CN113592236A - 一种弹性配电网指标体系的评价方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种弹性配电网指标体系的评价方法及系统。其中,该方法包括:构建弹性配电网指标体系,弹性配电网指标包括两个并行设置的一级指标、每一个一级指标下设置的若干个二级指标以及每一个二级指标下设置的若干个三级指标;根据预先采集的弹性配电网参数,计算三级指标参数值;根据所述三级指标参数值,确定各级指标的指标权重;根据所述指标权重,计算各指标评分,根据所述指标评分,对区域配电网应对极端扰动事件时恢复供电能力进行评价。
Description
技术领域
本申请涉及电力系统技术领域,特别是涉及一种弹性配电网指标体系的评价方法及系统。
背景技术
日益频发的各种自然灾害和人为袭击正威胁着系统的安全可靠运行,恢复力已经成为电力系统发展的必然要求。恢复力是电力系统应对各种灾害和破坏的能力,即系统在遭受各种冲击事件时,在事前可以预防,事中能及时抵御,事后能够迅速恢复。具有恢复力的电网被称为弹性电网,其面对极端事件时,能够预测、抵御、适应、响应极端事件,并从极端事件中快速恢复,能够有效地减少系统的失负荷。传统的配电网的能量是单向流动的,从供电侧流向用电侧。而针对极端事件具有恢复力的弹性配电网中存在多种分布式能源及重构开关,这有利于在系统遭受极端事件影响时改变能量流向或者形成孤岛,以达到为用户供电的目的。
近年来,开展弹性电网的相关研究,通过提升极端事件下系统的快速恢复能力以有效应对极端事件已经成为全球共识,美国、欧盟及日本等国家及地区,先后提出构建弹性电网作为应对电力安全威胁的主要措施。研究和实践表明,智能电网的快速发展,使电力系统具有更高的灵活性、安全性、更高的电能质量、自愈能力,尤其是分布式电源、微网、主动配电网等技术赋予了配电网更多灵活有效的故障应对策略,使得电力系统恢复力的主动提升成为可能。因此,开展电力系统的恢复力研究也是智能电网发展的必然趋势,配电网层面的恢复力提升成为建设弹性电网的关键。
发明内容
本公开的实施例提供了一种弹性配电网指标体系的评价方法及系统,以至少解决现有技术中存在的如何开展电力系统的恢复力,如何提升配电网层面的恢复力的关键的技术问题。
根据本公开实施例的一个方面,提供了一种弹性配电网指标体系的评价方法,包括:构建弹性配电网指标体系,弹性配电网指标包括两个并行设置的一级指标、每一个一级指标下设置的若干个二级指标以及每一个二级指标下设置的若干个三级指标;根据预先采集的弹性配电网参数,计算三级指标参数值;根据所述三级指标参数值,确定各级指标的指标权重;根据所述指标权重,计算各指标评分,根据所述指标评分,对区域配电网应对极端扰动事件时恢复供电能力进行评价。
根据本公开实施例的另一方面,还提供了一种弹性配电网指标体系的评价系统,包括:构建弹性指标模块,用于构建弹性配电网指标体系,弹性配电网指标包括两个并行设置的一级指标、每一个一级指标下设置的若干个二级指标以及每一个二级指标下设置的若干个三级指标;计算三级指标参数值模块,用于根据预先采集的弹性配电网参数,计算三级指标参数值;确定指标权重模块,用于根据所述三级指标参数值,确定各级指标的指标权重;评价供电能力模块,用于根据所述指标权重,计算各指标评分,根据所述指标评分,对区域配电网应对极端扰动事件时恢复供电能力进行评价。
在本发明中,构建弹性配电网指标体系,包括一级指标、二级指标和三级指标。一级指标包括灾前预警与防御指标(即系统小概率-高损失灾害事件的抵御与适应能力)和灾后供电恢复指标(即减轻灾害事件引起的连锁故障反应并缩短电力系统恢复的时间)。根据概率-损失的关系将恢复力指标分层细化,考虑静态与动态的指标,从负荷、网架、设备、弹性资源以及应急管理等不同侧面,全面描述配电网在整个极端事件过程中的恢复力水平。在构建的指标体系基础上,提出改进的层次分析法对指标权重进行设定,降低了人为主观性,使所得权重更科学。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解,构成本申请的一部分,本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开,并不构成对本公开的不当限定。在附图中:
图1是根据本公开实施例所述的一种弹性配电网指标体系的评价方法的流程示意图;
图2是根据本公开实施例所述的构建的弹性配电网评价指标体系的示意图;
图3是根据本公开实施例所述的种弹性配电网指标体系的评价系统的示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式,然而,本发明可以用许多不同的形式来实施,并且不局限于此处描述的实施例,提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明,并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中,相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明,此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外,可以理解的是,以通常使用的词典限定的术语,应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义,而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
