一種層級(jí)式模塊化電網(wǎng)規(guī)劃方案優(yōu)化方法
【專利摘要】一種層級(jí)式模塊化電網(wǎng)規(guī)劃方案優(yōu)化方法，該方法包括：（1）采用區(qū)縣級(jí)規(guī)劃單元作為本方法計(jì)算體系中的最小單位，利用分供系數(shù)解決互聯(lián)區(qū)域容載比計(jì)算的問(wèn)題。（2）基于本方法建立的計(jì)算體系，定量求取目標(biāo)區(qū)域內(nèi)各指標(biāo)不平衡程度，如最大負(fù)荷不平衡度、同時(shí)率不平衡度、容載比不平衡度。（3）容載比對(duì)項(xiàng)目的敏感性分析，方法提出敏感性系數(shù)的概念，以衡量項(xiàng)目投產(chǎn)對(duì)區(qū)域容載比的影響。（4）新的規(guī)劃期內(nèi)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，子方法利用層級(jí)式模塊化分析思想，首先將整個(gè)負(fù)荷預(yù)測(cè)工作按照一定規(guī)則分成不同層次負(fù)荷預(yù)測(cè)，再逐層求取各層負(fù)荷自然增長(zhǎng)率，最后自下而上地求取各層電網(wǎng)在規(guī)劃期末的最大負(fù)荷。
【專利說(shuō)明】—種層級(jí)式模塊化電網(wǎng)規(guī)劃方案優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種層級(jí)式模塊化電網(wǎng)規(guī)劃類指標(biāo)計(jì)算方法，屬于電氣工程規(guī)劃【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]電網(wǎng)規(guī)劃類指標(biāo)是規(guī)劃方案制定的基礎(chǔ)，也是規(guī)劃工作面臨的最根本問(wèn)題。隨著電網(wǎng)建設(shè)資金的長(zhǎng)期緊張，電網(wǎng)發(fā)展的內(nèi)外部管理要求的日漸提高，特別是隨著，大規(guī)劃體系，探討和實(shí)踐的深入，要求電網(wǎng)規(guī)劃必須對(duì)未來(lái)2年的電網(wǎng)項(xiàng)目做到精益化規(guī)劃，電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)的信息化也由此被提上日程。要實(shí)現(xiàn)規(guī)劃業(yè)務(wù)信息化，就必須保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和規(guī)范性。因此，加強(qiáng)對(duì)一些基礎(chǔ)而經(jīng)典的定義進(jìn)行梳理是十分有必要的。
[0003]比如，負(fù)荷預(yù)測(cè)作為整個(gè)電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)工作，流程如圖一所示。其中頗有一些概念是模棱兩可存在爭(zhēng)議的，負(fù)荷預(yù)測(cè)兩個(gè)基本因素是負(fù)荷現(xiàn)狀和負(fù)荷增長(zhǎng)率，負(fù)荷現(xiàn)狀即年最大負(fù)荷，又分變電站年最大負(fù)荷和區(qū)域年最大負(fù)荷，其中變電站年最大負(fù)荷并不具備穩(wěn)定性。當(dāng)年來(lái)看，可能由于其他電氣元件故障導(dǎo)致某一時(shí)段該站負(fù)荷激增。長(zhǎng)期來(lái)看，區(qū)域內(nèi)新建變電站會(huì)分流重載變電站的負(fù)荷導(dǎo)致其年最大負(fù)荷下降之后再重新增長(zhǎng)，考慮到這一特性，因此電網(wǎng)規(guī)劃通常采用的是區(qū)域年最大負(fù)荷作為負(fù)荷現(xiàn)狀。本方法重點(diǎn)對(duì)區(qū)域年最大負(fù)荷這一基礎(chǔ)而經(jīng)典的定義做研究分析。
