專利名稱：一種城市配電網(wǎng)運(yùn)行水平與供電能力評估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于配電網(wǎng)運(yùn)行分析領(lǐng)域，涉及一種城市配電網(wǎng)運(yùn)行水平與供電能力評估 方法。
背景技術(shù)：
為了適應(yīng)城市的快速發(fā)展，電網(wǎng)的改造和擴(kuò)建已在全國全面展開，設(shè)備投資力度 不斷加大，因此城市配電網(wǎng)評估工作就成了迫在眉睫的任務(wù)，而配電網(wǎng)運(yùn)行水平和供電能 力是衡量配電網(wǎng)網(wǎng)架的合理性、充裕性以及靈活性的重要標(biāo)準(zhǔn)，能夠反映配電網(wǎng)對負(fù)荷發(fā) 展的適應(yīng)程度，對其進(jìn)行準(zhǔn)確合理評價有助于充分合理利用配電網(wǎng)絡(luò)資源，指導(dǎo)配電網(wǎng)的 運(yùn)行、建設(shè)和改造。但目前城市配電網(wǎng)建設(shè)改造計劃的提出及優(yōu)先級的確定大多依靠人工 方式，項(xiàng)目決策具有一定主觀隨意性，同時，傳統(tǒng)的電網(wǎng)建設(shè)評價手段為可行性研究，側(cè)重 于對單個項(xiàng)目進(jìn)行評價，而實(shí)際中往往是成批項(xiàng)目共同發(fā)揮作用，因此導(dǎo)致電網(wǎng)建設(shè)改造 的盲目性較大，這一問題在中低壓配電網(wǎng)的建設(shè)改造中尤為突出，造成了資金的大量浪費(fèi)， 每年改造后的電網(wǎng)仍然存在很多問題，不能很好地滿足廣大用戶的要求，形成這一局面的 一個主要原因是缺乏系統(tǒng)、科學(xué)的城市配電網(wǎng)運(yùn)行水平和供電能力的分析評估方法，對電 網(wǎng)現(xiàn)存的和即將出現(xiàn)的問題不能定量地給出問題的嚴(yán)重程度與問題出現(xiàn)的具體環(huán)節(jié)。目前對供電能力評價的方法中，容載比法采用反映城市電網(wǎng)宏觀供電能力的變電 容載比來表示電網(wǎng)的供電能力，它可以作為評價電網(wǎng)供電能力的一個重要指標(biāo)，，但不能全 面準(zhǔn)確的評價供電能力；嘗試法取決于負(fù)荷分配系數(shù)的合理性，計算過程比較繁瑣，系統(tǒng)各 變量相互影響制約，評價結(jié)果準(zhǔn)確性較差；最大最小負(fù)荷倍數(shù)法以網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有負(fù)荷為基礎(chǔ)，通 過計算網(wǎng)絡(luò)所能達(dá)到的最大與最小負(fù)荷倍數(shù)來評價網(wǎng)絡(luò)供電能力和對負(fù)荷變化的適應(yīng)性， 其評價結(jié)果很大程度上受到網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有負(fù)荷分布狀況的影響；網(wǎng)絡(luò)最大流法采用了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 的方法來計算供電能力，易于處理復(fù)雜的約束條件，適用于求解局部網(wǎng)絡(luò)的最大供電能力。在城市配電網(wǎng)運(yùn)行水平評估方面，目前國內(nèi)外還尚未形成較為完善的綜合性評價 體系，多采用用戶供電可靠性、線損率、電壓合格率這幾個指標(biāo)來評估城市配電網(wǎng)的運(yùn)行水 平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于評估城市配電網(wǎng)運(yùn)行水平和供電能力的方法。