基于可拓云的配电网经济运行评价指标及模型构建方法

基于可拓云的配电网经济运行评价指标及模型构建方法

闵声浩 ,吴军平

都匀供电局 贵州省都匀市   558000     

摘要:基于可拓云提出一种递阶层次的配电网经济运行评价模型,论述了评价模型中指标值关于经济运行情况的灵敏度分析方法,为配电网优化改造方案的制定提供了参考｡

关键词:配电网;经济运行评价;可拓云;灵敏度分析

1国内外研究现状

1.1配电网经济运行的研究现状

有关电网的运行,一直以来人们更关注于其运行的安全性､可靠性,相关研究也比较全面深入｡建立以最多恢复失电负荷为目标的恢复控制模型,研究了配电网运行安全评估问题｡提出了描述各种安全状态的配电网安全高效运行新模式,能明显提高配电网的运行安全性与资产效率,为未来配电自愈控制提供了新的思路｡提出了一种基于故障修复时间的概率分布和效用理论的电力系统运行风险评估新的模型｡采用基于PSASP和故障枚举法的可靠性分析系统对电力系统可靠性进行分析,并阐述了在具体工程实践中的应用｡综合考虑有源配电网可靠性模型的准确性和计算效率,建立了基于场景削减技术和全概率分布的有源配电网可靠性模型,对风机的加入对微电网可靠性的影响进行了研究｡

对于配电网经济运行的研究,大多是就其中的某一方面或几方面展开分析,缺乏对配电网经济运行水平以及影响因素的全面研究｡运用灵敏度概念对多个运行方式进行排序,逐一计算各方案的性能参数并进行分析比较,得到最终的经济运行优化方案｡利用最优化理论和经济学基本原理,提出了一种变电站经济容量优化计算模型,得到经济负荷密度的区间分布,为配电变压器的优化配置提供数据参考｡结合中压配电网供电方式建立了中压配电网规模估算模型,对配电网的经济运行状况进行了评估并分析了影响中压输电线路的输电能力及其线路损耗主要因素｡探讨了配电网变压器负荷率与经济负载系数的关系,并提出了一种利用综合功率损耗和经济运行区间的关系,科学选择配电变压器型号的方法｡建立了多时段经济运行方式优化模型,对整个地区电网的全部变电站中的变压器运行方式进行整体优化,以达到多时段下的全网有功电能损失最小的目的｡

2配电网经济运行评价指标体系

2.1配电网经济运行指标建立

本文依据配电网运行经验构建以配电网经济运行综合评价指标体系为目标层,以电网负荷率､配网设备､网架结构､电压质量为准侧层,负荷率､功率因数等参数指标为因素层的递阶层次综合评价指标体系,以实现配电网经济运行的精确评估(图1)｡

图1电网经济运行综合评价指标体系

2.2电网负荷

电网负荷包含3种因素层指标,即负荷率､功率因数及负荷三相不平衡度｡负荷率｡电网中的负荷受工业生产､生活习惯等因素影响常处于波动状态｡定义电网的负荷率为一定时段内平均供电负荷与最大负荷的比值｡通常情况下,较大的负荷率表示电网负荷相对较重且波动较小,电网产生的电能损耗相对越小,电网中各设备的利用率和电网的经济运行水平相对越高｡待评价电网负荷率的表达式为Kf=(Pav/Pmax)×100%,式中Kf表示待评价电网的负荷率;Pav､Pmax分别表示一定时段内电网平均供电负荷及最大负荷｡电网的功率因数表示电网中有功功率与视在功率的比值,反映了电网上无功功率流动的情况,对电网的损耗水平有较大影响｡记电网的有功功率为P,视在功率为S,则待评价电网的功率因数cosφ为cosφ=P/S｡负荷三相不平衡度｡由于电网中存在大量单项负载和不平衡负载,使得电网在正常运行时常出现三相电流不平衡情况｡负荷的三相不平衡度定义为电网三相电流中最大和最小相电流的基波有效值之差与额定电流的比值,其表达式为:式中Imaxφ表示最大相电流的基波有效值;Iminφ表示最小相电流的基波有效值;In表示额定电流｡