[0004]傳統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)劃更多的是側(cè)重于框架性和戰(zhàn)略性，因此對(duì)于區(qū)域年最大負(fù)荷的精細(xì)度要求并不高，《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》和《農(nóng)村電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》，均未給出科學(xué)合理的準(zhǔn)確定義，技術(shù)人員在實(shí)際的電網(wǎng)規(guī)劃實(shí)踐中，由于認(rèn)識(shí)的差異會(huì)產(chǎn)生不少偏差和混亂，在規(guī)劃業(yè)務(wù)信息化和管理精益化的要求下，這些問(wèn)題尤為放大，如果不能規(guī)范區(qū)域年最大負(fù)荷的定義，那么，大規(guī)劃，體系及規(guī)劃業(yè)務(wù)信息化自起點(diǎn)開(kāi)始就會(huì)處于一個(gè)混沌爭(zhēng)議的狀態(tài)。從而影響到，大規(guī)劃，體系及規(guī)劃系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施。具體來(lái)說(shuō)，區(qū)域年最大負(fù)荷至少在以下五個(gè)方面存著爭(zhēng)議。
[0005]I)層級(jí)少。區(qū)域年最大定義是分層次定義的，省級(jí)電網(wǎng)傳統(tǒng)規(guī)劃是將年最大負(fù)荷分為省、市、縣，3個(gè)層次進(jìn)行定義，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行容載比分析，作為變電站布點(diǎn)的重要依據(jù)。實(shí)際上，由于地域廣大、發(fā)展不平衡，整體容載比合格并不能說(shuō)明局部沒(méi)有容載比過(guò)低的情況。如贛州供電區(qū)某年220kV容載比為1.86，而其南部220kV容載比僅有1.54 ;吉安城網(wǎng)某年IlOkV容載比為1.68，而其青原區(qū)IlOkV容載比僅有1.25。由此可以看到，僅3層體系的容載比分析無(wú)法準(zhǔn)確表征江西變電容量缺額的全貌，在規(guī)劃評(píng)審和投資安排中，極容易引起爭(zhēng)議。因此，近年江西電網(wǎng)規(guī)劃已經(jīng)開(kāi)始將年最大負(fù)荷由3層細(xì)化為5層。在省與市之間，增加，分部，的概念，如中部、東部、南部、西部、北部。在市與縣之間，增加分片的概念，如贛州供電區(qū)分為中西片、東片(南片)城市電網(wǎng)繼續(xù)細(xì)分至分區(qū)，如吉安市分為吉州區(qū)、青原區(qū)、井開(kāi)區(qū)，最終形成省、分部、市、分片、縣域(城網(wǎng)分區(qū))等5個(gè)層次的年最大負(fù)荷。
[0006]2)缺乏分電壓等級(jí)的描述。區(qū)域年最大負(fù)荷并不像某一區(qū)域的土地面積那樣是一個(gè)固定不變的單純數(shù)學(xué)量，它是一個(gè)與電壓等級(jí)息息相關(guān)的物理量。一方面，域年最大負(fù)荷與總加模式有關(guān)，各電壓等級(jí)計(jì)算出來(lái)的年最大負(fù)荷結(jié)果并不一樣。對(duì)同一區(qū)域，如市級(jí)的年最大負(fù)荷總加模式得出的取值結(jié)果是不一樣的，產(chǎn)生差異的主要原因在于專用變電站負(fù)荷和電源出力的計(jì)入規(guī)則不一樣。另一方面，描述區(qū)域年最大負(fù)荷，所采用的某電壓等級(jí)的結(jié)果，必須與其供電區(qū)域范圍大小相適應(yīng)，只有這樣相應(yīng)計(jì)算得出的容載比才有意義。
[0007]3)電源出力計(jì)入原則不清晰。年最大負(fù)荷的總加模式中，電源出力也是因子之一。省內(nèi)電源分為網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)、縣調(diào)。500kV電源由網(wǎng)調(diào)調(diào)度，220kV及少部分重要IlOkV電源由省調(diào)調(diào)度。1101^及少部分重要351^電源由地調(diào)調(diào)度，35kV及以下重要電源由縣調(diào)調(diào)度。