根据本实施例的第一个方面,提供了一种弹性配电网指标体系的评价方法100。参考图1所示,该方法100包括:
S102:构建弹性配电网指标体系,弹性配电网指标包括两个并行设置的一级指标、每一个一级指标下设置的若干个二级指标以及每一个二级指标下设置的若干个三级指标;
S104:根据预先采集的弹性配电网参数,计算三级指标参数值;
S106:根据所述三级指标参数值,确定各级指标的指标权重;
S108:根据所述指标权重,计算各指标评分,根据所述指标评分,对区域配电网应对极端扰动事件时恢复供电能力进行评价。
具体地,对本实施例做进一步的说明。
步骤一:本实施例构建包括灾前预防预警和灾后供电恢复的弹性配电网评价指标体系,评价指标体系如图2所示。灾前预防预警指标(即系统小概率-高损失灾害事件的抵御与适应能力)包括:电源供电能力、系统运行能力、线路运行能力和配电运行能力。
其中,电源供电能力包括:变电站综合负载率(subLR)、电压无功综合自动调节装置比例(VQCRario)和静态无功补偿装置比例(SVCRatio)可分别由式(1)-(3)计算:
subLR=MaxLR*0.5+AvgLR*0.5 (1)
VQCRatio=sumVQCSub/sumSub (2)
SVCRatio=sumSVCSub/sumSub (3)
式中:subLR为变电站综合负载率,MaxLR为变电站年最大负载率,AvgLR为变电站年平均负载率,其中MaxLR=MaxLoad/sumXFMR,MaxLoad为变电站年最大负荷,sumXFMR为主变总容量,AvgLR=sumLoadYear/sumXFMR/8760,sumLoadYear为变电站年供电量;sumVQCSub为安装VQC变电站个数,sumSub为变电站总数,sumSVCSub为安装SVC变电站个数。
系统运行能力包括:重要设备完好率(eqRate)和分布式电源比例(dgRate)可分别由式(4)、(5)计算:
eqRate=sumNormal/sumEQ (4)
dgRate=dgCap/netCap (5)
式中:sumNormal为符合正常运行状态设备数量,sumEQ为设备总数量;dgCap为地区建设的总发电装机容量,netCap为电网发电装机总容量。
线路运行能力包括:线路重载比例(HLfdRatio)、线路故障比例(fdfaultRatio)、线路跳闸比例(fdTrip)和线路绝绝缘化率(fdIns),可分别由式(6)-(9)计算:
HLfdRatio=HLline/sumfd (6)
fdfaultRatio=fdfault/sumLen (7)
fdTrip=fdFault/sumFd (8)
fdIns=insSumLen/fdSumLen (9)
式中,HLfd为最大负载率达到70%以上且持续1小时以上线路总条数,sumfd为评价区域线路总条数;fdfault为线路年故障次数,故障统计不含重合成功和配电自动化自愈成功的情况,sumLen为线路总长度;fdFault为馈线故障跳闸次数,馈线故障跳闸次数包括重合成功和重合不成功次数,sumFd为馈线总条数;insSumLen为绝缘线路长度,包括电缆和绝缘线,fdSumLen为线路总长度。
配电运行能力包括:三相不平衡配变比例(nonEqu3phRatio)、供电半径达标率(normRadiusRate)、节能型配变比例(enerXFMRRatio)和重载配变比例(hlXFMRRatio),可分别由式(10)-(13)计算:
nonEqu3phRatio=sumnonEqu3ph/sumXFMR (10)
normRadiusRate=normRadiusfd/sumfd (11)
enerXFMRRatio=enerXFMRsum/XFMRsum (12)
hlXFMRRatio=hlXFMR/XFMRsum (13)
式中,sumnonEqu3ph为存在三相不平衡的配变数量,sumXFMR为配变总数量;normRadiusfd为供电半径合格的线路条数;enerXFMRsum为节能型配变台数,XFMRsum为配变总台数,其中节能型配变是指型号序列S13及以上的普通油浸式、干式配电变压器和非晶合金配电变压器;hlXFMR为重载配变台数,配变重载是指年最大负载率达到80%以上且持续2小时以上。
灾后供电恢复指标(即减轻灾害事件引起的连锁故障反应并缩短电力系统恢复的时间)包括:网络恢复能力和用户恢复能力。其中,网络恢复能力包括:网架标准接线率(NorNetRate)、线路自动化覆盖率(DASRate)、线路联络率(UnionRate)、线路自愈率(selHRate),线路N-1通过率(nm1Rate)和线路不停电作业率(nonOutageOperRate),可分别由式(14)-(19)计算
NorNetRate=NorRate/sumfd (14)
DASRate=DAS/simfd (15)
UnionRate=Union/sumfd (16)
selHRate=selH/sumfd (17)
nm1Rate=nm1/sumfd (18)
