一種基于絕對可靠性評價的城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于絕對可靠性評價的城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，包括以下步驟：S1，根據(jù)城市各供電地區(qū)已有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，構(gòu)造多種典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)；S2，選擇一個供電地區(qū)，利用電網(wǎng)設(shè)備搭建與供電地區(qū)匹配的各典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)；S3，根據(jù)各典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)計算數(shù)據(jù)，分別對各典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行可靠性評估；S4，計算各典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)投資成本，在滿足ASAI高于設(shè)定標準值的前提下，選擇投資成本最小的典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)作為最優(yōu)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)；S5，返回步驟S2，直到每個供電地區(qū)的最優(yōu)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)選擇完畢。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明計算數(shù)據(jù)合理，優(yōu)化得到的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有符合城市發(fā)展特點以及供電地區(qū)用電特點、投資成本小的優(yōu)點。
【專利說明】
一種基于絕對可靠性評價的城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，尤其是涉及一種基于絕對可靠性評價的城市 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國家"十二五"規(guī)劃綱要對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整逐步深入，國民經(jīng)濟發(fā)展和人民物質(zhì) 水平不斷提高，社會對電力的需求逐步增長，對供電質(zhì)量和供電可靠性要求越來越高。
[0003] 供電可靠性是指電網(wǎng)對用戶持續(xù)供電的能力，是電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)裝備水平和管理 水平的綜合體現(xiàn)，其指標主要包括用戶年平均停電時間、用戶年平均停電次數(shù)等。在低壓用 戶供電可靠性統(tǒng)計工作普及后，可靠性指標應(yīng)以低壓用戶作為統(tǒng)計單位，口徑與國際慣例 接軌。
[0004] 在滿足電力需求的同時，進一步提高供電可靠性既是電力用戶的需要，也是城鄉(xiāng) 電網(wǎng)自身發(fā)展的目標。
[0005] 合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是滿足供電可靠性、提高運行靈活性、降低網(wǎng)絡(luò)損耗的基礎(chǔ)。高 壓、中壓和低壓配電網(wǎng)三個層級應(yīng)相互匹配、強簡有序、相互支援，以實現(xiàn)配電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟 的整體最優(yōu)。各電壓等級配電網(wǎng)的主要結(jié)構(gòu)如下：
[0006] (1)高壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要有:鏈式、環(huán)網(wǎng)和輻射狀結(jié)構(gòu);變電站接入方式主要有:T 接和對妾。鏈式結(jié)構(gòu)包括三鏈、雙鏈、單鏈，環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)包括雙環(huán)網(wǎng)、單環(huán)網(wǎng)，輻射狀結(jié)構(gòu)包括雙 輻射、單輻射。
[0007] (2)中壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要有:雙環(huán)式、單環(huán)式、多分段適度聯(lián)絡(luò)和輻射狀結(jié)構(gòu)。
[0008] (3)低壓配電網(wǎng)宜采用輻射狀結(jié)構(gòu)。
