期最大下网负荷约1050万千瓦；该电网具有67个220kV变电站，变电站 彼此联系紧密，共计有175回线路，部分变电站之间有四回线路。
[0082] 其中，220kV变电站节点编号数据，如表1所示；220kV交流线数据如表2所示、与 500kV变电站直接联系的220kV站点数据如表3所示，主要包含220kV变电站联系和线路回 数；表4为某实际电网分区方案；表5为针对各分区方案，进行静态安全分析的结果；对分 区方案分别进行三相短路电流和单相短路电流校验，结果如表6和表7所示；表8为为对三 级评价指标进行信息熵处理，形成的二级评价指标，指标I、指标II、指标III和指标IV分 别对应三相短路电流、单相短路电流、主变"N-1"和重要线路"N-1"信息熵化后形成的二级 评价指标；表9方案按各二级评价指标值大小排序的结果；表10为采用二级评价指标进行 主成分分析法分析，形成的一级综合评价指标。
[0083] 表1. 220kV变电站编号
[0084] CN 105139283 A 说明书 6/10 页
[0085] 表2. 220kV交流线数据
[0086]
[0087] UiN 丄丄乙(50 Λ -/·!·? I/ 丄U X
[0088] 表3.与500kV变电站直接联系的220kV站点信息
[0089]
[0090] 表4. 220kV环网分区方案
[0091]
[0092] 表5.分区方案静态安全分析（主变"N-1"、重要线路"N-1"）
[0093]
[0094] 表6.短路电流校验（三相短路电流）
[0095] CN 105139283 A 仇叱卞> 8/10 页
[0096] 表7.短路电流校验（单相短路电流）
[0097]
[0098] 表8.二级评价指标值
[0099]
[0100] 表9.二级指标评价结果
[0101]
[0102] 表10. -级综合评价指标值
[0103]
[0104] 由上述结果表明，基于信息熵主成分分析的220kV城市环网分区方案评估方法， 考虑静态安全分析（电网500kV变电站主变"N-1"、重要线路"N-1"）和短路电流校验（与 电网500kV变电站主变直接相连的220kV母线处三相短路电流、单相短路电流）两大类指 标；采用信息熵方式分别提炼三相短路电流、单相短路电流、主变"N-1"的潮流和重要线路 "N-1"另一回线路潮流四类指标成二级评价指标后，结合主成分分析方法对二级指标进行 指标数据标准化、获取相关矩阵R的特征根和特征向量后，按方差贡献率确定主成分个数， 形成能反映分区方案优劣的一级综合评价指标体系。
[0105] 最后以某实际电网为例，验证了该方法的有效性；具体过程分基于信息熵方式形 成的二级评价指标和采用主成分分析法构建的一级综合评价指标两部分。
[0106] 1)基于信息熵方式形成二级评价指标分析
[0107] 二级评价指标分为三相短路电流、单相短路电流、主变"N-1"和重要线路"N-1"四 部分，分别用指标I、指标II、指标III和指标IV表示；各方案的二级评价指标及其按二级 指标排序，结果分别如表8和表9所示。
[0108] A、指标I分析
[0109] 基于信息熵方式提取反映三相短路电流的二级评价指标，即指标I ;指标I的值， 按方案1到方案4指标I的值依次为0. 3574、0. 1758、0. 2202和0. 2465 ;仅从三相短路电 流指标分析时，可以得知：方案1为最优方案，其次顺序依次为方案4、方案3和方案2 ;究 其原因，220kV侧断路器开关遮断电流为50kA，发生三相短路故障时，其电流值越小，短路 电流安全裕度则越高；分析表6,方案1到方案4的三相短路电流平均值依次为41. 1117kA、 45. 6756kA、44. 6566kA和44. 4247kA。显然，其结果和基于信息熵提取的指标I反映结果相 同。
[0110] B、指标II分析
[0111] 基于信息熵方式提取反映单相短路电流的二级评价指标，即指标II ;对指标II进 行类似指标I的分析。
[0112] 单相短路电流指标信息熵分析与三相短路电流指标信息熵分析类似；结合表 7,方案1到方案4的单相短路电流平均值依次为45. 5809kA、47. 5270kA、47. 3880kA和 44. 4481kA，可见方案4平均单相短路电流裕度最高，为11. 10 %，其次顺序依次为方案I、方 案3和方案2 ;参照表8,可知其结果与指标II所体现方案优劣的顺序一致。
[0113] C、指标III分析
[0114] 基于信息熵方式提取反映500kV变电站主变"N-1"的二级评价指标，即指标III ; 指标ΠΙ的值，按方案1到方案4的顺序依次为0. 2428、0. 3883、0. 1782和0. 1306 ;可见， 仅从指标III角度考虑时，方案2为最优方案，其指标III的值为0. 3883,其次依次为方案 1、方案3和方案4。
[0115] 考虑到研究电网中500kV变电站主变的220kV侧的额定容量为1000MVA，结合主变 "N-1"后的潮流数据，值得注意的是A站点对应的500kV变电站有三台主变，其余均为两台 主变；依据表5,可计算出电网500kV变电站主变的平均负载率，方案1到方案4的主变平 均负载率依次为76. 32%、76. 69%、76. 06 %和72. 54%。仅从主变负载率分析时，方案2为 最优方案，其次顺序依次为方案1、方案3和方案4 ;由表9中得知，各方案按指标III排序 依次为方案2、方案1、方案3和方案4,同基于主变负载率获取方案优劣的顺序一致。
[0116] D、指标IV分析
