CN112966959B - 一种考虑负荷释放的配电网网架结构综合评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种考虑负荷释放的配电网网架结构综合评价方法，包括以下步骤：收集规划区域负荷饱和年限、逐年负荷信息、规划网架信息、基本可靠性信息等；计算得到逐年网架结构评价指标；计算评价指标权重和发展年份权重；计算配电网网架结构综合评分，通过对逐年负荷信息的采集，可以在对配电网网架机构进行评分的过程考虑到逐年负荷的影响，从而可以有效地评估配电网网架结构与地区负荷发展的适配性，指导配电网规划建设，提升配电网网架规划的经济效益。

Description

一种考虑负荷释放的配电网网架结构综合评价方法

技术领域

本发明涉及配电网架构评价技术领域，特别涉及一种考虑负荷释放的配电网网架结构综合评价方法。

背景技术

目前，电网公司投入了大量的人力与资金进行配电网网架规划建设，以达到安全、可靠、绿色、高效的配电网建设目标，然而现有的配电网网架规划评价，往往以目标网架的各项运行指标进行评价，忽略了负荷释放过程，评价准确性不足，容易造成投资浪费或网架与负荷发展不匹配，因此研究配电网网架结构与负荷发展的适应性，考虑负荷释放过程，制定有针对性的网架结构评估方法，是当前配电网规划领域研宄的重点问题。

发明内容

鉴以此，本发明提出一种考虑负荷释放的配电网网架结构综合评价方法，针对负荷释放过程对配电网网架结构进行评价，可以有效评估经济性，提升配电网规划的经济效益。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种考虑负荷释放的配电网网架结构综合评价方法，包括以下步骤：

步骤S1、收集基本可靠性信息、规划网架信息、逐年负荷信息以及负荷饱和年限q；

步骤S2、根据规划网架信息、逐年负荷信息以及负荷饱和年限获得逐年网架结构评价指标，所述评价指标包括逐年负载率η_y、逐年运行有功功率η_ly、逐年运行供电可考虑ASAI_y以及饱和年单位负荷网架投资成本IN；

步骤S3、根据评价指标获取评价指标权重，同时计算得到发展年份权重；

步骤S4、根据评价指标权重以及发展年份权重计算得到配电网网架结构综合评分。

优选的，所述步骤S1中的规划网架信息包括：

配电网网架结构电气连接图、配电网网架中各线路的单线图、10kV配电线路单位长度线路投资I、电价P_r、10kV线路临界可转供负载率η；所述单线图含10kV配电线路长度L、10kV配电线路单位长度电阻r、节点位置、节点间线路长度L_ij、分段开关数量n_u、节点数量n、额定传输容量S；

所述负荷饱和年限q为在不增加配电变压器的前提下，10kV线路从投运到负荷增长趋于平缓的年限；

所述逐年负荷信息包括：

单线图中各个配电变压器第y年的历史年最大负荷数据P_xy、10kV配电线路逐年故障率α_y、逐年故障修复时间h_1y以及逐年故障定位时间h_2y，其中x＝1,2...,n；i＝1,2...,n；j＝1,2...,n；y＝1,2...,q。

优选的，所述逐年负载率η_y的表达式为：

优选的，所述逐年运行有功功率η_ly的表达式为：

其中a为最大负荷利用小时数；E为节点x正向潮流方向的所有节点集合，定义潮流方向从10kV配电线路首端流向10kV配电线路末端为正；表示第y年由节点i流向节点j电流大小的平方，其表达式为：/>其中V为参考电压。

优选的，所述逐年运行供电可靠率ASAI_y的表达式为：

其中，z为停电可转供10kV线路分段数量，A_y为逐年可转供系数，若η>η_y则可转供，设置第y年的可转供系数A_y＝1；否则A_y＝0。

优选的，所述饱和年单位负荷网架投资成本IN的表达式为：

优选的，所述步骤S3的具体步骤为：

步骤S31、采用专家评分法获取评价指标的主观权重m_i(A)，i＝1,2...,n；A为步骤S2中的评价指标；

步骤S32、根据主观权重获取单位焦元Pignistic概率函数向量，并构建权重分配求解模型；

步骤S33、根据权重分配求解模型获取评价指标权重以及发展年份权重。

优选的，所述步骤S32中的Pignistic概率函数向量单位焦元Pignistic概率函数向量W_i＝[B_etpmi(ω₁),...,B_etpmi(ω_k)]，其中Θ为识别框架，2^Θ为Θ的幂集；m为Θ的信度分布函数；A为Θ的一个子集；|A|为A的势；B_etpm为m的Pignistic函数；