nonOutageOperRate=nonOutageOper/sumfd (19)
其中,采用标准接线的馈线是指10kV典型接线方式,架空网为三分段、三联络或三分段、单联络,电缆网为单环网或双环网。式中,DAS为已完成自动化改造的线路条数,架空线路完成自动化改造是指故障指示器、三遥开关、小电流放大装置等装置按照有效覆盖要求全部安装完成;电缆线路完成自动化改造是指故障指示器、DTU等装置按照有效覆盖要求全部安完成;Union为联络合理的线路条数,线路联络合理是指10kV典型接线的联络方式,架空网为三联络或单联络,电缆网为单环网或双环网(单联络),且相互联络的线路分别为不同的变电站出线。其中线路联络必须为有效联络,无效联络包括1)线路首端的联络、2)分支线的联络、3)同杆架设双回架空线路的联络和4)无法实现负荷全转的联络。
selH为满足自愈的线路条数,线路自愈是指线路在无需或仅需少量认为干预的情况下,利用配电自动化对线路运行状态进行连续评估,并采取预防性控制手段及时发现、快速诊断、调整或消除故障隐患,在发生故障时快速隔离、自我恢复而不影响正常供电或将影响降至最小。
nm1为满足N-1的线路条数,线路N-1是指电网中一条线路失去变电站电源后,其负荷可以全部转移至联络线路。
nonOutageOper为实现不停电作业线路条数。
用户恢复供电能力包括:重要用户自备电源比例(emergencyRate)和多电源自动投切用户比例(selfSwitchRate),可分别通过式(20)和式(21)计算:
emergencyRate=emergency/sumConsumer (20)
selfSwitchRate=selfSwitch/sumConsumer (21)
式中,emergency为具有DG、储能或其它形式自备电源用户数,sumConsumer为电力用户总数;selfSwitch为多电源自动投切用户数。
步骤二:提出综合层次分析法和熵权法的综合评价方法,对图1中各评价指标权重进行设定;其中,层次分析法(AHP)具体包括:针对评价目标建立清晰的系统的递进层级结构,构成两两个比较判断矩阵,令属于同一父级下的n个同层指标进行两两比较,第i个指标与第j个指标比较的结果记为aij,与自身的比较结果记为aii(aii=1),形成n×n阶的判断矩阵,通过判断矩阵确定各指标间的相对标度。计算单一准则下元素的相对权重,检验矩阵一致性,通过层次单排排序及一致性检验形成最终决策;
随机一致性指标(CR)的计算方法如下:1)计算判断矩阵的最大特征根λmax;2)按照下式计算一致性指标CI:
3)根据判断矩阵阶数n(n≤9),从表1中查找对应的平均随机一致性指标RI,求取随机一致性指标CR如式(23)所示。
表1平均随机一致性指标
n | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
RI | 0 | 0 | 0.58 | 0.9 | 1.12 | 1.24 | 0.132 | 1.41 | 1.45 |
当CR小于0.1时,判断矩阵则满足一致性要求。1阶和2阶判断矩阵的RI值为零,自动满足一致性,无需计算。
熵权法则根据各评价指标的差异程度,充分利用包含已知信息的熵的思想,得到各指标的熵权,最终得到相应指标的权重。设由m个评价方案n项指标构成的评价矩阵为X=(Xij)m×n,i=1,2,3…,m;j=1,2,3…,n,指标标准化方法如下:
综合指标权重向量为ω为:
ω=α×ω′j+(1-α)×ω″j 0≤α≤1 (26)
式中,ω’为层次分析法权重,ω”为熵权法权重。综合权重随α改变而改变,但α=1和α=0时,分别对应层次分析法和熵权法。由于层次分析法和熵权法得到的各个指标的权值不同,但重要性一致的,所以在计算时,令α=0.5。
选取某供电区域进行弹性配电网指标评估。供电区域供电可靠率为99.997%,综合电压合格率为99.99%。其电网结构:1)110kV电网结构。共有110kV变电站2座,分别由2座220kV变电站作为电源供电;2)10kV电网结构。双环网接线:由2座高压变电站不同主变的110kV侧分别馈出2回10kV电缆线路,由多个环网单元组成。其配电自动化配置:1)故障处理方式。采用集中式故障处理方式,配电自动化终端采用“三遥”终端;2)通信方式。以光纤通信方式为主,载波、无线为辅。配电主站与通信汇集型子站的配电骨干层通信,采用具备有迂回能力和较高生存性的光纤传输网;其转供能力:每座110kV变电站10kV出线全部形成站间联络,负荷转移能力为100%。
根据上述面对极端扰动事件的城市弹性配电网评估指标体系各指标的权重计算方法,计算出各指标的权重,具体结果见表2。
表2某区城市弹性配电网评估指标计算结果
步骤三:根据各指标权重,利用各指标的评分标准计算各指标评分,加权求和各指标权重和评分,最终得出某区配电网应对极端扰动事件时恢复供电能力评分达到99.999,这主要是由于某区配电网网架结构较为坚强,配电网设备较为先进,电源接入和用户接入较为科学合理,由此实现对区域配电网应对极端扰动事件时恢复供电能力的评价。具体评分结果如表3。
表3区域弹性配电网整体得分
项目 | 得分 |
灾前预警与预防 | 99.9923 |
灾后供电恢复 | 99.9991 |
