，即：
在本实施例的S32中，对于判断矩阵A4，某个电力电子化配电中的二级指标的评价指标权重v＝(v1，v2，v3，v4)T，满足A4v＝λmaxv，其中λmax为判断矩阵A4的最大特征根，即满足式|A4-λE4|＝0的最大特征根存在，其中E4为4阶单位矩阵，λ为判断矩阵A4的特征根，λ也是对角矩阵中的元素，λmax是对角矩阵所有λ元素的最大值。则归一化后的权重向量
即为二级指标的4个建设指标归一化后的评价指标权重，归一化计算公式为：
式中，
为所述二级指标中第c个建设指标归一化后的评价指标权重，vc为所述二级指标中第c个建设指标归一化前的评价指标权重，l为所述二级指标中建设指标的数量，即是l＝4。
在本发明的一个实施例中，计算指标综合评价值的加权公式为：
式中，Yi为第i个配电网中所述一级指标的指标综合评价值，
为所述二级指标中第c个建设指标归一化后的评价指标权重，l为所述二级指标中建设指标的数量，vic为第i个配电网中所述二级指标中第c个的评价指标值。
实施例二：
图4为本发明实施例所述的配电网建设效益评价系统的框架图。
如图4所示，本发明实施例还提供一种配电网建设效益评价系统，应用于电力电子化配电网上，包括建立评价体系单元10、确定评价指标数据单元20、确定指标综合评价值单元30和级别单元40；
建立评价体系单元10，用于建立评价指标体系，确定评价指标的指标值，评价指标体系包括配电网的一级指标、二级指标和三级指标；
确定评价指标数据单元20，用于根据AHP对二级指标中各个三级指标的指标值处理，得到各个二级指标的评价指标权重和评价指标值；
确定指标综合评价值单元30，用于根据各个二级指标的评价指标权重和评价指标值加权计算得到一级指标的指标综合评价值；
级别单元40，用于对各配电网的指标综合评价值按大小进行排序，得到各个配电网建设效益的优先级别。
实施例二的系统中的单元是与实施例一的方法对应设置的，实施例二中已经详细阐述了与各个单元对应步骤的内容，在此本实施例中不在一一阐述。
本发明提供的一种配电网建设效益评价系统通过建立评价体系单元得到与建设电力电子化配电网相关各个评价指标的指标值，之后通过确定评价指标数据单元根据各个评价指标的指标值计算与建设电力电子化配电网相关的二级指标的评价指标权重和评价指标值，再采用确定指标综合评价值单元中的加权公式计算电力电子化配电网的指标综合评价值，级别单元根据各个需要建设的电力电子化配电网项目的指标综合评价值设立级别，工作单位根据电力电子化配电网建设的优先级别高低对电力电子化配电网建设提供准确的指导以及合理规划。解决了现有对多个电力电子化配电网缺乏建设效益评价，不能合理布局规划电力电子化配电网的建设的技术问题。
实施例三：
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括处理器以及存储器；
存储器，用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
处理器，用于根据程序代码中的指令执行上述的配电网建设效益评价方法。
需要说明的是，该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种配电网建设效益评价方法，应用于电力电子化配电网上，其特征在于，包括以下步骤：
建立评价指标体系，确定评价指标的指标值，所述评价指标体系包括配电网的一级指标、二级指标和三级指标；
确定评价指标数据，根据AHP对所述二级指标中各个所述三级指标的指标值处理，得到各个所述二级指标的评价指标权重和评价指标值；
确定指标综合评价值，根据各个所述二级指标的评价指标权重和评价指标值加权计算得到所述一级指标的指标综合评价值；
对各配电网的所述指标综合评价值按大小进行排序，得到各个配电网建设效益的优先级别。
2.根据权利要求1所述的配电网建设效益评价方法，其特征在于，所述二级指标包括配电网的安全性建设指标、可靠性建设指标、可持续性建设指标和高效性建设指标；