本方法首 先從系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)和指標(biāo)本身的內(nèi)涵性質(zhì)出發(fā)，通過梳理和分析已有配電網(wǎng)運(yùn)行水平和 供電能力相關(guān)指標(biāo)，采用改進(jìn)層次分析法和模糊評估方法相結(jié)合的方式，構(gòu)建了配電網(wǎng)運(yùn) 行水平和供電能力評價指標(biāo)體系，并結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)來選擇和設(shè)計評估指標(biāo)確定配電網(wǎng)運(yùn)行 水平和供電能力評價的指標(biāo)范圍和權(quán)重，確定評估指標(biāo)的合理范圍，設(shè)置了各評估指標(biāo)的 權(quán)重，最后給出了城市配電網(wǎng)運(yùn)行水平和供電能力綜合評價的流程和使用方法。本方法不 僅可以科學(xué)、準(zhǔn)確地評價當(dāng)前城市配電網(wǎng)現(xiàn)狀，還能夠?qū)Τ鞘信潆娋W(wǎng)不同供電區(qū)域(市中 心區(qū)、市區(qū))的運(yùn)行水平和供電能力進(jìn)行綜合評價，客觀、量化地反映城市配電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，為城市配電網(wǎng)建設(shè)改造提供切實(shí)依據(jù)，使其更具針對性。本發(fā)明的一種用于評估城市配電網(wǎng)運(yùn)行水平和供電能力的方法，包括以下步驟(1)確定評估區(qū)域在城市市中心或市區(qū)內(nèi)依據(jù)獲取數(shù)據(jù)的方便性，選取需要進(jìn)行運(yùn)行水平和供電能 力評估的區(qū)域；(2)收集并校驗(yàn)配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在選取的評估區(qū)域內(nèi)，收集并校驗(yàn)與評估指標(biāo)相關(guān)配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，確保其完整 性和準(zhǔn)確性；所述數(shù)據(jù)包括供電可靠性和綜合線損率的綜合指標(biāo)，線路、配變和開關(guān)設(shè)備運(yùn) 行數(shù)據(jù)，以及容載比和線路滿足供電安全N-I準(zhǔn)則條數(shù)，所述供電安全N-I準(zhǔn)則是指中壓配 電網(wǎng)中一條架空線，或一條電纜，或配電室中一臺配電變壓器發(fā)生故障停運(yùn)時，在正常情況 下，除故障段外不停電，并不得發(fā)生電壓過低，以及供電設(shè)備不允許的過負(fù)荷；在計劃停運(yùn) 情況下，又發(fā)生故障停運(yùn)時，允許部分停電，但應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)恢復(fù)供電；(3)導(dǎo)出評估指標(biāo)數(shù)據(jù)通過收集到的配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，按照各指標(biāo)定義對其進(jìn)行匯總、統(tǒng)計和分析，導(dǎo)出 各個評估指標(biāo)數(shù)據(jù)；所述評估指標(biāo)數(shù)據(jù)包括綜合指標(biāo)、裝備水平、設(shè)備運(yùn)行狀況、負(fù)載能力 和轉(zhuǎn)供能力；(4)計算各評估指標(biāo)得分將步驟C3)得到的評估指標(biāo)數(shù)據(jù)，依據(jù)指標(biāo)評分公式，計算評價區(qū)域每一個指標(biāo) 的百分制得分；(5)加權(quán)計算得到運(yùn)行水平、供電能力得分根據(jù)指標(biāo)之間的上下級和平級關(guān)系以及指標(biāo)權(quán)重大小，計算整個評價指標(biāo)體系的 評分；為說明評估區(qū)域的整體狀況，在計算完成各個底層指標(biāo)的基礎(chǔ)上，利用層次分析法逐 層向上計算，直至計算得出整個評估區(qū)域的綜合評分
權(quán)利要求