[0009] 2014年，國網(wǎng)發(fā)展部組織國網(wǎng)經(jīng)研院和部分省級公司編制了《配電網(wǎng)典型供電模 式》，其中定義了A+~E各類供電區(qū)域的劃分及典型供電模式，并提出了相應(yīng)的供電可靠性 規(guī)劃目標，A+、A、B類供電區(qū)域供電安全水平要求高，110~35kV電網(wǎng)宜采用鏈式結(jié)構(gòu)，并采 用雙側(cè)電源供電，條件不具備或電網(wǎng)發(fā)展的過渡階段，也可同桿架設(shè)雙電源供電，但應(yīng)加強 1 OkV配電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)。上級電源點不足時可采用雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在上級電網(wǎng)較為堅強且10kV具 有較強的站間轉(zhuǎn)供能力時，也可采用雙輻射結(jié)構(gòu);C類供電區(qū)域供電安全水平要求較高，110 ~35kV電網(wǎng)宜采用鏈式、環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，也可采用雙輻射結(jié)構(gòu);D類供電區(qū)域110~35kV電網(wǎng)可采 用單輻射結(jié)構(gòu)，有條件的地區(qū)也可采用雙輻射或環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu);E類供電區(qū)域110~35kV電網(wǎng)一 般可采用單輻射結(jié)構(gòu)。
[0010] 為使城鄉(xiāng)各類供電區(qū)域供電可靠性達到要求，符合當?shù)赜秒娞攸c，需要對電網(wǎng)結(jié) 構(gòu)進行優(yōu)化，以使電網(wǎng)在滿足可靠性要求的前提條件下得到優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種供電能力充裕、 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)堅強、整體發(fā)展協(xié)調(diào)、供電安全可靠、運行靈活方便、投資收益合理、符合總體規(guī)劃 的基于絕對可靠性評價的城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。
[0012] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0013] -種基于絕對可靠性評價的城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，用于優(yōu)化更新城市已有電網(wǎng) 結(jié)構(gòu)，所述城市包括多個供電地區(qū)，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
[0014] S1，根據(jù)城市各供電地區(qū)已有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，將其中超高壓配電網(wǎng)變電站、高壓配電網(wǎng) 不同負荷等級的分配比例和中壓配電網(wǎng)線路作為三個關(guān)鍵元素進行組合，并加入電網(wǎng)設(shè)備 或連接線路，構(gòu)造多種典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，各典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)包含的三個關(guān)鍵元素不全相同；
[0015] S2,選擇一個供電地區(qū)，利用電網(wǎng)設(shè)備搭建與該供電區(qū)域匹配的各典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)， 采用該供電地區(qū)夏大方式運行時的電網(wǎng)設(shè)備、負荷數(shù)據(jù)和可靠性參數(shù)歷史數(shù)據(jù)作為各典型 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)計算數(shù)據(jù)；
[0016] S3,根據(jù)步驟S2所述的各典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)計算數(shù)據(jù)，分別對各典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行可 靠性評估，評估內(nèi)容為戶均供電可用率指標ASAI;
[0017] S4，采用絕對可靠性評價，選擇供電地區(qū)的最優(yōu)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，具體為:計算各典型電 網(wǎng)結(jié)構(gòu)投資成本，在滿足ASAI高于設(shè)定標準值的前提下，選擇投資成本最小的典型電網(wǎng)結(jié) 構(gòu)作為最優(yōu)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)；
[0018] S5,返回步驟S2,直到每個供電地區(qū)的最優(yōu)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)選擇完畢。
[0019] 所述的超高壓配電網(wǎng)變電站類型包括中心站、中間站和終端站，所述的高壓配電 網(wǎng)負荷等級包括ll〇kv和35kv，所述的中壓配電網(wǎng)線路類型包括電纜網(wǎng)雙環(huán)式、電纜網(wǎng)單環(huán) 式、架空網(wǎng)多分段適度聯(lián)絡(luò)和架空網(wǎng)輻射式。
