专利名称：一种基于大型企业供电网的运行水平和供电能力评估方法
技术领域：
本发明属于供电网运行水平和供电能力评估技术领域，具体涉及一种基于大型企业供电网的运行水平和供电能力评估方法。
背景技术：
电力是现代化企业生产最重要的能源和动力，电力的供应状况直接影响到现代化企业的正常生产，同时企业又离不开供电网的配合和支撑。由于大型企业规模大，耗电量多，要求供电可靠性高，存在连续生产的设备多，负荷率较高，且大多数用电负荷为大容量冲击性负荷，由此产生的高次谐波对供电网的安全性影响较大。同时，这些大型企业一 般建厂较早，大多数供电设备已经老化，严重影响了供电可靠性；加上企业内部供电网规划不受重视，基础薄弱，多年来供电网建设仅为了应付负荷增长，而未深入考虑供电安全可靠运行及经济性，供电网易发生供电事故，严重影响企业的正常生产，带来不必要的经济损失。目前，一些大型企业缺乏系统、科学的供电网运行水平和供电能力的分析评估方法，对供电网现存的和可能出现的问题不能定量地给出问题的严重程度。因此，为了科学、准确地评估当前大型企业供电网的整体供电能力，正确评估现状电网存在的问题，改善企业内部供电网的运行状况，避免或减少事故发生的几率，提高企业供电网经济效益，保证供电网的安全性和可靠性,迫切需要建立系统的大型企业供电网评估体系和方法。
发明内容
本发明是针对目前的评估方法尚未对大型企业供电网的运行水平和供电能力进行量化地评估，提出了一种基于大型企业供电网的运行水平和供电能力评估方法，该方法适用于对企业供电网的运行水平和供电能力开展评估，建立了一套大型企业供电网的运行水平和供电能力评估体系，该方法针对运行水平和供电能力两方面制定评估指标，对应各评估指标配备有相应的评分公式，通过计算直观量化地反映企业供电网运行水平和供电能力的现状情况。本发明的目的是采用下述技术方案实现的一种基于大型企业供电网的运行水平和供电能力评估方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤A、确定评估范围；B、收集并校验评估基础数据；C、导出单项评估指标数据；D、计算所述单项评估指标得分；E、得到运行水平和供电能力得分；F、分析评估结果。优选的，所述步骤A中，根据企业需要，对企业供电网全网或局部供电网，或供电网规划建设的不同阶段(规划建设的前期或后期)，确认所评估企业供电网的评估范围。
优选的，所述步骤B中，收集并校验所述企业供电网的评估基础数据；所述评估基础数据包括所述企业供电网的运行水平和供电能力；所述运行水平包括装备水平、设备运行状况和电网运行状况；所述供电能力包括负载能力和转供能力。较优选的，所述装备水平包括运行超30年线路比例(％):运行年限不少于30年的线路长度之和/线路总长度；运行超20年变压器比例(％):运行年限不少于20年的变压器台数之和/变压器总台数；运行超20年开关比例(％):运行年限不少于20年的开关台数之和/开关总台数；高损耗变压器比例(％) S7及更早期的变压器台数之和/变压器总台数；高损耗变压器指S7及更早期型号的变压器，因其超出了《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》(GB20052)中规定的能效限定值； 开关无油化率(％):非油开关台数之和/开关总台数。较优选的，所述设备运行状况包括线路故障停电率(次/百公里 年)全年内每IOOkm线路故障停电次数；变压器故障停电率(次/百台 年)全年内每百台变压器故障停电次数；开关设备故障停电率(次/百台 年)全年内每百台开关设备的故障停电次数。较优选的，所述电网运行状况包括电能质量包括谐波电压和电流合格比例、电压偏差合格比例、三相电压不平衡度合格比例和电压波动和闪变合格比例；谐波电压和电流合格比例(％):谐波电压和电流值达到国家标准规定范围内的测量点个数/总测量点个数。所述国家标准规定范围指的是《电能质量公用电网谐波》(GB/T 14549))；电压偏差合格比例(％):电压偏差值达到国家标准规定范围内的测量点个数/总测量点个数。所述国家标准规定范围指的是《电能质量供电电压偏差》(GB/T 12325)；三相电压不平衡度合格比例(％):三相电压不平衡度达到国家标准规定范围内的测量点个数/总测量点个数。