1.一種用于評估城市配電網(wǎng)運(yùn)行水平和供電能力的方法，其特征在于包括以下步驟(1)確定評估區(qū)域在城市市中心或市區(qū)內(nèi)依據(jù)獲取數(shù)據(jù)的方便性，選取需要進(jìn)行運(yùn)行水平和供電能力評 估的區(qū)域；(2)收集并校驗(yàn)配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在選取的評估區(qū)域內(nèi)，收集并校驗(yàn)與評估指標(biāo)相關(guān)配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，確保其完整性和 準(zhǔn)確性；所述數(shù)據(jù)包括供電可靠性和綜合線損率的綜合指標(biāo)，線路、配變和開關(guān)設(shè)備運(yùn)行數(shù) 據(jù)，以及容載比和線路滿足供電安全N-I準(zhǔn)則條數(shù)，所述供電安全N-I準(zhǔn)則是指中壓配電網(wǎng) 中一條架空線，或一條電纜，或配電室中一臺配電變壓器發(fā)生故障停運(yùn)時，在正常情況下， 除故障段外不停電，并不得發(fā)生電壓過低，以及供電設(shè)備不允許的過負(fù)荷；在計劃停運(yùn)情況 下，又發(fā)生故障停運(yùn)時，允許部分停電，但應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)恢復(fù)供電；(3)導(dǎo)出評估指標(biāo)數(shù)據(jù)通過收集到的配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，按照各指標(biāo)定義對其進(jìn)行匯總、統(tǒng)計和分析，導(dǎo)出各個 評估指標(biāo)數(shù)據(jù)；所述評估指標(biāo)數(shù)據(jù)包括綜合指標(biāo)、裝備水平、設(shè)備運(yùn)行狀況、負(fù)載能力和轉(zhuǎn) 供能力；(4)計算各評估指標(biāo)得分將步驟C3)得到的評估指標(biāo)數(shù)據(jù)，依據(jù)指標(biāo)評分公式，計算評價區(qū)域每一個指標(biāo)的百 分制得分；(5)加權(quán)計算得到運(yùn)行水平、供電能力得分根據(jù)指標(biāo)之間的上下級和平級關(guān)系以及指標(biāo)權(quán)重大小，計算整個評價指標(biāo)體系的評 分；為說明評估區(qū)域的整體狀況，在計算完成各個底層指標(biāo)的基礎(chǔ)上，利用層次分析法逐層 向上計算，直至計算得出整個評估區(qū)域的綜合評分S=t^ Wj(1)式中，S表示層次結(jié)構(gòu)中任一非底層指標(biāo)的評分，n(n^ 1)表示指標(biāo)S的下層指標(biāo)個 數(shù)，Sj表示下層指標(biāo)j (1 ^ j ^ η)的評分，Wj表示下層指標(biāo)j的權(quán)重，通過下層指標(biāo)評分 和權(quán)重的加權(quán)求和，計算得出指標(biāo)評分；(6)評估結(jié)果分析根據(jù)評估結(jié)果，對評估區(qū)域配電網(wǎng)運(yùn)行水平和供電能力進(jìn)行分析，確定運(yùn)行水平和供 電能力的等級；并根據(jù)評估區(qū)域的實(shí)際情況，結(jié)合綜合指標(biāo)、裝備水平、設(shè)備運(yùn)行狀況、負(fù)載 能力和轉(zhuǎn)供能力指標(biāo)的評估得分情況來分析影響本地配電網(wǎng)運(yùn)行水平和供電能力的因素， 提出相應(yīng)的解決措施和辦法。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在確定指標(biāo)權(quán)重的過程中具體應(yīng)用層次分析法中同一層次內(nèi)的因素確定重要度的方 法對運(yùn)行水平和供電能力評估的各個評估因素確定其權(quán)值，即通過兩兩比較重要度的9位 分度法最終確定每個因數(shù)的權(quán)重因子，將權(quán)重向量運(yùn)用于綜合評估中，步驟如下(1)構(gòu)造判斷矩陣兩個元素在進(jìn)行兩兩比較時，按下述表1所示的標(biāo)準(zhǔn)賦值，構(gòu)成矩陣A = (Bij)nxn ；(2)層次單排序及其一致性檢驗(yàn)通過判斷矩陣A的特征根的求解(AW= Aff)得到特征向量W，經(jīng)過歸一化后即為同一 層次相應(yīng)因素的相對重要性的排序權(quán)值，這一過程稱為層次單排序，為進(jìn)行層次單排序的 一致性檢驗(yàn)，需要計算一致性指標(biāo)CI= (λ_-η)/(η-1)，其中λ max為判斷矩陣的最大特征 值，η為判斷矩陣的階數(shù)，當(dāng)隨機(jī)一致性比率CR = CI/RI < 0. 