从而,构建弹性配电网指标体系,包括一级指标、二级指标和三级指标各级指标。全面描述配电网在整个极端事件过程中的恢复力水平。在构建的指标体系基础上,对指标权重进行设定,降低了人为主观性,使所得权重更科学。
可选地,所述一级指标包括灾前预警与防御指标和灾后供电恢复指标;所述灾前预警与防御指标下并行设置有电源供电能力指标、系统运行能力指标、线路运行能力指标以及配变运行能力指标;所述灾后供电恢复指标下并行设置有网络恢复能力指标以及用户恢复能力指标。
可选地,根据预先采集的弹性配电网参数,计算所述电源供电能力指标下并行设置的三级指标参数值:所述电源供电能力指标下并行设置有变电站综合负载率指标、电压无功综合自动调节装置比例指标、静态无功补偿装置比例指标;所述变电站综合负载率指标的计算方法如下:
subLR=MaxLR*0.5+AvgLR*0.5 (1)
其中,subLR为变电站综合负载率,MaxLR为变电站年最大负载率,AvgLR为变电站年平均负载率,其中MaxLR=MaxLoad/sumXFMR,MaxLoad为变电站年最大负荷,sumXFMR为主变总容量,AvgLR=sumLoadYear/sumXFMR/8760,sumLoadYear为变电站年供电量;
所述电压无功综合自动调节装置比例指标的计算方法如下:
VQCRatio=sumVQCSub/sumSub (2)
其中,VQCRario为电压无功综合自动调节装置比例sumVQCSub为安装VQC变电站个数,sumSub为变电站总数;
所述静态无功补偿装置比例指标的计算方法如下:
SVCRatio=sumSVCSub/sumSub (3)
其中,sumSVCSub为安装SVC变电站个数。
可选地,根据预先采集的弹性配电网参数,计算所述系统运行能力指标下并行设置的三级指标参数值:所述系统运行能力指标下并行设置有重要设备完好率指标以及分布式电源比例指标;所述重要设备完好率指标的计算方法如下:
eqRate=sumNormal/sumEQ (4)
其中,eqRate为重要设备完好率指标,sumNormal为符合正常运行状态设备数量,sumEQ为设备总数量;
dgRate=dgCap/netCap (5)
其中,dgRate为分布式电源比例指标,dgCap为地区建设的总发电装机容量,netCap为电网发电装机总容量。
可选地,根据预先采集的弹性配电网参数,计算所述线路运行能力指标下并行设置的三级指标参数值:所述线路运行能力指标下并行设置有线路重载比例指标、线路故障比例指标、线路跳闸比例指标以及线路绝绝缘化率指标;所述线路重载比例指标的计算方法如下:
HLfdRatio=HLline/sumfd (6)
其中,HLfdRatio为所述线路重载比例指标,HLline为最大负载率达到70%以上且持续1小时以上线路总条数,sumfd为评价区域线路总条数;
所述线路故障比例指标的计算方法如下:
fdfaultRatio=fdfault/sumLen (7)
其中,fdfault为线路年故障次数,故障统计不含重合成功和配电自动化自愈成功的情况,sumLen为线路总长度;
所述线路跳闸比例指标的计算方法如下:
fdTrip=fdFault/sumFd (8)
其中,fdTrip为线路跳闸比例指标,fdFault为馈线故障跳闸次数,馈线故障跳闸次数包括重合成功和重合不成功次数,sumFd为馈线总条数;
所述线路绝绝缘化率指标的计算方法如下:
fdIns=insSumLen/fdSumLen (9)
其中,fdIns为线路绝绝缘化率,insSumLen为绝缘线路长度,包括电缆和绝缘线,fdSumLen为线路总长度。
可选地,根据预先采集的弹性配电网参数,计算所述配变运行能力指标下并行设置的三级指标参数值:所述配变运行能力指标下并行设置有三相不平衡配变比例指标、供电半径达标率指标、节能型配变比例指标以及重载配变比例指标;所述三相不平衡配变比例指标的计算方法如下:
nonEqu3phRatio=sumnonEqu3ph/sumXFMR (10)
其中,nonEqu3phRatio为三相不平衡配变比例,sumnonEqu3ph为存在三相不平衡的配变数量,sumXFMR为配变总数量;
所述供电半径达标率的计算方法如下:
normRadiusRate=normRadiusfd/sumfd (11)
其中,normRadiusRate为供电半径达标率,normRadiusfd为供电半径合格的线路条数,sumfd为评价区域线路总条数;
所述节能型配变比例的计算方法如下:
enerXFMRRatio=enerXFMRsum/XFMRsum (12)
其中,enerXFMRRatio为节能型配变比例,enerXFMRsum为节能型配变台数,XFMRsum为配变总台数,其中节能型配变是指型号序列S13及以上的普通油浸式、干式配电变压器和非晶合金配电变压器;
所述重载配变比例的计算方法如下:
hlXFMRRatio=hlXFMR/XFMRsum (13)
其中,hlXFMRRatio为重载配变比例,hlXFMR为重载配变台数,配变重载是指年最大负载率达到80%以上且持续2小时以上。
可选地,根据预先采集的弹性配电网参数,计算所述网络恢复能力指标下并行设置的三级指标参数值:所述网络恢复能力指标包括网架标准接线率指标、线路自动化覆盖率指标、线路联络率指标、线路自愈率指标,线路N-1通过率指标以及线路不停电作业率指标;所述网架标准接线率指标的计算方式如下:
NorNetRate=NorRate/sumfd (14)
其中,NorNetRate为网架标准接线率,NorRate为网架接线率,sumfd为评价区域线路总条数;
所述线路自动化覆盖率指标的计算方式如下:
DASRate=DAS/simfd (15)
其中,DASRate为线路自动化覆盖率,DAS为已完成自动化改造的线路条数;
所述线路联络率指标的计算方式如下:
UnionRate=Union/sumfd (16)
其中,UnionRate为线路联络率,Union为联络合理的线路条数,
所述线路自愈率指标的计算方式如下:
selHRate=selH/sumfd (17)
其中,selHRate为线路治愈率,selH为满足自愈的线路条数;
所述线路N-1通过率指标的计算方法如下:
nm1Rate=nm1/sumfd (18)
其中,nm1Rate为线路N-1通过率,nm1为满足N-1的线路条数,
所述线路不停电作业率指标的计算方法如下:
nonOutageOperRate=nonOutageOper/sumfd (19)
其中,nonOutageOper为实现不停电作业线路条数。
可选地,根据预先采集的弹性配电网参数,计算所述用户恢复能力指标下并行设置的三级指标参数值:所述用户恢复能力指标包括重要用户自备电源比例指标以及多电源自动投切用户比例指标;所述用户自备电源比例指标的计算方式如下:
emergencyRate=emergency/sumConsumer (20)
其中,emergencyRate为重要用户自备电源比例,emergency为具有DG、储能或其它形式自备电源用户数,sumConsumer为电力用户总数;
所述多电源自动投切用户比例指标
selfSwitchRate=selfSwitch/sumConsumer (21)
其中,selfSwitchRate为多电源自动投切用户比例,selfSwitch为多电源自动投切用户数。
可选地,根据所述三级指标参数值,确定各级指标的指标权重,包括:
针对评价目标建立清晰的系统的递进层级结构,构成两个比较判断矩阵;将属于同一父级下的n个同级别指标进行两两比较,第i个指标与第j个指标比较的结果记为aij,与自身的比较结果记为aii(aii=1),确定n×n阶的判断矩阵;通过判断矩阵确定各指标间的相对标度,计算单一准则下元素的相对权重,检验矩阵一致性,通过层次单排排序及一致性确定各级指标的指标权重。
从而,构建弹性配电网指标体系,包括一级指标、二级指标和三级指标。一级指标包括灾前预警与防御指标(即系统小概率-高损失灾害事件的抵御与适应能力)和灾后供电恢复指标(即减轻灾害事件引起的连锁故障反应并缩短电力系统恢复的时间)。根据概率-损失的关系将恢复力指标分层细化,考虑静态与动态的指标,从负荷、网架、设备、弹性资源以及应急管理等不同侧面,全面描述配电网在整个极端事件过程中的恢复力水平。在构建的指标体系基础上,提出改进的层次分析法对指标权重进行设定,降低了人为主观性,使所得权重更科学。
根据本实施例的另一个方面,还提供了一种弹性配电网指标体系的评价系统300。参考图3所示,该系统300包括:构建弹性指标模块310,用于构建弹性配电网指标体系,弹性配电网指标包括两个并行设置的一级指标、每一个一级指标下设置的若干个二级指标以及每一个二级指标下设置的若干个三级指标;计算三级指标参数值模块320,用于根据预先采集的弹性配电网参数,计算三级指标参数值确定指标权重模块330,用于根据所述三级指标参数值,确定各级指标的指标权重;评价供电能力模块340,用于根据所述指标权重,计算各指标评分,根据所述指标评分,对区域配电网应对极端扰动事件时恢复供电能力进行评价。
可选地,所述一级指标包括灾前预警与防御指标和灾后供电恢复指标;所述灾前预警与防御指标下并行设置有电源供电能力指标、系统运行能力指标、线路运行能力指标以及配变运行能力指标;所述灾后供电恢复指标下并行设置有网络恢复能力指标以及用户恢复能力指标。
可选地,计算三级指标参数值模块320,包括:所述电源供电能力指标下并行设置有变电站综合负载率指标、电压无功综合自动调节装置比例指标、静态无功补偿装置比例指标;所述变电站综合负载率指标的计算方法如下:
subLR=MaxLR*0.5+AvgLR*0.5 (1)
其中,subLR为变电站综合负载率,MaxLR为变电站年最大负载率,AvgLR为变电站年平均负载率,其中MaxLR=MaxLoad/sumXFMR,MaxLoad为变电站年最大负荷,sumXFMR为主变总容量,AvgLR=sumLoadYear/sumXFMR/8760,sumLoadYear为变电站年供电量;
所述电压无功综合自动调节装置比例指标的计算方法如下:
VQCRatio=sumVQCSub/sumSub (2)
其中,VQCRario为电压无功综合自动调节装置比例sumVQCSub为安装VQC变电站个数,sumSub为变电站总数;
所述静态无功补偿装置比例指标的计算方法如下:
SVCRatio=sumSVCSub/sumSub (3)
其中,sumSVCSub为安装SVC变电站个数。
可选地,计算三级指标参数值模块320,包括:所述系统运行能力指标下并行设置有重要设备完好率指标以及分布式电源比例指标;所述重要设备完好率指标的计算方法如下:
eqRate=sumNormal/sumEQ (4)
其中,eqRate为重要设备完好率指标,sumNormal为符合正常运行状态设备数量,sumEQ为设备总数量;
dgRate=dgCap/netCap (5)
其中,dgRate为分布式电源比例指标,dgCap为地区建设的总发电装机容量,netCap为电网发电装机总容量。
可选地,计算三级指标参数值模块320,包括::所述线路运行能力指标下并行设置有线路重载比例指标、线路故障比例指标、线路跳闸比例指标以及线路绝绝缘化率指标;所述线路重载比例指标的计算方法如下:
HLfdRatio=HLline/sumfd (6)
其中,HLfdRatio为所述线路重载比例指标,HLline为最大负载率达到70%以上且持续1小时以上线路总条数,sumfd为评价区域线路总条数;
所述线路故障比例指标的计算方法如下:
fdfaultRatio=fdfault/sumLen (7)
其中,fdfault为线路年故障次数,故障统计不含重合成功和配电自动化自愈成功的情况,sumLen为线路总长度;
所述线路跳闸比例指标的计算方法如下:
fdTrip=fdFault/sumFd (8)
其中,fdTrip为线路跳闸比例指标,fdFault为馈线故障跳闸次数,馈线故障跳闸次数包括重合成功和重合不成功次数,sumFd为馈线总条数;
所述线路绝绝缘化率指标的计算方法如下:
fdIns=insSumLen/fdSumLen (9)
其中,fdIns为线路绝绝缘化率,insSumLen为绝缘线路长度,包括电缆和绝缘线,fdSumLen为线路总长度。
可选地,计算三级指标参数值模块320,包括:所述配变运行能力指标下并行设置有三相不平衡配变比例指标、供电半径达标率指标、节能型配变比例指标以及重载配变比例指标;所述三相不平衡配变比例指标的计算方法如下:
nonEqu3phRatio=sumnonEqu3ph/sumXFMR (10)
其中,nonEqu3phRatio为三相不平衡配变比例,sumnonEqu3ph为存在三相不平衡的配变数量,sumXFMR为配变总数量;
所述供电半径达标率的计算方法如下:
normRadiusRate=normRadiusfd/sumfd (11)
其中,normRadiusRate为供电半径达标率,normRadiusfd为供电半径合格的线路条数,sumfd为评价区域线路总条数;
所述节能型配变比例的计算方法如下:
enerXFMRRatio=enerXFMRsum/XFMRsum (12)
其中,enerXFMRRatio为节能型配变比例,enerXFMRsum为节能型配变台数,XFMRsum为配变总台数,其中节能型配变是指型号序列S13及以上的普通油浸式、干式配电变压器和非晶合金配电变压器;
所述重载配变比例的计算方法如下:
hlXFMRRatio=hlXFMR/XFMRsum (13)
其中,hlXFMRRatio为重载配变比例,hlXFMR为重载配变台数,配变重载是指年最大负载率达到80%以上且持续2小时以上。
可选地,计算三级指标参数值模块320,包括:所述网络恢复能力指标包括网架标准接线率指标、线路自动化覆盖率指标、线路联络率指标、线路自愈率指标,线路N-1通过率指标以及线路不停电作业率指标;所述网架标准接线率指标的计算方式如下:
NorNetRate=NorRate/sumfd (14)
其中,NorNetRate为网架标准接线率,NorRate为网架接线率,sumfd为评价区域线路总条数;
所述线路自动化覆盖率指标的计算方式如下:
DASRate=DAS/simfd (15)
其中,DASRate为线路自动化覆盖率,DAS为已完成自动化改造的线路条数;
所述线路联络率指标的计算方式如下:
UnionRate=Union/sumfd (16)
其中,UnionRate为线路联络率,Union为联络合理的线路条数,
所述线路自愈率指标的计算方式如下:
selHRate=selH/sumfd (17)
其中,selHRate为线路治愈率,selH为满足自愈的线路条数;
所述线路N-1通过率指标的计算方法如下:
nm1Rate=nm1/sumfd (18)
其中,nm1Rate为线路N-1通过率,nm1为满足N-1的线路条数,
所述线路不停电作业率指标的计算方法如下:
nonOutageOperRate=nonOutageOper/sumfd (19)
其中,nonOutageOper为实现不停电作业线路条数。
可选地,计算三级指标参数值模块320,包括:所述用户恢复能力指标包括重要用户自备电源比例指标以及多电源自动投切用户比例指标;所述用户自备电源比例指标的计算方式如下:
emergencyRate=emergency/sumConsumer (20)
其中,emergencyRate为重要用户自备电源比例,emergency为具有DG、储能或其它形式自备电源用户数,sumConsumer为电力用户总数;
所述多电源自动投切用户比例指标
selfSwitchRate=selfSwitch/sumConsumer (21)
其中,selfSwitchRate为多电源自动投切用户比例,selfSwitch为多电源自动投切用户数。