所述国家标准规定范围指的是《电能质量三相电压允许不平衡度》(GB/T15543)；电压波动和闪变合格比例(％)电压波动和闪变值在国家标准规定范围内的测量点个数/总测量点个数。所述国家标准规定范围指的是《电能质量电压波动和闪变》(GB/T 12326))；无功补偿度指功率因数；损耗(％):(供电企业出售给企业的电量-企业统计用电量)/供电企业出售给企业的电量；所述企业统计用电量指企业自行对用电单元如车间、办公和生活区的统计用电量。较优选的，所述负载能力包括容载比评估区域内(企业划定的评估区域)同一电压等级供电网的变电设备总容量(kVA) /对应的总负荷(kW)；线路重载比例(％):重载线路条数之和/线路总条数；所述重载线路指线路年最大负载率达到或超过70%且持续I小时以上；变压器重载比例(％):过载变压器台数之和/变压器总台数；所述过载变压器指变压器年最大负载率达到或超过80%且持续2小时以上。较优选的，所述转供能力包括线路满足N-I比例(％):满足N-I原则的线路条数之和/线路总条数。所述N-I原则参照行业标准 《电力系统安全稳定导则》(DL 755)中的术语定义；不同变电站联络线路比例(％):与不同变电站有联络的线路条数之和/线路总条数。优选的，所述步骤C中，运用评分表达式导出各个单项评估指标数据；根据收集上来的基础数据，通过表I、表2指标含义中定义的公式计算得出需要的指标数据，如指标中的运行年限超过30年的线路比例(％)，收集上来的基础数据为运行年限超过30年的线路条数和供电网的线路总条数，需要求取指标所需数据为
运行年限超过30年的线路比例(％ )=运fr年P艮1§啦0-年白勺H足各I数.
供电网线路总条数 ’所述各个单项评估指标数据为运行超30年线路比例、运行超20年变压器比例、运行超20年开关比例、高损耗变压器比例、开关无油化率、线路故障停电率、变压器故障停电率、开关设备故障停电率、电能质量、谐波电压和电流合格比例、电压偏差合格比例、三相电压不平衡度合格比例、电压波动和闪变合格比例、无功补偿度、损耗、容载比、线路重载比例和变压器重载比例中的任意一个。优选的，所述步骤D的计算所述评估指标得分包括下述步骤a、获得单项评估指标的数值；b、计算各个单项评估指标的得分。优选的，所述步骤E中，对所述单项评估指标数据得分加权求和，得到企业供电网的运行水平和供电能力综合得分。优选的，所述步骤F中，分析运行水平和供电能力的评估结果，将所述评估结果分为高、较高和一般三级，对评估结果级别为一般的部分进行分析和改进。与现有技术比，本发明达到的有益效果是I、本发明为大型企业供电网的运行水平和供电能力评估提供了量化的理论依据。目前大型企业缺少供电网运行水平和供电能力方面的评估方法，本发明针对运行水平和供电能力两方面制定评估指标，对应各评估指标配备有相应的评分公式，通过计算直观地反映企业供电网运行水平和供电能力的现状情况，为大型企业供电网开展运行水平和供电能力评估提供科学的理论依据和支撑。2、本发明提出的评估体系科学合理，能为企业决策人员提供一种可靠、实用的评估方法。评估体系提出的指标数据有统一的规范性要求，易于获取，可信度高，能基本涵盖企业供电网运行水平和供电能力的主要方面，具有很强的可操作性，并且指标之间相互独立，互不重复，客观、准确地反映了企业供电网存在的现状问题，能为企业决策人员制定企业供电网开展供电网系统整治和专项治理、制定规划决策以及针对规划建设后供电网的经济效益评估等方面提供较为可靠、实用的评估方法。3、本发明应用于为大型企业供电网制定规划决策方面，可为企业带来巨大的经济效益。本评估体系可指导大型企业在实际的评估和规划工作中科学、合理、有效地安排供电网建设与改造项目，保证企业供电网的安全、可靠、经济运行，为企业优化供电网投资带来巨大的经济效益。