所述三级指标包括配电网的网络自愈能力指标、网络重构能力指标、可调度资源占比指标、可调度资源裕度指标、储能系统裕度指标、可控负荷裕度指标、可再生能源综合渗透率指标、配电系统综合能源利用率指标、配电系统单位发电排污量指标、线路负载率不均衡度指标、变压器负载率不均衡度指标、平均线损率指标、平均供电半径指标、地下管网复杂度指标、架空线路建设经济性指标以及基于期望系统的平均停电频率差指标、平均停电时间差指标、平均供电可靠率差指标、综合电压合格率差指标和平均电压暂降频率差指标；
其中，所述安全性建设指标包含有所述三级指标中的络自愈能力指标、网络重构能力指标、可调度资源占比指标、可调度资源裕度指标、储能系统裕度指标和可控负荷裕度指标；
所述可靠性建设指标包含有所述三级指标中的基于期望系统的平均停电频率差指标、平均停电时间差指标、平均供电可靠率差指标、综合电压合格率差指标和平均电压暂降频率差指标；
所述可持续性建设指标包含有所述三级指标中的可再生能源综合渗透率指标、配电系统综合能源利用率指标和配电系统单位发电排污量指标；
所述高效性建设指标包含有所述三级指标中的线路负载率不均衡度指标、变压器负载率不均衡度指标、平均线损率指标、平均供电半径指标、地下管网复杂度指标和架空线路建设经济性指标。
3.根据权利要求2所述的配电网建设效益评价方法，其特征在于，该电网建设效益评价方法还包括评价指标计算公式分别计算所述三级指标中各个评价指标，得到各个评价指标的指标值。
4.根据权利要求1所述的配电网建设效益评价方法，其特征在于，确定评价指标数据的步骤包括：
对所述三级指标中的指标值标准化；
对所述二级指标中的每个建设指标分别计算对应建设指标中的所有所述三级指标的权重；
根据所述三级指标的权重计算，得到所述二级指标中各个建设指标的所述评价指标权重和所述评价指标值。
5.根据权利要求2所述的配电网建设效益评价方法，其特征在于，计算配电网中所述一级指标的指标综合评价值之前，还包括：
采用标度法对所述二级指标中的各个建设指标划分重要程度，根据各个建设指标的重要程度建立判断矩阵；
对所述二级指标中各个建设指标的评价指标权重进行归一化处理，得到新的所述二级指标中各个建设指标的评价指标权重。
6.根据权利要求5所述的配电网建设效益评价方法，其特征在于，归一化处理的计算公式为：
式中，
为所述二级指标中第c个建设指标归一化后的评价指标权重，vc为所述二级指标中第c个建设指标归一化前的评价指标权重，l为所述二级指标中建设指标的数量。
7.根据权利要求5所述的配电网建设效益评价方法，其特征在于，计算指标综合评价值的加权公式为：
式中，Yi为第i个配电网中所述一级指标的指标综合评价值，
为所述二级指标中第c个建设指标归一化后的评价指标权重，l为所述二级指标中建设指标的数量，vic为第i个配电网中所述二级指标中第c个的评价指标值。
8.根据权利要求1所述的配电网建设效益评价方法，其特征在于，还包括配电网的指标综合评价值数值越大，得到对应的配电网建设效益的优先级别越高。
9.一种配电网建设效益评价系统，应用于电力电子化配电网上，其特征在于，包括建立评价体系单元、确定评价指标数据单元、确定指标综合评价值单元和级别单元；
所述建立评价体系单元，用于建立评价指标体系，确定评价指标的指标值，所述评价指标体系包括配电网的一级指标、二级指标和三级指标；
所述确定评价指标数据单元，用于根据AHP对所述二级指标中各个所述三级指标的指标值处理，得到各个所述二级指标的评价指标权重和评价指标值；
所述确定指标综合评价值单元，用于根据各个所述二级指标的评价指标权重和评价指标值加权计算得到所述一级指标的指标综合评价值；
所述级别单元，用于对各配电网的所述指标综合评价值按大小进行排序，得到各个配电网建设效益的优先级别。
10.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；
所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-8任意一项所述的配电网建设效益评价方法。
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| CN116756893B (zh) * | 2023-06-16 | 2024-01-05 | 深圳讯道实业股份有限公司 | 应用于工矿控制系统的输配电电缆布设及控制方法 |
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