[0020] 所述的可靠性參數(shù)包括變壓器強迫停運率、線路強迫停運率、變壓器可用系數(shù)、線 路可用系數(shù)。
[0021] 所述的戶均供電可用率指標ASAI計算式為：
[0023]式中，i是典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的負荷點編號，Ui是第i個負荷點的年均停運時間，Ni是 第i個負荷點的用戶數(shù)。
[0024]所述的步驟S4中，所述的ASAI設(shè)定標準值與對應(yīng)供電地區(qū)用戶年平均停電時間呈 負相關(guān)，用戶年平均停電時間越多，ASAI設(shè)定標準值越低。例如，供電地區(qū)類別包括A+類、A 類、B類、C類、D類和E類，A+類地區(qū)的用于平均停電時間不高于5分鐘，A類地區(qū)的用戶年平均 停電時間高于5分鐘且不高于52分鐘，B類地區(qū)的用戶年平均停電時間高于52分鐘且不高于 3小時，C類地區(qū)的用戶年平均停電時間高于3小時且不高于9小時，D類地區(qū)的用戶年平均停 電時間高于9小時且不高于15小時，E類地區(qū)的ASAI不低于向社會承諾的指標。
[0025] 所述的投資成本計算方法為:將典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于供電地區(qū)，根據(jù)供電地區(qū)負 荷水平，計算對應(yīng)的線路長度及配電設(shè)備數(shù)量，分別乘以單價并求和，得到投資成本。
[0026] 所述的步驟S2中，歷史數(shù)據(jù)選擇近5~10年的數(shù)據(jù)取平均值。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0028] (1)典型電網(wǎng)是根據(jù)城市已有電網(wǎng)進行簡化、提煉得到，符合城市發(fā)展特點。
[0029] (2)在構(gòu)造典型結(jié)構(gòu)計算數(shù)據(jù)時以夏大運行方式數(shù)據(jù)為例，保證典型結(jié)構(gòu)中計算 數(shù)據(jù)的合理性。
[0030] (3)ASAI的設(shè)定標準值與對應(yīng)供電地區(qū)用戶年平均停電時間呈負相關(guān)，用戶年平 均停電時間越多，ASAI設(shè)定標準值越低，符合城市不同供電地區(qū)用電特點。
[0031] (4)絕對可靠性評價選擇滿足條件的投資成本最小的典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，達到投資成 本最小的目的。
[0032] (5)將超高壓配電網(wǎng)變電站、高壓配電網(wǎng)不同負荷等級的分配比例和中壓配電網(wǎng) 線路作為典型結(jié)構(gòu)的三個關(guān)鍵元素，對典型結(jié)構(gòu)進行可靠性分析可用于對比不同典型結(jié)構(gòu) 的可靠性水平高低，即分析不同典型結(jié)構(gòu)之間的相對可靠性，計算量小
[0033] (6)歷史數(shù)據(jù)選擇近5~10年的數(shù)據(jù)取平均值，弱化特殊事件如自然災(zāi)害、施工建 設(shè)對線路結(jié)構(gòu)可靠性的影響。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明方法流程圖；
[0035]圖2為本實施例算例1主接線圖；
[0036]圖3為本實施例算例2主接線圖；
[0037]圖4為本實施例算例3主接線圖；
[0038]圖5為本實施例算例4主接線圖；
[0039]圖6為本實施例算例5主接線圖；
[0040]圖7為本實施例算例6主接線圖；
[0041 ]圖8為本實施例算例7主接線圖；
[0042]圖9為本實施例算例8主接線圖；
[0043] 圖10為本實施例算例9主接線圖；
[0044] 圖11為本實施例算例10主接線圖；
[0045]圖12為本實施例算例11主接線圖；
[0046]圖13為本實施例算例12主接線圖。
【具體實施方式】
[0047]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于 下述的實施例。
[0048] 實施例
[0049] 如圖1所示，一種基于絕對可靠性評價的城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，用于優(yōu)化更新城 市已有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，城市包括多個供電地區(qū)，該方法包括以下步驟：
[0050] S1，根據(jù)城市各供電地區(qū)已有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，將其中超高壓配電網(wǎng)變電站、高壓配電網(wǎng) 不同負荷等級的分配比例和中壓配電網(wǎng)線路作為三個關(guān)鍵元素進行組合，構(gòu)造多種典型電 網(wǎng)結(jié)構(gòu)，各典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)包含的三個關(guān)鍵元素不全相同；超高壓配電網(wǎng)變電站類型包括中 心站、中間站和終端站，高壓配電網(wǎng)負荷等級包括ll〇kv和35kv，中壓配電網(wǎng)線路類型包括 電纜網(wǎng)雙環(huán)式、電纜網(wǎng)單環(huán)式、架空網(wǎng)多分段適度聯(lián)絡(luò)和架空網(wǎng)輻射式；