图I是本发明提供的基于大型企业供电网评估指标体系结构图；图2是本发明提供的基于大型企业供电网运行水平和供电能力的评估方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的详细说明。本发明提供的基于大型企业供电网运行水平和供电能力的评估方法的评估指标 体系如图I所示，评估指标体系由运行水平和供电能力两方面组成。运行水平分为装备水平、设备运行状况和电网运行状况三部分内容；供电能力分为负载能力和转供能力两部分内容。装备水平包括运行超30年线路比例(％):运行年限不少于30年的线路长度之和/线路总长度。本指标是用来反映评估区域老旧线路的情况。考虑在单条线路中，不同线段的实际运行年限可能不同，因此本指标按线路的长度进行统计。在统计时，只对运行年限超过30年的线段的长度进行统计相加。运行超20年变压器比例(％):运行年限不少于20年的变压器台数之和/变压器总台数。本指标是用来反映评估区域老旧变压器的情况。主要是依据变压器订货技术条件中变压器寿命期在20年及以上的要求。运行超过20年的变压器，其运行的经济性、安全性和能效指标均有所下降。运行超20年开关比例(％):运行年限不少于20年的开关台数之和/开关总台数。本指标是用来反映评估区域老旧开关的情况。依据开关的机械寿命和电气寿命，运行超过在20年及以上的开关，其运行的可靠性、安全性指标均有所下降。高损耗变压器比例(％) :S7及更早期型号的变压器台数之和/变压器总台数。本指标是为评估区域中变压器在节能减排方面的现状。高损耗变压器指S7及更早期型号的变压器，因其超出了《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》(GB 20052)中规定的能效限定值。开关无油化率(％):非油开关台数之和/开关总台数。本指标是评价评估区域中开关无油化改造情况。设备运行状况包括线路故障停电率(次/百公里 年)全年内每IOOkm线路故障停电次数。具体可参照《供电系统用户供电可靠性评价规程》有关术语定义；变压器故障停电率(次/百台 年)全年内每百台变压器故障停电次数。具体可参照《供电系统用户供电可靠性评价规程》有关术语定义；开关设备故障停电率(次/百台 年):全年内每百台开关设备的故障停电次数。具体可参照《供电系统用户供电可靠性评价规程》有关术语定义。
电网运行状况包括电能质量包括谐波电压和电流合格比例、电压偏差合格比例、三相电压不平衡度合格比例和电压波动和闪变合格比例；谐波电压和电流合格比例(％):谐波电压和电流值达到国家标准规定范围内的测量点个数；所述国家标准规定范围指的是《电能质量公用电网谐波》(GB/T 14549))；电压偏差合格比例(％)电压偏差值达到国家标准规定范围内的测量点个数；所述国家标准规定范围指的是《电能质量供电电压偏差》(GB/T 12325)；三相电压不平衡度合格比例(％):三相电压不平衡度达到国家标准规定范围内的测量点个数；所述国家标准规定范围指的是《电能质量三相电压允许不平衡度》(GB/T15543)；
电压波动和闪变合格比例(％)电压波动和闪变在国家标准规定范围内的测量点个数/总测量点个数；所述国家标准规定范围指的是《电能质量电压波动和闪变》(GB/T12326))；无功补偿度指功率因数。本评价指标采用功率因数值反映评估区域内的无功补偿情况；损耗(％):(供电企业出售给企业的电量-企业统计用电量)/供电企业出售给企业的电量。所述企业统计用电量指企业自行对各用电单元如车间、办公和生活区等的统计用电量。本评价指标包括企业在用电过程中产生的线路损耗、变压器损耗等技术损耗和管理损耗等。负载能力包括容载比评估区域内同一电压等级供电网的变电设备总容量(kVA) /对应的总负荷(kW)；线路重载比例(％):重载线路条数之和/线路总条数；所述重载线路指线路年最大负载率达到或超过70%且持续I小时以上，不计线路非正常运行方式下短时出现的大负载的情况；变压器重载比例(％):过载变压器台数之和/变压器总台数；所述过载变压器指变压器年最大负载率达到或超过80%且持续2小时以上，不计短时出现的大负载情况。转供能力包括线路满足N_1比例(％):满足N_1原则的线路条数之和/线路总条数。本指标是评价线路在单一故障条件下的供电安全性，考察线路的转供能力。所述N-I原则参照行业标准《电力系统安全稳定导则》(DL 755)中的术语定义。不同变电站联络线路比例(％):与不同变电站有联络的线路条数之和/线路总条数。对企业供电网进行运行水平和供电能力评估时，根据图I中所示的各项指标，收集企业评估区域相关评估基础数据，综合运用各种方法和手段，包括查阅和分析资料记录、手工计算、计算机软件分析等，获得各单项评估指标的数值。综合各数值对企业整体供电网进行评估，找出企业供电网存在的问题，衡量企业供电网的现状。本发明提供的基于大型企业供电网运行水平和供电能力的评估方法对各评估指标采用计算评分方式定量给出评估结果。
