CN115329513B - 一种基于配电规划的可靠性指标设计方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于配电规划的可靠性指标设计方法及系统，该方法包括：将线路利用出口断路器、分段断路器和尾杆分解成若干段；确定各个分段内的联络开关位置和该分段内的联络开关的数量，并统计本分段之后的联络开关总数；计算相关可靠性指标；本发明中计算本分段以后的联络开关数的方法与将线路分段方法结合，计算得到的理论可靠性更加准确，从而使得根据线路拓扑，对规划前的线路和规划后的线路进行理论可靠性计算后比较，可以直观地看到规划后的理论可靠性是否有提高，为规划是否合理提供参考依据。
Description
技术领域
本发明涉及配电规划技术领域，具体涉及一种基于配电规划的可靠性指标设计方法及系统。
背景技术
科学合理的配电网能确保城市的电力使用，可靠性指标是线路规划的重要参考依据，由于各种原因和传统思想观念的影响，配电规划设计依然存在一些问题，规划人员很多都是根据经验规划，缺少对安全性和可靠性进行量化评估的手段。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于配电规划的可靠性指标设计方法，该方法解决了规划人员根据经验进行规划，不能对可靠性指标进行量化评估从而导致配电规划不合理的问题。
技术方案：根据本发明的第一方面，提供一种基于配电规划的可靠性指标设计方法，该方法包括以下步骤：
S1将线路利用出口断路器、分段断路器和尾杆分解成若干段，所述分段断路器置于所述出口断路器和尾杆之间，并统计各个分段内的线路分段长度、各分段内的变压器台数以及该分段内变压器的总容量；
S2确定各个分段内的联络开关位置和该分段内的联络开关的数量，并统计该分段本分段之后的联络开关总数；
S3计算相关可靠性指标，包括：本段停电户时数、本段以后户时数、本段故障导致的全线停电户时数、本段故障对全线供电范围的影响、复障条件下本线路的可靠性、复障条件下年停电户时数、复障条件下年户均停电时长。
进一步的，包括：
还包括以下步骤：
S4基于不同供电区域和线路下的标准户均停电时间，得到对应的可靠性得分。
进一步的，包括：
步骤S1中，将线路利用出口断路器、分段断路器和尾杆分解成若干段，具体为：
若该线路中分段断路器的数量为d个，则第1段为出口断路器至第1个分段断路器；第2段为第1个分段断路器至第2个分段断路器，…，第d段为第d-1个分段断路器至第d个分段断路器，第d+1段为第d个分段断路器至尾杆。
进一步的，包括：
步骤S2中，统计每个段内的联络开关数，记为SWn,n＝1,2,......,d+1，根据SWn计算每个段的分段后联络开关数SWAn，具体方式为：
第m段的本段后联络开关数为：
第d段的本段后联络开关数为：SWAd＝SWd+1；
第d+1段的本段后联络开关数SWAd+1为0。
进一步的，包括：
步骤S3中，该段停电户时数表示为：
其中，ln为分段线路长度，线路停电概率P、TP为区域线路平均停电时长、bn为分段变压器台数、My为该区线路年停电次数、N为该区线路的条数、L为该区平均线路长度。
进一步的，包括：
步骤S3中，本段以后户时数，即本分段之后的所有分段内的时户数之和表示为：
进一步的，包括：
步骤S3中，计算本段故障导致的全线停电户时数，其表示为：
若本段之后的联络开关数大于零，则本段故障导致的全线停电户时数等于本段停电户时数SHn与本分段之后的所有分段内的时户数HSHn之和，否则，则本段故障导致的全线停电户时数等于本段停电户时数SHn。
进一步的，包括：
步骤S3中，计算本段故障对全线供电范围的影响，其表示如下：
其中，h为该线路中变压器的总台数；
进而得到复障条件下本线路可靠性KeKao，其表示为：
KeKao＝KK1·KK2·……·KKd；
复障条件下年停电户时数t，其单位为分钟·户/年，其表示为：
t＝(1-KeKao)×8760×60×h
计算复障条件下年户均停电时长ht：
ht＝(1-KeKao)×8760×60。
进一步的，包括：
具体包括：
供电区域和线路包括A、B、C、D类，每类都有一个标准的户均停电时间，将以小时为单位的均停电时间换成分钟，得到标准分Fb，然后按照如下公式计算对应得分：
若则可靠性得分为10分；
否则，可靠性得分为F×10。