[0008]目前爭(zhēng)議頗大的是市(分片)年最大負(fù)荷總加模式。市(分片)年最大負(fù)荷總加模式為“區(qū)域內(nèi)220kV變電站負(fù)荷+IlOkV聯(lián)絡(luò)斷面+IlOkV電源出力”。爭(zhēng)議即在IlOkV電源出力。過(guò)去，由于數(shù)據(jù)采集手段的限制，省調(diào)只能采集省調(diào)IlOkV電源出力，從而在負(fù)荷總加模式中忽略了地調(diào)IlOkV電源出力。年最大負(fù)荷是計(jì)算容載比的重要依據(jù)。從理論上說(shuō)，如果總加模式納入了 IlOkV電源出力，計(jì)算網(wǎng)供負(fù)荷時(shí)再相應(yīng)減去之，那么與不將其納入的容載比計(jì)算結(jié)果基本一致；2種總加模式的應(yīng)用差別只是在于后者計(jì)算得出的同時(shí)率會(huì)比前者偏小。但在實(shí)際工作中，由于概念混淆，原理不清楚，常有地市公司規(guī)劃工程師在編制規(guī)劃報(bào)告時(shí)，年最大負(fù)荷取值包含IlOkV地調(diào)電源出力，容載比計(jì)算時(shí)又未將之扣除，出現(xiàn)網(wǎng)供負(fù)荷偏大、變電容量缺額過(guò)大的計(jì)算結(jié)果。
[0009]4)專用變負(fù)荷計(jì)入原則不清晰。年最大負(fù)荷是否需要納入專用變電站負(fù)荷，這個(gè)問(wèn)題各類導(dǎo)則同樣沒(méi)有一個(gè)明確的定義，年最大負(fù)荷不僅是一個(gè)電壓等級(jí)與供電范圍相適應(yīng)的物理量，上下級(jí)之間還有著清晰明確的邏輯關(guān)系，上一級(jí)的公用變電站負(fù)荷中包括了下一級(jí)的專用電站變負(fù)荷，所以專用變電站計(jì)入年最大負(fù)荷的方式與電壓等級(jí)、供電范圍有關(guān)。具體來(lái)說(shuō)，縣域年最大負(fù)荷必須計(jì)入IlOkv專用電站變負(fù)荷，但不能計(jì)入220kV專用變電站負(fù)荷；市、分片的年最大分負(fù)荷必須計(jì)入220kV專用變電站負(fù)荷。否則，計(jì)算結(jié)果無(wú)法與上一級(jí)的年最大負(fù)荷匹配。
[0010]5)縣公司資產(chǎn)變電站負(fù)荷易被漏算。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)于規(guī)劃業(yè)務(wù)“縱到底，橫到邊”的要求，縣公司資產(chǎn)變電站負(fù)荷必須計(jì)入縣域年最大負(fù)荷。這是毫無(wú)疑義的，但是在規(guī)劃實(shí)踐中，仍然經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)各市、縣公司此類問(wèn)題理解模糊，或者習(xí)慣性地漏算。有的時(shí)候市公司做統(tǒng)計(jì)計(jì)算時(shí)，會(huì)漏算縣公司資產(chǎn)的變電站負(fù)荷。反過(guò)來(lái)縣公司做統(tǒng)計(jì)計(jì)算時(shí)，也會(huì)漏算省公司資產(chǎn)的變電站負(fù)荷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是，根據(jù)傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃存在的問(wèn)題，本發(fā)明給出了當(dāng)前年和規(guī)劃期內(nèi)區(qū)域同時(shí)率、計(jì)算負(fù)荷峰值、區(qū)域容載比、區(qū)域負(fù)荷增長(zhǎng)率的計(jì)算方法，使電網(wǎng)規(guī)劃方案比選可考慮負(fù)荷年均增長(zhǎng)、地區(qū)差異和公用/專用變壓器產(chǎn)生的影響，然后結(jié)合項(xiàng)目對(duì)區(qū)域電網(wǎng)容載比進(jìn)行敏感性分析，并結(jié)合現(xiàn)狀簡(jiǎn)要計(jì)算規(guī)劃期末區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷發(fā)展情況，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)不同區(qū)域電網(wǎng)規(guī)劃方案的經(jīng)濟(jì)性、可靠性比較。
[0012]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是，本發(fā)明方法基于能量管理系統(tǒng)(EMS)中數(shù)據(jù)，求取省、分部、市、分片、區(qū)縣級(jí)五個(gè)層次規(guī)劃單元下的最大負(fù)荷，結(jié)合規(guī)劃方案分別計(jì)算電網(wǎng)規(guī)劃類指標(biāo)同時(shí)率、容載比、增長(zhǎng)率、不平衡度，最后將規(guī)劃項(xiàng)目按照容載比超標(biāo)關(guān)聯(lián)度劃分，分析項(xiàng)目對(duì)容載比改善的敏感性，優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃方案。