本发明提供的基于大型企业供电网运行水平和供电能力的评估方法包括下述步骤，流程图如图2所示A、确定评估范围；根据企业需要，对企业供电网全网或局部供电网，或供电网规划建设的不同阶段(规划建设的前期或后期)，确认所评估企业供电网的评估范围。
B、收集并校验评估基础数据；收集并校验所述企业供电网的评估基础数据；所述评估基础数据包括所述企业供电网的运行水平和供电能力；所述运行水平包括装备水平、设备运行状况和电网运行状况；所述供电能力包括负载能力和转供能力。C、导出单项评估指标数据；根据收集上来的基础数据，通过表I、表2指标含义中定义的公式计算得出需要的指标数据，如指标中有运行年限超过30年的线路比例(％)，收集上来的基础数据为运行年限超过30年的线路条数和供电网的线路总条数，需要求取指标所需数据为
运行年限超过30年的线路比例(％ )= ■运行"手丨棚奶0年獅■各1
供电网线路总条数 ’所述各个单项评估指标数据为运行超30年线路比例、运行超20年变压器比例、运行超20年开关比例、高损耗变压器比例、开关无油化率、线路故障停电率、变压器故障停电率、开关设备故障停电率、电能质量、谐波电压和电流合格比例、电压偏差合格比例、三相电压不平衡度合格比例、电压波动和闪变合格比例、无功补偿度、损耗、容载比、线路重载比例和变压器重载比例中的任意一个。D、计算所述单项评估指标得分a、获得单项评估指标的数值收集被评估企业供电网相关数据，综合运用各种方法和手段，包括查阅和分析资料记录、手工计算、计算机软件分析等，获得各单项评估指标的数值。b、计算单项评估指标的评分对各单项评估指标数值采用评估指标评分公式(各评估指标评分公式如表I、表2所示)，计算获得各单项评估指标的得分。E、得到运行水平和供电能力得分各单项评估指标数据得分乘以各自权重后，对运行水平和供电能力各部分进行加权求和，计算得到运行水平和供电能力综合得分。注应用本发明对不同企业供电网开展运行水平和供电能力评估时，可根据企业供电网的具体情况，对评估指标的权重进行相应调整。F、分析评估结果运行水平评估结果总分为50分，其中装备水平15分、设备运行状况20分、电网运行状况15分。供电能力评估结果总分为50分，其中负载能力30分、转供能力20分。综合评估结果总分为100分，其中运行水平50分、供电能力50分。综合评估的结论分为“高”、“较高”和“一般”三级。得分率在90%及以上的评估结果为“高”;得分率在70% 90%之间的评估结果为“较高”;得分率在70%及以下的评估
结果为“一般”。对评估结果为“一般”的部分，应针对运行水平和供电能力存在的不足，提出分析和改进措施。评估指标部分评分结果及评估指标评分区间参考表如表3所示。I、大型企业供电网运行水平的评估指标、指标含义、评分公式及权重如表I所示。表I运行水平的评估指标、指标含义、评分公式及权重
权利要求
1.一种基于大型企业供电网的运行水平和供电能力评估方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤 A、确定评估范围； B、收集并校验评估基础数据； C、导出单项评估指标数据； D、计算所述单项评估指标得分； E、得到运行水平和供电能力得分； F、分析评估结果。
2.如权利要求I所述的评估方法，其特征在于，所述步骤A中，根据企业需要，对大型企业供电网全网或局部供电网，或供电网规划建设的不同阶段，确认所评估企业供电网的评估范围。
3.如权利要求I所述的评估方法，其特征在于，所述步骤B中，收集并校验所述企业供电网的评估基础数据；所述评估基础数据包括所述企业供电网的运行水平和供电能力；所述运行水平包括装备水平、设备运行状况和电网运行状况；所述供电能力包括负载能力和转供能力。