根据本发明的第二方面，提供基于可靠性指标的配电规划设计系统，该系统包括：
线路分段模块，用于统计线路的变压器的总台数，并将线路利用出口断路器、分段断路器和尾杆分解成若干段，所述分段断路器置于所述出口断路器和尾杆之间；
统计模块，用于统计各个分段内的线路分段长度、各分段内的变压器台数以及该分段内变压器的总容量；
开关计算模块，用于确定各个分段内的联络开关位置和该分段内的联络开关的数量，并统计本分段之后的联络开关总数；
指标计算模块，用于计算相关可靠性指标，包括：本段停电户时数、本段以后停电户时数、本段故障导致的全线停电户时数、本段故障对全线供电范围的影响、复障条件下本线路的可靠性、复障条件下年停电户时数、复障条件下年户均停电时长。
可靠性预测模块，用于得到基于不同供电区域和线路下的标准户均停电时间下对应的可靠性得分。
有益效果：本发明首先将线路进行分段，该分段方法可将整条线路缩减成两两断路器之间的线路，然后通过每个分段内的联络开关以及本分段以后的联络开关数计算得到相关的可靠性指标，本发明中计算本分段以后的联络开关数的方法与将线路分段方法结合，使得理论可靠性的计算更加准确，从而使得根据线路拓扑，对规划前的线路和规划后的线路进行理论可靠性计算后比较，可以直观地看到规划后的理论可靠性是否有提高，为规划是否合理提供参考依据。
附图说明
图1为本发明实施例所述的基于配电规划的可靠性指标设计方法的流程图；
图2为本发明实施例所述的线路分解方法示意图；
图3为本发明实施例所述的统计本分段之后联络开关的实施例；
图4为本发明实施例所述的基于配电规划的可靠性指标设计系统的结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先，本发明提供一种基于配电规划的可靠性指标设计方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤S1统计线路总变压器的台数h，将线路利用出口断路器、分段断路器和尾杆分解成若干段，分段断路器安装在出口断路器和尾杆之间；
统计线路各分段内的变压器数量、容量、线路长度，包括初始段落，即出口断路器和第一个分段断路器之内的。
具体的，先统计该线路1级线路，即主干线路上包含多少分段断路器，利用出口断路器、分段断路器、主干线尾杆将线路分解成d+1段。
如图2所示，具体分解方法为：若该线路中分段断路器的数量为d个，则第1段为出口断路器至第1个分段断路器；第2段为第1个分段断路器至第2个分段断路器，…，第d段为第d-1个分段断路器至第d个分段断路器，第d+1段为第d个分段断路器至尾杆。即：假设有3个分段断路器，则分段为4段：
第1段：出口断路器-分段断路器1；
第2段：分段断路器1-分段断路器2；
第3段：分段断路器2-分段断路器3；
第4段：分段断路器3-尾杆。
步骤S2统计各个分段内的线路分段长度、各分段内的变压器台数以及该分段内变压器的总容量；
统计每一个分段内的线路分段长度ln及各分段内的变压器台数bn及总容量cn，其中，n＝1,2,……,d+1。
步骤S3确定各个分段内的联络开关位置和该分段内的联络开关的数量，并统计本分段之后的联络开关总数；
联络开关的位置是物理存在，根据用户录入实际位置而定，若联络开关位置处于两个分段断路器之间，算上一个断路器的位置，然后统计该分段后联络开关数量，有几个联络开关则置为几，无联络开关则置为0；即：
统计每个段内的联络开关数，记为SWn,n＝1,2,......,d+1，根据SWn计算每个段的分段后联络开关数SWAn，具体方式为：
第m段的本段后联络开关数为：
第d段的本段后联络开关数为：SWAd＝SWd+1；
第d+1段的本段后联络开关数SWAd+1为0。
如图3所示，本实施例举例如下：假设线路分为三段，第一段没有联络开关、第二段有3个联络开关、第三段有2个联络开关。则第一段的本分段后联络开关数为5个，第二段位2个，第三段为0个。
步骤S4计算相关可靠性指标，包括：本段停电户时数、本段以后停电户时数、本段故障导致的全线停电户时数、本段故障对全线供电范围的影响、复障条件下本线路的可靠性、复障条件下年停电户时数、复障条件下年户均停电时长。
步骤S41计算本段停电户时数(分钟.户/年)SHn：利用分段线路长度ln、线路停电概率P、区域线路平均停电时长TP、分段变压器台数bn计算得出，公式如下：