[0013]本發(fā)明包含以下步驟:
[0014]第一步,區(qū)域內(nèi)各層級(jí)最大負(fù)荷的確定
[0015]分片最大負(fù)荷=Σ區(qū)縣級(jí)規(guī)劃單元最大負(fù)荷+區(qū)內(nèi)220kV專變所帶負(fù)荷(I)；
[0016]市公司最大負(fù)荷=Σ分片最大負(fù)荷+區(qū)內(nèi)220kV專變所帶負(fù)荷
[0017]=Σ區(qū)縣級(jí)規(guī)劃單元最大負(fù)荷+區(qū)內(nèi)220kV專變所帶負(fù)荷(2)；
[0018]分部最大負(fù)荷=Σ市公司最大負(fù)荷一 Σ區(qū)外IIOkV聯(lián)絡(luò)線一 IlOkV電源出力(3);
[0019]全省最大負(fù)荷=Σ市公司最大負(fù)荷一 IlOkV電源出力(4)；
[0020]第二步，區(qū)域內(nèi)各層級(jí)同時(shí)率、容載比的確定
[0021]同時(shí)率:
[0022]區(qū)縣級(jí)規(guī)劃單元同時(shí)率=1 (5)；
[0023]分片級(jí)同時(shí)率=(分片最大負(fù)荷一 220kV專變)/Σ縣公司最大負(fù)荷(6)；
[0024]市級(jí)同時(shí)率=(市公司最大負(fù)荷一 220kV專變)/Σ縣公司最大負(fù)荷(7);
[0025]分部級(jí)同時(shí)率=分部最大負(fù)荷/Σ市公司最大負(fù)荷 (8);
[0026]省級(jí)同時(shí)率=全省最大負(fù)荷/Σ市公司最大負(fù)荷 (9);
[0027]容載比:
[0028]利用分供系數(shù)解決區(qū)域容載比難以計(jì)算的問(wèn)題，分供系數(shù)表征某變電站對(duì)本區(qū)域和相鄰區(qū)域供電的現(xiàn)象和解決單一變電站內(nèi)容量分配的問(wèn)題。
[0029]假設(shè)變電站A同時(shí)給區(qū)域I和區(qū)域2供電，那么變電站A對(duì)區(qū)域I的分供系數(shù)由
下計(jì)算:
[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種層級(jí)式模塊化電網(wǎng)規(guī)劃方案優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法基于能量管理系統(tǒng)(EMS)中數(shù)據(jù)，求取省、分部、市、分片、區(qū)縣級(jí)五個(gè)層次規(guī)劃單元下的最大負(fù)荷，結(jié)合規(guī)劃方案分別計(jì)算電網(wǎng)規(guī)劃類指標(biāo)同時(shí)率、容載比、增長(zhǎng)率、不平衡度，最后將規(guī)劃項(xiàng)目按照容載比超標(biāo)關(guān)聯(lián)度劃分，分析項(xiàng)目對(duì)容載比改善的敏感性，優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃方案；所述方法的步驟為: (1)區(qū)域內(nèi)各層級(jí)最大負(fù)荷的確定； (2)區(qū)域內(nèi)各層級(jí)同時(shí)率、容載比的確定； (3)區(qū)域內(nèi)各層級(jí)下不平衡度類指標(biāo)的確定； (4)區(qū)域內(nèi)各層級(jí)規(guī)劃期末負(fù)荷規(guī)模預(yù)測(cè)值的確定； (5)規(guī)劃項(xiàng)目排序、歸類，進(jìn)行敏感性分析，以優(yōu)化原規(guī)劃方案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種層級(jí)式模塊化電網(wǎng)規(guī)劃方案優(yōu)化方法，其特征在于，所述五個(gè)層次規(guī)劃單元下的最大負(fù)荷為: 分片最大負(fù)荷=Σ區(qū)縣級(jí)規(guī)劃單元最大負(fù)荷+區(qū)內(nèi)220kV專變所帶負(fù)荷； 市公司最大負(fù)荷=Σ分片最大負(fù)荷+區(qū)內(nèi)220kV專變所帶負(fù)荷 =Σ區(qū)縣級(jí)規(guī)劃單元最大負(fù)荷+區(qū)內(nèi)220kV專變所帶負(fù)荷； 