权重分配求解模型为：

其中，D为目标函数，W′为W_i的加权平均值；b_i为W_i内元素对应的权重值。

优选的，所述步骤S33中的评价指标权重表达式为：

所述发展年份权重的表达式为：

优选的，所述步骤S4的具体步骤为：

步骤S41、根据预设的指标评分表获取各项评价指标的逐年得分SC_Ay，其中A＝1,2...,4；y＝1,2...,q；

步骤S42、根据评价指标权重、发展年份权重以及逐年得分计算获得配电网网架结构综合评分SC，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种考虑负荷释放的配电网网架结构综合评价方法，在对配电网网架结构进行评价时，除了考虑网架的基本信息以及各项运行指标之外，还考虑了负荷释放过程，通过对逐年负荷信息进行采集后，获取相应的评价指标，并根据评价指标获取权重信息，从而可以针对包含逐年负荷信息的权重进行计算得到配电网网架机构的综合评分，以此获得的评分较全面的考虑的配电网网架的运行状态，可以为配电网网架结构的重新规划提供最经济性的方案，提升规划的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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优选实施例，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他的附图。

图1为本发明的一种考虑负荷释放的配电网网架结构综合评价方法的流程图。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供一具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1，本发明提供的一种考虑负荷释放的配电网网架结构综合评价方法，包括以下步骤：

步骤S1、收集基本可靠性信息、规划网架信息、逐年负荷信息以及负荷饱和年限q；

所述步骤S1中的规划网架信息包括：

配电网网架结构电气连接图、配电网网架中各线路的单线图、10kV配电线路单位长度线路投资I、电价P_r、10kV线路临界可转供负载率η；所述单线图含10kV配电线路长度L、10kV配电线路单位长度电阻r、节点位置、节点间线路长度L_ij、分段开关数量n_u、节点数量n、额定传输容量S；

所述负荷饱和年限q为在不增加配电变压器的前提下，10kV线路从投运到负荷增长趋于平缓的年限；

所述逐年负荷信息包括：

单线图中各个配电变压器第y年的历史年最大负荷数据P_xy、10kV配电线路逐年故障率α_y、逐年故障修复时间h_1y以及逐年故障定位时间h_2y，其中x＝1,2...,n；i＝1,2...,n；j＝1,2...,n；y＝1,2...,q；本发明设置网架结构为“2-1”结构的10kV线路临界可转供负载率为50％，网架结构为“3-1”结构的10kV线路临界可转供负载率为66.7％。

对于步骤S1而言，其收集的信息主要包括三部分，第一部分为基本信息，网架地理位置、运行总年限、投入使用时间等等，第二部分为网架本身的规划信息，传统的配电网网架结构评价方法基本都是以第二部分信息作为参考数据的，而本申请不仅考虑了第二部分的信息，在此基础上，还考虑了逐年负荷信息，从而可以解决配电网网架评估准确性不足的问题，可以考虑规划区域负荷释放特点，实现配电网网架综合评价，提高配电网规划的经济效益以及对负荷发展的适应性。

步骤S2、根据规划网架信息、逐年负荷信息以及负荷饱和年限获得逐年网架结构评价指标，所述评价指标包括逐年负载率η_y、逐年运行有功功率η_ly、逐年运行供电可考虑ASAI_y以及饱和年单位负荷网架投资成本IN；

所述逐年负载率η_y的表达式为：

所述逐年运行有功功率η_ly的表达式为：

其中a为最大负荷利用小时数，取2500小时；E为节点x正向潮流方向的所有节点集合，定义潮流方向从10kV配电线路首端流向10kV配电线路末端为正；表示第y年由节点i流向节点j电流大小的平方，其表达式为：/>其中V为参考电压，取10.5kV。

所述逐年运行供电可靠率ASAI_y的表达式为：

其中，z为停电可转供10kV线路分段数量，A_y为逐年可转供系数，若η>η_y则可转供，设置第y年的可转供系数A_y＝1；否则A_y＝0。

所述饱和年单位负荷网架投资成本IN的表达式为：

步骤S2中选取的四个评价指标包括了逐年负荷过程中的多个方向，通过对四个评价指标进行计算以及获取后，可以用于指标权重的获取。

步骤S3、根据评价指标获取评价指标权重，同时计算得到发展年份权重；

步骤S31、咨询n为专家对步骤2中的四个评价指标进行权重的评价，并采用层次分析法计算n位专家的主观权重m_i(A)，i＝1,2...,n；A为步骤S2中的评价指标；

步骤S32、根据主观权重获取单位焦元Pignistic概率函数向量，并构建权重分配求解模型；

优选的，所述步骤S32中的Pignistic概率函数向量单位焦元Pignistic概率函数向量W_i＝[B_etpmi(ω₁),...,B_etpmi(ω_k)]，其中Θ为识别框架，2^Θ为Θ的幂集；m为Θ的信度分布函数；A为Θ的一个子集；|A|为A的势；B_etpm为m的Pignistic函数；

权重分配求解模型为：

其中，D为目标函数，W′为W_i的加权平均值；b_i为W_i内元素对应的权重值。

步骤S33、根据权重分配求解模型获取评价指标权重以及发展年份权重。

评价指标权重表达式为：

发展年份权重的表达式为：

步骤S4、根据评价指标权重以及发展年份权重计算得到配电网网架结构综合评分。

优选的，所述步骤S4的具体步骤为：

步骤S41、根据预设的指标评分表获取各项评价指标的逐年得分SC_Ay，其中A＝1,2...,4；y＝1,2...,q；

步骤S42、根据评价指标权重、发展年份权重以及逐年得分计算获得配电网网架结构综合评分SC，

通过对逐年负荷过程的信息进行采集，并形成相应的评价指标，然后对评价指标进行权重评价，获取对应的评价指标权重以及发展年份权重，最后可以计算得到配电网网架结构的综合评分，以此来作为配电网网架机构规划的基础，从而可以提升配电网网架结构规划的经济效益。