可选地,确定指标权重模块330,包括:确定矩阵子模块,用于针对评价目标建立清晰的系统的递进层级结构,构成两个比较判断矩阵;将属于同一父级下的n个同级别指标进行两两比较,第i个指标与第j个指标比较的结果记为aij,与自身的比较结果记为aii(aii=1),确定n×n阶的判断矩阵;确定指标权重子模块,用于通过判断矩阵确定各指标间的相对标度,计算单一准则下元素的相对权重,检验矩阵一致性,通过层次单排排序及一致性确定各级指标的指标权重。
本发明的实施例的一种弹性配电网指标体系的评价系统300与本发明的另一个实施例的一种弹性配电网指标体系的评价方法100相对应,在此不再赘述。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现,例如,面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种弹性配电网指标体系的评价方法,其特征在于,包括:
构建弹性配电网指标体系,弹性配电网指标包括两个并行设置的一级指标、每一个一级指标下设置的若干个二级指标以及每一个二级指标下设置的若干个三级指标;
根据预先采集的弹性配电网参数,计算三级指标参数值;
根据所述三级指标参数值,确定各级指标的指标权重;
根据所述指标权重,计算各指标评分,根据所述指标评分,对区域配电网应对极端扰动事件时恢复供电能力进行评价。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述一级指标包括灾前预警与防御指标和灾后供电恢复指标;
所述灾前预警与防御指标下并行设置有电源供电能力指标、系统运行能力指标、线路运行能力指标以及配变运行能力指标;
所述灾后供电恢复指标下并行设置有网络恢复能力指标以及用户恢复能力指标。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据预先采集的弹性配电网参数,计算所述电源供电能力指标下并行设置的三级指标参数值,包括:
所述电源供电能力指标下并行设置有变电站综合负载率指标、电压无功综合自动调节装置比例指标、静态无功补偿装置比例指标;
所述变电站综合负载率指标的计算方法如下:
subLR=MaxLR*0.5+AvgLR*0.5 (1)
其中,subLR为变电站综合负载率,MaxLR为变电站年最大负载率,AvgLR为变电站年平均负载率,其中MaxLR=MaxLoad/sumXFMR,MaxLoad为变电站年最大负荷,sumXFMR为主变总容量,AvgLR=sumLoadYear/sumXFMR/8760,sumLoadYear为变电站年供电量;
所述电压无功综合自动调节装置比例指标的计算方法如下:
VQCRatio=sumVQCSub/sumSub (2)
其中,VQCRario为电压无功综合自动调节装置比例sumVQCSub为安装VQC变电站个数,sumSub为变电站总数;
所述静态无功补偿装置比例指标的计算方法如下:
SVCRatio=sumSVCSub/sumSub (3)
其中,sumSVCSub为安装SVC变电站个数。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据预先采集的弹性配电网参数,计算所述系统运行能力指标下并行设置的三级指标参数值,包括:
所述系统运行能力指标下并行设置有重要设备完好率指标以及分布式电源比例指标;
所述重要设备完好率指标的计算方法如下:
eqRate=sumNormal/sumEQ (4)
其中,eqRate为重要设备完好率指标,sumNormal为符合正常运行状态设备数量,sumEQ为设备总数量;
dgRate=dgCap/netCap (5)
其中,dgRate为分布式电源比例指标,dgCap为地区建设的总发电装机容量,netCap为电网发电装机总容量。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据预先采集的弹性配电网参数,计算所述线路运行能力指标下并行设置的三级指标参数值,包括:
所述线路运行能力指标下并行设置有线路重载比例指标、线路故障比例指标、线路跳闸比例指标以及线路绝绝缘化率指标;
所述线路重载比例指标的计算方法如下:
HLfdRatio=HLline/sumfd (6)
其中,HLfdRatio为所述线路重载比例指标,HLline为最大负载率达到70%以上且持续1小时以上线路总条数,sumfd为评价区域线路总条数;
所述线路故障比例指标的计算方法如下:
fdfaultRatio=fdfault/sumLen (7)
其中,fdfault为线路年故障次数,故障统计不含重合成功和配电自动化自愈成功的情况,sumLen为线路总长度;
所述线路跳闸比例指标的计算方法如下:
fdTrip=fdFault/sumFd (8)
其中,fdTrip为线路跳闸比例指标,fdFault为馈线故障跳闸次数,馈线故障跳闸次数包括重合成功和重合不成功次数,sumFd为馈线总条数;
所述线路绝绝缘化率指标的计算方法如下:
fdIns=insSumLen/fdSumLen (9)
其中,fdIns为线路绝绝缘化率,insSumLen为绝缘线路长度,包括电缆和绝缘线,fdSumLen为线路总长度。
6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据预先采集的弹性配电网参数,计算所述配变运行能力指标下并行设置的三级指标参数值,包括:
所述配变运行能力指标下并行设置有三相不平衡配变比例指标、供电半径达标率指标、节能型配变比例指标以及重载配变比例指标;
所述三相不平衡配变比例指标的计算方法如下:
nonEqu3phRatio=sumnonEqu3ph/sumXFMR (10)
其中,nonEqu3phRatio为三相不平衡配变比例,sumnonEqu3ph为存在三相不平衡的配变数量,sumXFMR为配变总数量;
所述供电半径达标率的计算方法如下:
normRadiusRate=normRadiusfd/sumfd (11)
其中,normRadiusRate为供电半径达标率,normRadiusfd为供电半径合格的线路条数,sumfd为评价区域线路总条数;
所述节能型配变比例的计算方法如下:
enerXFMRRatio=enerXFMRsum/XFMRsum (12)
其中,enerXFMRRatio为节能型配变比例,enerXFMRsum为节能型配变台数,XFMRsum为配变总台数,其中节能型配变是指型号序列S13及以上的普通油浸式、干式配电变压器和非晶合金配电变压器;
所述重载配变比例的计算方法如下:
hlXFMRRatio=hlXFMR/XFMRsum (13)
其中,hlXFMRRatio为重载配变比例,hlXFMR为重载配变台数,配变重载是指年最大负载率达到80%以上且持续2小时以上。
7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据预先采集的弹性配电网参数,计算所述网络恢复能力指标下并行设置的三级指标参数值,包括:
所述网络恢复能力指标包括网架标准接线率指标、线路自动化覆盖率指标、线路联络率指标、线路自愈率指标,线路N-1通过率指标以及线路不停电作业率指标;
所述网架标准接线率指标的计算方式如下:
NorNetRate=NorRate/sumfd (14)
其中,NorNetRate为网架标准接线率,NorRate为网架接线率,sumfd为评价区域线路总条数;
所述线路自动化覆盖率指标的计算方式如下:
DASRate=DAS/simfd (15)
其中,DASRate为线路自动化覆盖率,DAS为已完成自动化改造的线路条数;
所述线路联络率指标的计算方式如下:
UnionRate=Union/sumfd (16)
其中,UnionRate为线路联络率,Union为联络合理的线路条数,
所述线路自愈率指标的计算方式如下:
selHRate=selH/sumfd (17)
其中,selHRate为线路治愈率,selH为满足自愈的线路条数;
所述线路N-1通过率指标的计算方法如下:
nm1Rate=nm1/sumfd (18)
其中,nm1Rate为线路N-1通过率,nm1为满足N-1的线路条数,
所述线路不停电作业率指标的计算方法如下:
nonOutageOperRate=nonOutageOper/sumfd (19)
其中,nonOutageOper为实现不停电作业线路条数。
8.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据预先采集的弹性配电网参数,计算所述用户恢复能力指标下并行设置的三级指标参数值,包括:
所述用户恢复能力指标包括重要用户自备电源比例指标以及多电源自动投切用户比例指标;
所述用户自备电源比例指标的计算方式如下:
emergencyRate=emergency/sumConsumer (20)
其中,emergencyRate为重要用户自备电源比例,emergency为具有DG、储能或其它形式自备电源用户数,sumConsumer为电力用户总数;
所述多电源自动投切用户比例指标
selfSwitchRate=selfSwitch/sumConsumer (21)
其中,selfSwitchRate为多电源自动投切用户比例,selfSwitch为多电源自动投切用户数。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述三级指标参数值,确定各级指标的指标权重,包括:
针对评价目标建立清晰的系统的递进层级结构,构成两个比较判断矩阵;将属于同一父级下的n个同级别指标进行两两比较,第i个指标与第j个指标比较的结果记为aij,与自身的比较结果记为aii(aii=1),确定n×n阶的判断矩阵;
通过判断矩阵确定各指标间的相对标度,计算单一准则下元素的相对权重,检验矩阵一致性,通过层次单排排序及一致性确定各级指标的指标权重。
10.一种弹性配电网指标体系的评价系统,其特征在于,包括:
构建弹性指标模块,用于构建弹性配电网指标体系,弹性配电网指标包括两个并行设置的一级指标、每一个一级指标下设置的若干个二级指标以及每一个二级指标下设置的若干个三级指标;
计算三级指标参数值模块,用于根据预先采集的弹性配电网参数,计算三级指标参数值;
确定指标权重模块,用于根据所述三级指标参数值,确定各级指标的指标权重;
评价供电能力模块,用于根据所述指标权重,计算各指标评分,根据所述指标评分,对区域配电网应对极端扰动事件时恢复供电能力进行评价。
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