4.如权利要求3所述的评估方法，其特征在于，所述装备水平包括 运行超30年线路比例运行年限不少于30年的线路长度之和/线路总长度； 运行超20年变压器比例运行年限不少于20年的变压器台数之和/变压器总台数； 运行超20年开关比例运行年限不少于20年的开关台数之和/开关总台数； 高损耗变压器比例S7及更早期型号的变压器台数之和/变压器总台数； 开关无油化率非油开关台数之和/开关总台数。
5.如权利要求3所述的评估方法，其特征在于，所述设备运行状况包括 线路故障停电率全年内每IOOkm线路故障停电次数； 变压器故障停电率全年内每百台变压器故障停电次数； 开关设备故障停电率全年内每百台开关设备的故障停电次数。
6.如权利要求3所述的评估方法，其特征在于，所述电网运行状况包括 电能质量包括谐波电压和电流合格比例、电压偏差合格比例、三相电压不平衡度合格比例和电压波动和闪变合格比例； 谐波电压和电流合格比例谐波电压和电流值达到国家标准规定范围内的测量点个数/总测量点个数； 电压偏差合格比例电压偏差值达到国家标准规定范围内的测量点个数/总测量点个数； 三相电压不平衡度合格比例三相电压不平衡度达到国家标准规定范围内的测量点个数/总测量点个数； 电压波动和闪变合格比例电压波动和闪变值在国家标准规定范围内的测量点个数/总测量点个数； 无功补偿度指功率因数； 损耗(供电企业出售给企业的电量-企业统计用电量)/供电企业出售给企业的电量；所述企业统计用电量指企业自行对用电单元统计用电量。
7.如权利要求3所述的评估方法，其特征在于，所述负载能力包括 容载比评估区域内同一电压等级供电网的变电设备总容量(kVA)/对应的总负荷(kff)； 线路重载比例重载线路条数之和/线路总条数；所述重载线路指线路年最大负载率达到或超过70%且持续I小时以上； 变压器重载比例过载变压器台数之和/变压器总台数；所述过载变压器指变压器年最大负载率达到或超过80%且持续2小时以上。
8.如权利要求3所述的评估方法，其特征在于，所述转供能力包括 线路满足N-I比例满足N-I原则的线路条数之和/线路总条数； 不同变电站联络线路比例与不同变电站有联络的线路条数之和/线路总条数。
9.如权利要求I所述的评估方法，其特征在于，所述步骤C中，运用评分表达式导出各个单项评估指标数据； 所述各个单项评估指标数据为运行超30年线路比例、运行超20年变压器比例、运行超20年开关比例、高损耗变压器比例、开关无油化率、线路故障停电率、变压器故障停电率、开关设备故障停电率、电能质量、谐波电压和电流合格比例、电压偏差合格比例、三相电压不平衡度合格比例、电压波动和闪变合格比例、无功补偿度、损耗、容载比、线路重载比例和变压器重载比例中的任意一个。
10.如权利要求I所述的评估方法，其特征在于，所述步骤D的计算所述单项评估指标得分包括下述步骤 a、获得单项评估指标的数值； b、计算各个单项评估指标的得分。
11.如权利要求I所述的评估方法，其特征在于，所述步骤E中，对所述单项评估指标数据得分加权求和，得到企业供电网的运行水平和供电能力综合得分。
12.如权利要求I所述的评估方法，其特征在于，所述步骤F中，分析运行水平和供电能力的评估结果，将所述评估结果分为“高”、“较高”和“一般”三级，对评估结果级别为“一般”的部分进行分析和改进。
全文摘要
本发明属于供电网运行水平和供电能力评估技术领域，具体涉及一种基于大型企业供电网的运行水平和供电能力评估方法。该评估方法包括下述步骤A、确定评估范围；B、收集并校验评估基础数据；C、导出单项评估指标数据；D、计算所述单项评估指标得分；E、得到运行水平和供电能力得分；F、分析评估结果。该方法适用于对大型企业供电网的运行水平和供电能力方面开展评估，可直观量化地反映企业供电网的现状情况，能为企业决策人员开展供电网系统整治和专项治理以及制定规划决策提供较为可靠、实用的评估方法。同时本发明可指导在实际的评估和规划工作中科学、合理、有效地安排供电网建设与改造项目，为企业优化供电网投资带来巨大的经济效益。
文档编号G06Q10/00GK102750586SQ201210185369
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者侯义明, 惠慧, 赵明欣, 陈海, 韦涛 申请人:中国电力科学研究院