1時，其中RI的值為已知值， 認(rèn)為層次單排序的結(jié)果具有滿意的一致性，否則需要調(diào)整判斷矩陣的元素取值；對判斷矩陣A的最大特征根λ max和特征向量W的確定一般采用方根法，求特征向量的 方法為首先確定矩陣每一行元素的乘積如式( 然后計算Mi的η次方根Vi,對向量Vi歸一化如式⑶，得到W= (W1, W2,…，Wn)T即為所求的特征向量，特征根匕=|罾’式中(BW)i 的第i個分量η=Hs (i，j=l，2，…η)(2)j=1' 2，-η)(3)(3)判斷矩陣的一致性改進(jìn)由于用9位標(biāo)度法確定的判斷矩陣不一定都符合一致性條件，1-9個標(biāo)度的含義如下 面的表1定義，需要對矩陣進(jìn)行調(diào)整，這里采用和積法進(jìn)行矩陣的一致性調(diào)整，調(diào)整的步驟 如下①計算A中的各列歸一化向量β」=(blj;b2j，...，bnj)T，以及“和積法”求得排序向量 ω = (ω” ω2,…ωη)，其中aj “b = 'J (i,j = l,2,-",n) ω} =-^^(/,y = 1,2,···, )YjOijη ‘=1/=1②求出誘導(dǎo)矩陣C'= (C' u)nXn，其中0；=知,_/ = 1,2，…c0U③找出使Ic' Γι達(dá)到最大值的i，j，記為k，i;④若C'kl> 1，則若 為整數(shù)，令a' kl = iikl-l，否則令a' kl ="(" +。，且 為整數(shù)，令 a' kl = iikl+l，否則令 a' kl = l/(l/akl-l)；⑤若a' kl = 1/a' kl,a'= a?！?且 i, j 乒 k, 1 ；⑥若A'= (a' 具有滿意的一致性，則停止;A'即為求得的具有滿意一致性的判斷 矩陣；否則，用A'代A轉(zhuǎn)1繼續(xù)調(diào)整；將滿足一致性的最終的A矩陣重復(fù)以上步驟1、2的過程，最后經(jīng)過計算可確定伊的值， 這樣滿足一致性的W= (WijW2,…，Wn)T，即為所求的各元素的權(quán)重向量；表1標(biāo)度的含義
全文摘要
本發(fā)明屬于配電網(wǎng)運(yùn)行分析領(lǐng)域，涉及一種城市配電網(wǎng)運(yùn)行水平與供電能力評估方法。本發(fā)明首先從系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)和指標(biāo)本身的內(nèi)涵性質(zhì)出發(fā)，通過梳理和分析已有配電網(wǎng)運(yùn)行水平和供電能力相關(guān)指標(biāo)，采用改進(jìn)層次分析法和模糊評估方法相結(jié)合的方式，構(gòu)建了配電網(wǎng)運(yùn)行水平和供電能力評價指標(biāo)體系，并結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)來選擇和設(shè)計評估指標(biāo)確定配電網(wǎng)運(yùn)行水平和供電能力評價的指標(biāo)范圍和權(quán)重，確定評估指標(biāo)的合理范圍，設(shè)置了各評估指標(biāo)的權(quán)重，最后給出了城市配電網(wǎng)運(yùn)行水平和供電能力綜合評價的流程和使用方法。
文檔編號G06Q50/00GK102063657SQ20101060396
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者侯義明, 劉軍, 楊帆, 王立巖, 王鵬, 蘇劍 申請人:中國電力科學(xué)研究院