区域线路平均停电时长已知，线路停电概率＝该区线路年停电次数/(该区域线路条数*该区平均线路长度)*100，公式如下：
其中，My为该区线路年停电次数、N为该区线路的条数、L为该区平均线路长度。
步骤S42计算本段以后停电户时数HSHn，本分段之后的所有分段内的停电时户数之和表示为：
步骤S43计算本段故障导致的全线停电户时数，其表示为：
若本段以后的联络开关数大于零，则本段故障导致的全线停电户时数等于该段停电户时数SHn与本分段之后的所有分段内的时户数HSHn之和，否则，则本段故障导致的全线停电户时数等于该段停电户时数SHn。没有联络开关的情况下，停电只影响本段内的用户(即两个分段断路器内的线路供电的用户)。
步骤S44计算本段故障对全线供电范围的影响(分钟.户/年)：利用本段以后停电户时数HSHn和线路变压器总台数进行计算，公式如下：
分母中8760＝365*24，60*365*24即将根据分钟计算整年。
步骤S45计算复障条件下本线路可靠性KeKao：
KeKao＝KK1·KK2·......·KKd
步骤S46计算复障条件下年停电户时数t：
t＝(1-KeKao)×8760×60×h
步骤S47计算复障条件下年户均停电时长ht：
ht＝(1-KeKao)×8760×60
步骤S5基于不同供电区域和线路下的标准户均停电时间，得到对应的可靠性得分。
具体包括：供电区域和线路包括A、B、C、D类，每类都有一个标准的户均停电时长，A+类0.08小时，A类0.87小时，B类3小时，C类9小时，D类15小时，将每类以小时为单位的户均停电时长换算成分钟，得到标准分Fb，然后按照如下公式计算对应得分F：
若则可靠性得分为10分；否则，可靠性得分为F×10。从而计算规划前后可靠性的变化情况。规划是一个应用功能，会影响线路的拓扑(线路的长度，配变的数量和容量等)，规划前后都会计算一遍可靠性，因为线路的拓扑改变，所以可靠性会有变化，然后比较规划前后的可靠性。
根据上述内容，提供一个具体实施例，断路器的分布情况如下表所示：
| 出口断路器 |
| 分段断路器1 |
| 分段断路器2 |
| 分段断路器3 |
| 分段断路器4 |
| 分段断路器5 |
| 分段断路器6 |
| 分段断路器7 |
| 分段断路器8 |
| 分段断路器9 |
| 主干线尾杆 |
根据上表对应的各个参数为：
且根据以下数据
计算对应指标为：
根据下表分配的联络开关：
计算得到：
进而计算到：
每类的可靠性得分计算为：若/>则可靠性得分为10分；否则，可靠性得分为F×10。
此外，本发明还提供一种基于可靠性指标的配电规划设计系统，如图4所示，该系统包括：
线路分段模块，用于统计线路的变压器的总台数，并将线路利用出口断路器、分段断路器和尾杆分解成若干段，所述分段断路器置于所述出口断路器和尾杆之间；
统计模块，用于统计各个分段内的线路分段长度、各分段内的变压器台数以及该分段内变压器的总容量；
开关计算模块，用于确定各个分段内的联络开关位置和该分段内的联络开关的数量，并统计本分段之后的联络开关总数；
指标计算模块，用于计算相关可靠性指标，包括：本段停电户时数、本段以后停电户时数、本段故障导致的全线停电户时数、本段故障对全线供电范围的影响、复障条件下本线路的可靠性、复障条件下年停电户时数、复障条件下年户均停电时长。
可靠性预测模块，用于得到基于不同供电区域和线路下的标准户均停电时间下对应的可靠性得分。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。
尽管已描述了本发明的优选实施例，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发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种基于配电规划的可靠性指标设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1将线路利用出口断路器、分段断路器和尾杆分解成若干段，所述分段断路器置于所述出口断路器和尾杆之间，并统计各个分段内的线路分段长度、各分段内的变压器台数以及该分段内变压器的总容量；
S2确定各个分段内的联络开关位置和该分段内的联络开关的数量，并统计该分段本分段之后的联络开关总数；