[0051] S2,選擇一個供電地區(qū)，利用電網(wǎng)設(shè)備搭建與該供電區(qū)域匹配的各典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)， 采用該供電地區(qū)夏大方式運行時的電網(wǎng)設(shè)備、負荷數(shù)據(jù)和可靠性參數(shù)歷史數(shù)據(jù)作為各典型 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)計算數(shù)據(jù)；可靠性參數(shù)包括變壓器強迫停運率、線路強迫停運率、變壓器可用系 數(shù)、線路可用系數(shù);歷史數(shù)據(jù)選擇近5~10年的數(shù)據(jù)取平均值。
[0052] S3,根據(jù)步驟S2所述各典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)計算數(shù)據(jù)，分別對各典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行可靠 性評估，評估內(nèi)容為戶均供電可用率指標ASAI;
[0053]戶均供電可用率指標ASAI計算式為：
[0055] 式中，i是負荷點編號，Ui是第i個負荷點的年均停運時間，Ni是第i個負荷點的用戶 數(shù)。
[0056] S4，采用絕對可靠性評價，選擇供電地區(qū)的最優(yōu)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，具體為:計算各典型電 網(wǎng)結(jié)構(gòu)投資成本，在滿足ASAI高于設(shè)定標準值的前提下，選擇投資成本最小的典型電網(wǎng)結(jié) 構(gòu)作為最優(yōu)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)；
[0057] ASAI設(shè)定標準值與對應(yīng)供電地區(qū)用戶年平均停電時間呈負相關(guān)，用戶年平均停電 時間越多，ASAI設(shè)定標準值越低。例如，供電地區(qū)類別包括A+類、A類、B類、C類、D類和E類，A+ 類地區(qū)的用于平均停電時間不高于5分鐘，A類地區(qū)的用戶年平均停電時間高于5分鐘且不 高于52分鐘，B類地區(qū)的用戶年平均停電時間高于52分鐘且不高于3小時，C類地區(qū)的用戶年 平均停電時間高于3小時且不高于9小時，D類地區(qū)的用戶年平均停電時間高于9小時且不高 于15小時。A+類、A類、B類、C類和D類對應(yīng)的ASAI分別為99.999 %、99· 990 %、99· 965 %、 99.897%、99.828%，E類地區(qū)的ASAI不低于向社會承諾的指標。
[0058] 投資成本計算方法為:將典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于供電地區(qū)，根據(jù)供電地區(qū)負荷水平， 計算對應(yīng)的線路長度及配電設(shè)備數(shù)量，分別乘以單價并求和，得到投資成本。
[0059] S5,返回步驟S2,直到每個供電地區(qū)的最優(yōu)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)選擇完畢。
[0060] 下面以某市為例，從該市電網(wǎng)的典型結(jié)構(gòu)及相關(guān)規(guī)劃方案中抽取若干下接220kV 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)作為原型，按照該市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的基本技術(shù)原則的要求，簡化接線，構(gòu)造了 12種 下接220kV網(wǎng)絡(luò)的典型結(jié)構(gòu)，具體描述如表1所示：
[0061 ] 表1下接220kV網(wǎng)絡(luò)典型結(jié)構(gòu)
[0062]
[0063]結(jié)合表2的近8年夏大運行歷史數(shù)據(jù)，用"串聯(lián)"等效原理，進行全電壓等級電網(wǎng)可 靠性評估。可靠性指標考慮供電可靠性率、戶均年停電時間和期望損失電量等指標，采用 "從上至下"的評估流程，即首先基于最小路/割集算法和枚舉法評估最高電壓等級220kV電 網(wǎng)可靠性，得到220kV/110kV/35kV變電站進線點可靠性指標(故障率、修復(fù)時間），然后即可 將220kV電網(wǎng)等值為具有可靠性參數(shù)的元件，納入變電站主接線可靠性評估中，從而得到關(guān) 鍵負荷點的可靠性指標。
[0064] 按照相同原理，即可得到110kV電網(wǎng)可靠性指標，35kV電網(wǎng)可靠性指標，110kV/ 10kV、35kV/10kV及10kV負荷點可靠性指標，基于10kV及35kV各負荷點可靠性指標，可綜合 得到系統(tǒng)平均供電可靠率、戶均年停電時間及損失電量EENS指標。通過對每個環(huán)節(jié)的可靠 性量化評估及串聯(lián)算法，可得到全環(huán)節(jié)的可靠性評估結(jié)果，能夠直觀分析對系統(tǒng)可靠性影 響較大的薄弱環(huán)節(jié)，從而為系統(tǒng)決策提供指導(dǎo)信息。