[0117] 基于信息熵方式提取反映电网重要线路"N-1"的二级评价指标，即指标IV ;指标 IV的值，按方案1到方案4的顺序依次0. 1379、0. 2053、0. 4985和0. 1583 ;可见，仅从指标 IV分析时，方案3为最优方案，其指标IV值为0. 4985,其次依次为方案2、方案4和方案1。
[0118] 考虑到WX-DEF、WX-YZ和M-N交流线路的热稳极限依次为458Mff、606Mff和606MW ; 可计算线路"N-1"后另一回线路潮流与其热稳极限的比值，即线路负载率；在方案中，主要 将每条线路该值的平均值作为方案优劣的评估依据；分析表5,可知重要线路"N-1"时，方 案1到方案4线路平均负载率依次为26. 30 %、28. 10 %、34. 53 %和26. 69 %，可见方案3为 最优方案，其次依次为方案2、方案4和方案1 ;同基于彳目息烟提取线路"N-I "彳目息的二级指 标IV所反映方案优劣的顺序相同。
[0119] 2) -级综合指标的主成分模型评价
[0120] 基于信息熵提取三相短路电流、单相短路电流、主变"N-1"和线路"N-1"下属并列 指标信息，形成二级评价指标。采用主成分分析法对二级评价指标进行分析。
[0121] 由图2可知，二级指标矩阵的特征根降序排序结果为2. 3415、I. 4179、0. 2405和 0. 0001。各成分分量占全分量的比率分别为58. 54%、35. 45%、6. 01 %和0. 00%。根据主 成分分析的"85%"原则，形成主成分矩阵仅需考虑特征根为2. 3415和1. 4179对应的特征 向量。
[0122] 进而对以上提取的二级评价指标进行主成分分析，形成反映方案优劣的一级综 合评价指标值，如表10所示；可以看出，方案1为最优方案，其一级综合评价指标值为 0. 1540,其次顺序依次为方案4、方案3和方案2,由上述实施例可以看出，本发明对电网分 区方案的评估更加客观，人为因素更小。
[0123] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种220kV城市环网分区方案评估方法，其特征在于，包括以下步骤： 获取220kV城市环网分区方案； 提取与500kV变电站有直接联系的220kV母线处的三相短路电流指标、单相短路电流 指标及500kV变电站主变"N-1"潮流指标、重要线路"N-1"的潮流指标； 提取上述四类指标的内部下属指标，并进行标准化处理，形成二级指标决策矩阵Rk = (Aj) nXm; 采用信息熵的方法对&内部指标信息进行信息熵处理，形成二级指标矩阵Z nik; 根据二级指标矩阵Znik通过主成分分析方法，计算一级综合评价指标值F ; 根据一级综合评价指标值F的大小评估分区方案。2. 根据权利要求1所述的一种220kV城市环网分区方案评估方法，其特征在于，所述二 级指标矩阵Znik的构建步骤如下： 将k个二级指标根据每个二级指标的方案样本数n和属性指标数m构成三级指标矩阵 Ak; 将负类属性指标进行规范化处理，后与其余指标共同对Ak进行Z-Score标准化处理， 得到第k个二级指标的决策矩阵Rk= (r 计算关于属性指标j的熵E]; 根据熵Ej计算信息偏差度d j，Clj= I-E j; 根据熵Ej和信息偏差度d j计算关于指标j的权重w 根据各指标的权重计算二级指标决策矩阵Rk，得到所有具有三级指标属性的二级指标 矩阵Zn,k。3. 根据权利要求1所述的一种220kV城市环网分区方案评估方法，其特征在于，所述一 级综合评价指标值F的计算方法如下： 根据矩阵Znik的特征根和特征向量，获取协方差系数矩阵R ; 根据方差贡献率确定主成分个数、主成分矩阵； 根据主成分矩阵和方差贡献率得到一级综合评价指标值F。4. 根据权利要求1所述的一种220kV城市环网分区方案评估方法，其特征在于，所述负 类属性指标规范化处理方法为：式中：4为负类属性指标。5. 根据权利要求3所述的一种220kV城市环网分区方案评估方法，其特征在于，所述一 级综合评价指标值F的计算方法为：式中：Fg每一个主成分线性加权值Fg= I Mn^lg2Iii2+*" lgpmp为每个主成分的方 差贡献率。6. 根据权利要求3所述的一种220kV城市环网分区方案评估方法，其特征在于，所述主 成分个数根据方差贡献率由大到小的排序的前85%确定。7.根据权利要求2所述的一种220kV城市环网分区方案评估方法，其特征在于：所述 Ak进行标准化变换的方法为： =(a"Sj应三级指标矩阵Ak的第i和j列。
【专利摘要】本发明公开了一种220kV城市环网分区方案评估方法，包括以下步骤：获取220kV城市环网分区方案；提取与500kV变电站有直接联系的220kV母线处的三相短路电流指标、单相短路电流指标及500kV变电站主变“N-1”潮流指标、重要线路“N-1”的潮流指标；提取上述四类指标的内部下属指标，并进行标准化处理，形成二级指标决策矩阵Rk＝(rij)n×m；采用信息熵的方法对Rk内部指标信息进行信息熵处理，形成二级指标矩阵Zn,k；根据二级指标矩阵Zn,k通过主成分分析方法，计算一级综合评价指标值F；根据一级综合评价指标值F的大小评估分区方案；本发明对城市环网分区方案评估更加客观，人为因素影响小，能够估计到下属指标，更加准确。
【IPC分类】G06Q50/06
【公开号】CN105139283
【申请号】CN201510527003
【发明人】刘天琪, 苏学能, 焦慧明, 王彪, 汤凡
【申请人】四川大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月25日