分部最大負(fù)荷=Σ市公司最大負(fù)荷一 Σ區(qū)外IlOkV聯(lián)絡(luò)線一 IlOkV電源出力； 全省最大負(fù)荷=Σ市公司最大負(fù)荷一 IlOkV電源出力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種層級(jí)式模塊化電網(wǎng)規(guī)劃方案優(yōu)化方法，其特征在于，所述區(qū)域內(nèi)各層級(jí)的同時(shí)率為: 區(qū)縣級(jí)規(guī)劃單元同時(shí)率=1 ; 分片級(jí)同時(shí)率=(分片最大負(fù)荷一 220kV專變)/Σ縣公司最大負(fù)荷； 市級(jí)同時(shí)率=(市公司最大負(fù)荷一 220kV專變)/Σ縣公司最大負(fù)荷； 分部級(jí)同時(shí)率=分部最大負(fù)荷/Σ市公司最大負(fù)荷； 省級(jí)同時(shí)率=全省最大負(fù)荷/Σ市公司最大負(fù)荷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種層級(jí)式模塊化電網(wǎng)規(guī)劃方案優(yōu)化方法，其特征在于，所述區(qū)域內(nèi)各層級(jí)的容載比的確定采用區(qū)縣級(jí)規(guī)劃單元作為計(jì)算體系中的最小單位，利用分供系數(shù)解決互聯(lián)區(qū)域容載比計(jì)算的問(wèn)題；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種層級(jí)式模塊化電網(wǎng)規(guī)劃方案優(yōu)化方法，其特征在于，所述各層級(jí)下不平衡度類指標(biāo)為:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種層級(jí)式模塊化電網(wǎng)規(guī)劃方案優(yōu)化方法，其特征在于，所述區(qū)域內(nèi)各層級(jí)規(guī)劃期末負(fù)荷規(guī)模預(yù)測(cè)值為: 縣公司規(guī)劃水平年最大負(fù)荷=(現(xiàn)狀最大負(fù)荷一專變負(fù)荷)x公網(wǎng)增長(zhǎng)率+IlOkV專變負(fù)荷；分片規(guī)劃水平年最大負(fù)荷=(Σ縣公司規(guī)劃水平年最大負(fù)荷)X分片級(jí)同時(shí)率+220kV專變； 市公司規(guī)劃水平年最大負(fù)荷=(Σ縣公司規(guī)劃水平年最大負(fù)荷)X市級(jí)同時(shí)率+220kV專變； 分部規(guī)劃水平年最大負(fù)荷=(Σ市公司規(guī)劃水平年最大負(fù)荷)X分部級(jí)同時(shí)率； 全省規(guī)劃水平年最大負(fù)荷=(Σ市公司規(guī)劃水平年最大負(fù)荷)X省級(jí)同時(shí)率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種層級(jí)式模塊化電網(wǎng)規(guī)劃方案優(yōu)化方法，其特征在于，所述敏感性分析，用敏感性系數(shù)來(lái)衡量規(guī)劃期項(xiàng)目建設(shè)與區(qū)域容載比超標(biāo)之間的可能性，地區(qū)內(nèi)某項(xiàng)目的敏感性系統(tǒng)公式為:

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種層級(jí)式模塊化電網(wǎng)規(guī)劃方案優(yōu)化方法，其特征在于，所述分供系數(shù)表征某變電站對(duì)本區(qū)域和相鄰區(qū)域供電的現(xiàn)象和解決單一變電站內(nèi)容量分配的問(wèn)題；假設(shè)變電站A同時(shí)給區(qū)域I和區(qū)域2供電，那么變電站A對(duì)區(qū)域I的分供系數(shù)由下計(jì)算:
【文檔編號(hào)】G06Q10/04GK103793757SQ201410031028
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】章力, 程虹, 周天暉, 王偉, 楊超, 鐘士元, 羅路平, 熊寧 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)江西省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院