[0065] 由于典型結(jié)構(gòu)是基于實際電網(wǎng)進行簡化得到，對典型結(jié)構(gòu)進行可靠性分析得到的 絕對數(shù)據(jù)不能直接對應(yīng)實際電網(wǎng)可靠性水平，但可用于對比不同典型結(jié)構(gòu)的可靠性水平高 低，即分析不同典型結(jié)構(gòu)之間的相對可靠性。
[0066] 表2電網(wǎng)設(shè)備強迫停運率統(tǒng)計表單位:次/百臺年，次/百公里年
[0067]
[0070] 計算說明：
[0071 ] 1)計算時每個中心站和終端站所帶的總負荷按相同考慮:600MVA
[0072] 2)220kV中心站進線考慮為4回架空線，按全程同塔雙回假設(shè)考慮，雙母線接線； 220kV終端站的進線考慮為2回電纜，線變組接線。
[0073] 3)220kV進線以上部分不計入典型結(jié)構(gòu)。
[0074] 4)高壓配網(wǎng)接線模式相同，考慮不同的110kV和35kV帶的負荷比例，通過220kV站 110kV側(cè)和35kV側(cè)的出線數(shù)不同實現(xiàn)，正常運行時每回110kV或35kV出線帶1臺110kV或35kV 主變，每臺110kV、35kV主變正常運行負載率按不超過66.67 %考慮。
[0075] 負荷比例A:
[0076] 110kV 側(cè)共6 回出線，負荷為 2/3*50MVA*6 = 200MVA
[0077] 35kV 側(cè)共 20回出線，負荷為 2/3*31.5MVA*20 = 420MVA
[0078] 總負荷為620MVA。
[0079] 負荷比例B:
[0080] 11 OkV 側(cè)共 12 回出線，負荷為 2/3*50MVA* 12 = 400MVA
[0081 ] 35kV 側(cè)共 10 回出線，負荷為 2/3*31.5MVA*10 = 210MVA
[0082] 總負荷為 610MVA。
[0083] 根據(jù)總負荷600MVA進行微調(diào)，實際計算負荷按照：
[0084] 負荷比例A( 110側(cè)：35側(cè)）=200:400
[0085] 負荷比例B( 110 側(cè)：35 側(cè)）=400:200
[0086] 5)中壓配網(wǎng)只考慮電纜網(wǎng)絡(luò)，以K型站作為終端共考慮了3種模式，詳見圖2接線 圖。
[0087] 6)各算例終端K型站出線總數(shù)均為6600條，可理解為共6600戶。
[0088]以算例1為例，對算例參數(shù)選擇進行說明：
[0089] 220kV:中心站共3臺240MVA主變，采用雙母雙分段主接線，進線為雙回2X630mm2 架空線路，平均長度10km，110kV側(cè)母線三分段，共6回出線，35kV側(cè)母線6分段，共20回出線。
[0090] 110kV:雙側(cè)三鏈接線，對應(yīng)6回110kV出線共六串，每串2臺主變(其中1臺主變由對 偵02OkV變電站供電），共6臺50MVA主變（圖中僅示意3臺）。每個110kV變電站包含3臺50MVA 主變，進線為800mm2線路，110kV線路平均長度5km，站內(nèi)10kV母線6分段，每臺主變對應(yīng)14回 10kV出線，共42回出線。
[0091] 35kV:線變組接線，進線來自不同220kV站，對應(yīng)20回出線共20臺主變（圖中僅示意 3臺）。每個35kV變電站包含3臺31.5MVA主變，進線為630mm 2線路，平均長度5km，站內(nèi)10kV母 線3分段，每臺主變對應(yīng)9回10kV出線，共27回出線。
[0092] 10kV:中心K型站，兩回進線來自不同110kV站，進線截面為3X400mm2,共10回出 線；終端K型站兩路電源來自同一中心K型站，進線截面為3 X 240mm2，10kV線路平均長度 1.5km，共10回出線。
[0093] 類似可以得到其余各算例的參數(shù)，各典型結(jié)構(gòu)具體接線圖如圖2~圖13所示。
[0094]表4電網(wǎng)典型結(jié)構(gòu)構(gòu)建算例參數(shù)


[0098]在上述典型算例構(gòu)建的基礎(chǔ)上，對ASAI進行可靠性計算，得到結(jié)果如表5所示： [0099]表5典型算例可靠性評估結(jié)論
[0101] 根據(jù)計算結(jié)果，對于超高壓電網(wǎng)、高壓配網(wǎng)以及中壓配網(wǎng)不同接線形式進行靈敏 度分析，可以總結(jié)出一些這幾類不同接線方式的共性和各自的特性。
[0102] (1)在所有典型算例中，ASAI最優(yōu)方案為算例6，其ASAI為0.999967，超過國網(wǎng)《配 電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》中規(guī)定的A類供電區(qū)域RS-3標準(4個9)，接近A+類供電區(qū)域RS-3標 準(5個9)。
[0103] (2)在所有典型算例中，ASAI最差方案為算例8,其ASAI為0.999862,達不到國網(wǎng) 《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》中規(guī)定的A類供電區(qū)域RS-3標準(4個9)。