以下通过一个实施例来论述本发明的有效性：

首先定义指标评分表，如表1所述：

表1指标评分表

然后进行步骤S1中的信息采集，规划网架信息如表2所示：

表2规划网架信息表

q	8年	I	70万元/km
				S	10565kW	Pr	0.6元
η	50％	r	0.132Ω/km

选取负荷饱和年限q为8年，逐年负荷信息如表3所示：

表3逐年负荷信息表

获得上述表2、表3的数据后，通过步骤S2中的四项指标的表达式进行计算，可以得到评价指标在不同年份内的数值，如表4所示：

表4不同年份的评价指标值

取5位专家的主观权重，并根据步骤S3的权重分配模型得到评价指标权重和发展年份权重分别如表5、表6所示。

表5评价指标权重

T(A)	评价指标	权重
			1	逐年负载率	0.103
2	逐年运行有功损耗率	0.191
			3	逐年运行供电可靠性	0.314
4	饱和年单位负荷网架投资成本	0.392

表6发展年份权重

最终根据配电网网架结构综合评分的表达式可以计算得到SC＝82.43，根据获得的评分可以用于指导配电网网架结构的规划，提升规划的经济效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种考虑负荷释放的配电网网架结构综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、收集基本可靠性信息、规划网架信息、逐年负荷信息以及负荷饱和年限q；

步骤S2、根据规划网架信息、逐年负荷信息以及负荷饱和年限获得逐年网架结构评价指标，所述评价指标包括逐年负载率η_y、逐年运行有功功率η_ly、逐年运行供电可靠率ASAI_y以及饱和年单位负荷网架投资成本IN；

步骤S3、根据评价指标获取评价指标权重，同时计算得到发展年份权重；

步骤S4、根据评价指标权重以及发展年份权重计算得到配电网网架结构综合评分；

所述步骤S1中的规划网架信息包括：

配电网网架结构电气连接图、配电网网架中各线路的单线图、10kV配电线路单位长度线路投资I、电价P_r、10kV线路临界可转供负载率η；所述单线图含10kV配电线路长度L、10kV配电线路单位长度电阻r、节点位置、节点间线路长度L_ij、分段开关数量n_u、节点数量n、额定传输容量S；

所述负荷饱和年限q为在不增加配电变压器的前提下，10kV线路从投运到负荷增长趋于平缓的年限；

所述逐年负荷信息包括：

单线图中各个配电变压器第y年的历史年最大负荷数据P_xy、10kV配电线路逐年故障率α_y、逐年故障修复时间h_1y以及逐年故障定位时间h_2y，其中x＝1，2...，n；i＝1，2...，n；j＝1，2...，n；y＝1，2...，q；

所述逐年负载率η_y的表达式为：

所述逐年运行有功功率η_ly的表达式为：

其中a为最大负荷利用小时数；E为节点x正向潮流方向的所有节点集合，定义潮流方向从10kV配电线路首端流向10kV配电线路末端为正；表示第y年由节点i流向节点j电流大小的平方，其表达式为：/>其中V为参考电压；

所述逐年运行供电可靠率ASAI_y的表达式为：

其中，z为停电可转供10kV线路分段数量，A_y为逐年可转供系数，若η＞η_y则可转供，设置第y年的可转供系数A_y＝1；否则A_y＝0；

所述饱和年单位负荷网架投资成本IN的表达式为：

所述步骤S3的具体步骤为：

步骤S31、采用专家评分法获取评价指标的主观权重m_i(A)，i＝1，2...，n；A为步骤S2中的评价指标；

步骤S32、根据主观权重获取单位焦元Pignistic概率函数向量，并构建权重分配求解模型；

步骤S33、根据权重分配求解模型获取评价指标权重以及发展年份权重；

所述步骤S32中的Pignistic概率函数向量单位焦元Pignistic概率函数向量W_i＝[B_etpmi(ω₁),...,B_etpmi(ω_k)]，其中Θ为识别框架，2^Θ为Θ的幂集；m为Θ的信度分布函数；A为Θ的一个子集；|A|为A的势；B_etpm为m的Pignistic函数；

权重分配求解模型为：

其中，D为目标函数，W′为W_i的加权平均值；b_i为W_i内元素对应的权重值；

所述步骤S33中的评价指标权重表达式为：

所述发展年份权重的表达式为：

2.根据权利要求1所述的一种考虑负荷释放的配电网网架结构综合评价方法，其特征在于，所述步骤S4的具体步骤为：

步骤S41、根据预设的指标评分表获取各项评价指标的逐年得分SC_Ay，其中A＝1，2...，4；y＝1，2...，q；

步骤S42、根据评价指标权重、发展年份权重以及逐年得分计算获得配电网网架结构综合评分SC，