2.3配网设备

与经济运行关系密切的配网设备主要有配电线路和变压器,反映着配电网的技术水平｡配网设备投运初期均为负荷的发展而留有一定裕量,由此将会导致在投运后开始一段时间内设备运行不经济,并且随着区域内负荷的增长,配电设备是否与负荷情况相符,线路变压器损耗情况如何,运行状况是否合理,都决定着配电网的经济运行水平｡

2.4网架结构

随着经济发展电网负荷不断变化,配电网网架结构的情况也将影响着经济运行状况,为提高经济效益则可能需要优化配电网的网架结构,改善电网的布局情况｡

2.5电压质量

电压质量是反映配电网的供电质量的重要指标,电压的合格情况也在一定程度上反映着配电网的经济运行水平,对电网的规划改造有着重要作用｡本文从电压偏移合格率和电压畸变率合格率两个方面定义指标反映配电网的电压质量与经济运行情况｡

3建立等级界限的可拓云模型

在可拓学中,物元理论综合了定性分析与定量分析的特点,而云模型可对边界条件和推理方法均不确定的双重不确定事物进行评估｡物元在可拓学中是描述事物的基本元,其抽象的物理含义是把事物在发展变化中的质和量进行有机结合,其表达式为R=(N,C,v),式中N表示事物的名称,C代表事物的属性特征,v表示N关于C的量值｡在配电网经济运行评价中,各评价指标因素根据各自的计算公式存在定量表示｡同时,根据各指标因素的量值可用优､良､中､一般､差五个等级进行定性描述｡因此,各指标因素的等级边界可根据主观判断发生变化,具有一定的模糊性和不确定性,各因素之间也会出现定性与定量的相互转换｡

4灵敏度分析的概念

多属性决策的灵敏度分析问题是指决策者在确定各方案的评估结果作出决策后,分析评价结果的稳定程度即决策参数的微小变动是否会改变原来的评估结果｡对于配电网经济运行评价问题的参数主要是指标属性值和指标权重,故其灵敏度分析从指标属性和权重两个方面展开研究｡在配电网经济运行等级的实际评价工作当中,用于评估各电网运行情况的指标原始数据来自运行人员对实际电网的运行情况的统计观察,指标权重计算的原始数据来自决策人员的主观判断｡这样,运行数据的不断变化或者决策者主观意识的变化可能会影响配电网经济运行等级的评价结果或最优经济运行情况的稳定性｡若配电网经济运行等级的评价结果对指标值或指标权重的灵敏程度高,则表明配电网经济运行等级评价结果不稳定或鲁棒性差;反之,则配电网经济运行等级的评价结果稳定,鲁棒性好｡而对于那些灵敏度高的指标属性值或权重需予以特别重视｡

5结束语

配电网的经济运行评估是对配电网进行运行经济性分析､提出配电网改造方案的有效途径之一｡本文结合实际电网的运行经验,提出一种基于可拓云的配电网经济运行评估模型,详细介绍了评价模型的主要评估指标及评价模型的构建方法｡提出的评价模型直接对原始数据建立各经济运行等级标准的可拓云模型,降低了信息丢失对评价结果的影响,并通过优化配置各指标权重,保证了评价结果的客观有效｡此外,介绍了经济运行等级对指标值的灵敏度分析方法,可根据灵敏度区间的长度确定配电网优化改造各项措施的先后顺序,指导实际的工程实践｡

参考文献:

[1]吴鸿亮,杜尔顺,等.面向低碳目标的电力系统节能与经济运行评价系统[J].2015,5.

[2]卢志刚,马丽叶.配电网经济运行评价指标体系的建立[J].电网技术,2011,3.

[3]马丽叶,卢志刚,胡华伟.基于区间数的城市配电网经济运行模糊综合评价[J].电工技术学报,2012,8.