[0104] (3)超高壓電網(wǎng)：在其它因素相同的情況下比較可靠性指標可知，220kV中心站接 線形式的ASAI高于終端站。
[0105] (4)高壓配網(wǎng)：在其它因素相同的情況下比較可靠性指標可知，110kV變電站負荷 比例B( 110:35 = 400:200)的ASAI高于負荷比例A( 110:35 = 200:400)。
[0106] (5)中壓配網(wǎng)：在其它因素相同的情況下比較可靠性指標可知，ASAI: 10kVK型站雙 環(huán)網(wǎng)接線的最高，輻射狀其次，單環(huán)網(wǎng)最低。
[0107] 根據(jù)工程綜合造價，確定需要的電網(wǎng)線路設(shè)備價格，根據(jù)每種典型接線的結(jié)構(gòu)及 對應(yīng)場景下的線路長度和負荷水平(600MVA)，得到每種配電設(shè)備的數(shù)量，乘以其單價加和 之后，可求得每種接線方案在不同場景下的總投資成本，如表6所示：
[0108]表6典型算例投資成本分析表(單位:億元）
[0110]
[0111]絕對可靠性評價法是以一項指定的可靠性指標作為評價依據(jù)，對于達不到該指標 的接線模式則不予考慮。其目的在于確保可靠性滿足要求的前提下，選取使系統(tǒng)投資最小 的接線模式。參考國網(wǎng)《配電網(wǎng)典型供電模式》中提出的主要規(guī)劃目標，要求A類供電區(qū)域供 電可靠率達到99.990%，B類供電區(qū)域供電可靠率達到99.965 %，本實施例分別以ASAI滿足 99.990 %、99.965 %為前提條件，對各典型算例下接線模式的優(yōu)劣進行比較分析，在滿足前 提條件的所有接線方式中選擇投資成本最小的作為該場景下的推薦接線方式。
[0112] 對于220kv中心站接線結(jié)構(gòu)，對于B類地區(qū)，將每種場景下滿足"ASAI高于 99.965%"這一判定標準同時投資成本最低的那種接線作為該場景下的推薦接線方式。所 有算例接線方式的可靠性ASAI值均能夠滿足B類地區(qū)要求。對于B類及以下地區(qū)選取的最佳 接線方案為算例2。該方案的總投資為60.07億元，平均每MVA用戶建設(shè)投資為1001.1萬元。 其電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為220kV中心站雙母雙分+110kV雙側(cè)三鏈+35kV線變組+K型站單環(huán)網(wǎng)，負荷比例 為 110kV: 35kV = 200:400，ASAI 為 99 · 9883%
[0113] 對于A類地區(qū)選取的最佳接線方案為算例3。該方案的總投資為88.01億元，平均每 MVA用戶建設(shè)投資為1466.9萬元。其電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為2201^中心站雙母雙分+1101^雙側(cè)三鏈+ 35kV線變組+K型站雙環(huán)網(wǎng)，負荷比例為110kV: 35kV = 200:400，ASAI為99.993%。
[0114] 同理，對于220kv終端站接線結(jié)構(gòu)，對于A類地區(qū)，將每種場景下滿足"ASAI高于 99.990%"這一判定標準同時投資成本最低的那種接線作為該場景下的推薦接線方式。根 據(jù)校驗，6類算例中，算例9、算例10、算例12這3類接線方式下可靠性ASAI值均高于 99.990%。
[0115] 對于B類地區(qū)，將每種場景下滿足"ASAI高于99.965%"這一判定標準同時投資成 本最低的那種接線作為該場景下的推薦接線方式。所有算例接線方式的可靠性ASAI值均能 夠滿足B類地區(qū)要求。
[0116] 根據(jù)5.2節(jié)的典型算例投資成本分析，對于A類地區(qū)選取的最佳接線方案為算例9。 該方案的總投資為89.27億元，平均每MVA用戶建設(shè)投資為1487.9萬元。其電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為220kV 終端站線變組+110kV雙側(cè)三鏈+35kV線變組+K型站雙環(huán)網(wǎng)，負荷比例為110kV: 35kV = 200: 400，ASAI 為99.9912%。
[0117]對于B類及以下地區(qū)選取的最佳接線方案為算例8。該方案的總投資為61.33億元， 平均每MVA用戶建設(shè)投資為1022.1萬元。其電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為220kV中心站雙母雙分+110kV雙側(cè)三 鏈+35kV線變組+K型站單環(huán)網(wǎng)，負荷比例為110kV: 35kV = 200:400，ASAI為99.9862%。
【主權(quán)項】