S3计算相关可靠性指标，包括：本段停电户时数、本段以后停电户时数、本段故障导致的全线停电户时数、本段故障对全线供电范围的影响、复障条件下本线路的可靠性、复障条件下年停电户时数、复障条件下年户均停电时长；
S4基于不同供电区域和线路下的标准户均停电时间，得到对应的可靠性得分。
2.根据权利要求1所述的基于配电规划的可靠性指标设计方法，其特征在于，步骤S1中，将线路利用出口断路器、分段断路器和尾杆分解成若干段，具体为：
若该线路中分段断路器的数量为d个，则第1段为出口断路器至第1个分段断路器；第2段为第1个分段断路器至第2个分段断路器，…，第d段为第d-1个分段断路器至第d个分段断路器，第d+1段为第d个分段断路器至尾杆。
3.根据权利要求2所述的基于配电规划的可靠性指标设计方法，其特征在于，步骤S2中，统计每个段内的联络开关数，记为SWn,n＝1,2,......,d+1，根据SWn计算每个段的分段后联络开关数SWAn，具体方式为：
第m段的本段之后联络开关数为：
第d段的本段之后联络开关数为：
SWAd＝SWd+1；
第d+1段的本段之后联络开关数SWAd+1为0。
4.根据权利要求3所述的基于配电规划的可靠性指标设计方法，其特征在于，步骤S3中，该段停电户时数表示为：
其中，ln为分段线路长度，线路停电概率P、TP为该供电区域线路平均停电时长、bn为分段变压器台数、My为该供电区域线路年停电次数、N为该供电区域线路的条数、L为该供电区域平均线路长度。
5.根据权利要求4所述的基于配电规划的可靠性指标设计方法，其特征在于，步骤S3中，本段以后停电户时数HSHn，即本分段之后的所有分段内的停电户时数之和表示为：
6.根据权利要求5所述的基于配电规划的可靠性指标设计方法，其特征在于，步骤S3中，计算本段故障导致的全线停电户时数，其表示为：
若本段之后的联络开关数大于零，则本段故障导致的全线停电户时数等于本段停电户时数SHn与本分段之后的所有分段内的户时数HSHn之和，否则，则本段故障导致的全线停电户时数等于本段停电户时数SHn。
7.根据权利要求5所述的基于配电规划的可靠性指标设计方法，其特征在于，步骤S3中，计算本段故障对全线供电范围的影响，其表示如下：
其中，h为该线路中变压器的总台数；
进而得到复障条件下本线路可靠性KeKao，其表示为：
KeKao＝KK1·KK2·......·KKd；
复障条件下年停电户时数t，其单位为分钟·户/年，其表示为：
t＝(1-KeKao)×8760×60×h
计算复障条件下年户均停电时长ht：
ht＝(1-KeKao)×8760×60。
8.根据权利要求7所述的基于配电规划的可靠性指标设计方法，其特征在于，步骤S4中，具体包括：
供电区域和线路的每类都有一个标准的户均停电时间，将以小时为单位的户均停电时间换成分钟，得到标准分Fb，然后按照如下公式计算对应得分：
若则可靠性得分为10分；
否则，可靠性得分为F×10。
9.一种基于可靠性指标的配电规划设计系统，其特征在于，该系统包括：
线路分段模块，用于统计线路的变压器的总台数，并将线路利用出口断路器、分段断路器和尾杆分解成若干段，所述分段断路器置于所述出口断路器和尾杆之间；
统计模块，用于统计各个分段内的线路分段长度、各分段内的变压器台数以及该分段内变压器的总容量；
开关计算模块，用于确定各个分段内的联络开关位置和该分段内的联络开关的数量，并统计本分段之后的联络开关总数；
指标计算模块，用于计算相关可靠性指标，包括：本段停电户时数、本段以后停电户时数、本段故障导致的全线停电户时数、本段故障对全线供电范围的影响、复障条件下本线路的可靠性、复障条件下年停电户时数、复障条件下年户均停电时长；
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| Title |
|---|
| 10 kV馈线继电保护实用整定方案;韩笑等;《电工电气》(第2期);全文 * |
| 一种实用的供电可靠性预测评估算法;谷群辉, 罗安, 王击, 漆铭钧;电网技术(第12期);全文 * |
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| CN115329513A (zh) | 2022-11-11 |
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