1. 一種基于絕對可靠性評價的城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，用于優(yōu)化更新城市已有電網(wǎng)結(jié) 構(gòu)，所述城市包括多個供電地區(qū)，其特征在于，所述方法包括以下步驟： S1，根據(jù)城市各供電地區(qū)已有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，將其中超高壓配電網(wǎng)變電站、高壓配電網(wǎng)不同 負荷等級的分配比例和中壓配電網(wǎng)線路作為三個關(guān)鍵元素進行組合，構(gòu)造多種典型電網(wǎng)結(jié) 構(gòu)，各典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)包含的三個關(guān)鍵元素不全相同； 52, 選擇一個供電地區(qū)，利用電網(wǎng)設(shè)備搭建與該供電區(qū)域匹配的各典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，采用 該供電地區(qū)夏大方式運行時的電網(wǎng)設(shè)備的負荷數(shù)據(jù)和可靠性參數(shù)歷史數(shù)據(jù)作為各典型電 網(wǎng)結(jié)構(gòu)計算數(shù)據(jù)； 53, 根據(jù)步驟S2所述的各典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)計算數(shù)據(jù)，分別對各典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行可靠性 評估，評估內(nèi)容為戶均供電可用率指標ASAI; S4，采用絕對可靠性評價，選擇供電地區(qū)的最優(yōu)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，具體為:計算各典型電網(wǎng)結(jié) 構(gòu)投資成本，在滿足ASAI高于設(shè)定標準值的前提下，選擇投資成本最小的典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)作 為最優(yōu)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)； S5,返回步驟S2,直到每個供電地區(qū)的最優(yōu)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)選擇完畢。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于絕對可靠性評價的城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征 在于，所述的超高壓配電網(wǎng)變電站類型包括中心站、中間站和終端站，所述的高壓配電網(wǎng)負 荷等級包括llOkv和35kv，所述的中壓配電網(wǎng)線路類型包括電纜網(wǎng)雙環(huán)式、電纜網(wǎng)單環(huán)式、 架空網(wǎng)多分段適度聯(lián)絡(luò)和架空網(wǎng)輻射式。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于絕對可靠性評價的城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征 在于，所述的可靠性參數(shù)包括變壓器強迫停運率、線路強迫停運率、變壓器可用系數(shù)、線路 可用系數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于絕對可靠性評價的城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征 在于，所述的戶均供電可用率指標ASAI計算式為：式中，i是典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的負荷點編號，Ui是第i個負荷點的年均停運時間，各負荷點 的年均停運時間根據(jù)可靠性參數(shù)計算獲得是第i個負荷點的用戶數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于絕對可靠性評價的城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征 在于，所述的步驟S4中，所述的ASAI設(shè)定標準值與對應(yīng)供電地區(qū)用戶年平均停電時間呈負 相關(guān)，用戶年平均停電時間越多，ASAI設(shè)定標準值越低。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于絕對可靠性評價的城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征 在于，所述的投資成本計算方法為:將典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于供電地區(qū)，根據(jù)供電地區(qū)負荷水 平，計算對應(yīng)的線路長度及配電設(shè)備數(shù)量，分別乘以單價并求和，得到投資成本。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于絕對可靠性評價的城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征 在于，所述的步驟S2中，歷史數(shù)據(jù)選擇近5~10年的數(shù)據(jù)取平均值。
【文檔編號】G06Q10/04GK105868851SQ201610181666
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】黃超, 黃一超, 黃阮明, 徐逸清
【申請人】國網(wǎng)上海市電力公司