考虑经济性的含微网配电网接线模式规划及评估信息系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种考虑经济性的含微网配电网接线模式规划及评估信息系统，包括依次连接的数据库模块、输入模块、分析模块、规划及评估模块和输出模块；所述的输入模块从数据库模块获取接线模式、微网数据和电力设备数据，所述的分析模块根据输入模块输入的数据分析计算出各接线模式的购置阶段费用各运行阶段费用数据，并发送至规划及评估模块；所述的规划及评估模块根据接收到的数据，首先对微网中分布式电源进行规划，得到微网单位负荷年费用，随后对含此微网的接线模式进行经济性评估，输出模块输出规划及评估结果。与现有技术相比，本发明具有效率高、整合性强、紧密结合工程实际等优点。
【专利说明】考虑经济性的含微网配电网接线模式规划及评估信息系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种考虑经济性的含微网配电网接线模式规划及评估信息系统。
【背景技术】
[0002] 随着电网规模的不断扩大，超大规模电力系统也呈现出一些弊端，比如成本高，运 行难度大，难以适应用户越来越高的安全和可靠性要求以及多样化的供电需求等。为了克 服这些弊端，微网技术应运而生，其能弥补远距离、超高压输电的不足，并能满足用户越来 越高的安全可靠性需求。
[0003] 微网技术的提出旨在中低压电网层面上实现分布式发电技术的灵活、高效应用， 解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网运行时的主要问题，因此在微网中研究分布式 电源优化规划十分必要；其次，微网接入配电网对传统接线方式的经济性、可靠性等都会产 生一定程度的影响，因此研究微网接入配电网后的接线模式非常重要；最后，对微网接入后 的接线模式进行经济性和可靠性成本评价。因此，对微网接入后的接线模式规划及评估对 配电网而言十分重要。
[0004] 经对现有文献进行检索发现，现有文献中，缪源诚、程浩忠、龚小雪等在《中国电机 工程学报》（2012,32(1) :17-23)上发表的《含微网的配电网接线模式探讨》通过建立隶属 度函数从最大短路电流、最大支路电压降落、系统平均供电可靠率指标、单位负荷年费4个 方面对含微网以及不含微网的各种配电网接线模式进行综合评价，由此给出含微网的配电 网接线模式推荐意见；徐迅、陈楷、龙禹等在《电网技术》（2013,37 (4) :914-921)上发表的 《考虑环境成本和时序特性的微网多类型分布式电源选址定容规划》以分布式电源投资费 用、燃料费用、网络损耗费用和环境赔偿费用最小为目标函数，采用遗传算法对规划模型进 行求解，规划了微网中的分布式电源类型、位置和容量。柳璐、王和杰、程浩忠等在《考虑经 济性的电力系统经济性评估方法》建立了更具完整性和兼容性的三维LCC模型并提出了一 系列经济性评估策略和指标为进一步加强成本管理和完善经济性评估方法提供了新的思 路和有效手段。以上文献从微网接入后的接线模式、微网中分布式电源优化规划以及经济 性评价角度进行论述，缺乏整合性，所以在微网中分布式电源的规划以及接入后的接线模 式评估值得深入研究。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种效率高、整合性 强、紧密结合工程实际的考虑经济性的含微网配电网接线模式规划及评估信息系统。
[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007] -种考虑经济性的含微网配电网接线模式规划及评估信息系统，其特征在于，包 括依次连接的数据库模块、输入模块、分析模块、规划及评估模块和输出模块；
[0008] 所述的输入模块从数据库模块获取接线模式、微网数据和电力设备数据,所述的 分析模块根据输入模块输入的数据分析计算出各接线模式的购置阶段费用各运行阶段费 用数据，并发送至规划及评估模块；所述的规划及评估模块根据接收到的数据，首先对微网 中分布式电源（Distributed Generation,简称DG)进行规划，得到微网单位负荷年费用， 随后对含此微网的接线模式进行经济性评估，输出模块输出规划及评估结果。
[0009] 所述的数据库模块包含网架接线模式库、微网库和电力设备库；所述的输入模块 输入数据包含地块面积、地块负荷密度、网架接线模式、微网参数、电力设备参数以及配电 网经济技术需求指标数据。
[0010] 所述的分析模块包括购置阶段费用计算子模块、运行阶段费用计算子模块、环境 成本计算子模块和配电网经济技术约束子模块；
[0011] 其中，购置阶段费用计算子模块根据地块面积、地块负荷特点数据、网架接线模 式、微网参数及电力设备参数的数据计算购置阶段费用；运行阶段费用子模块根据地块面 积、地块负荷特点数据、网架接线模式、微网参数及电力设备参数的数据计算运行阶段费 用；环境成本计算子模块计算微网接入下配电网接线模式的环境成本；配电网经济技术约 束子模块给出了微网中分布式电源优化规划需满足的经济技术约束条件。
[0012] 所述的购置阶段费用包括变电站设备购置费用和线路设备购置费用；
[0013] 所述的变电站设备购置费用为变电站设备购置费用等年值NFS :
[0014]
【权利要求】
1. 一种考虑经济性的含微网配电网接线模式规划及评估信息系统，其特征在于，包括 依次连接的数据库模块、输入模块、分析模块、规划及评估模块和输出模块； 所述的输入模块从数据库模块获取接线模式、微网数据和电力设备数据，所述的分析 模块根据输入模块输入的数据分析计算出各接线模式的购置阶段费用各运行阶段费用数 据，并发送至规划及评估模块；所述的规划及评估模块根据接收到的数据，首先对微网中分 布式电源进行规划，得到微网单位负荷年费用，随后对含此微网的接线模式进行经济性评 估，输出模块输出规划及评估结果。
2. 根据权利要求1所述的一种考虑经济性的含微网配电网接线模式规划及评估信息 系统，其特征在于，所述的数据库模块包含网架接线模式库、微网库和电力设备库；所述的 输入模块输入数据包含地块面积、地块负荷密度、网架接线模式、微网参数、电力设备参数 以及配电网经济技术需求指标数据。
3. 根据权利要求2所述的一种考虑经济性的含微网配电网接线模式规划及评估信息 系统，其特征在于，所述的分析模块包括购置阶段费用计算子模块、运行阶段费用计算子模 块、环境成本计算子模块和配电网经济技术约束子模块； 其中，购置阶段费用计算子模块根据地块面积、地块负荷特点数据、网架接线模式、微 网参数及电力设备参数的数据计算购置阶段费用；运行阶段费用子模块根据地块面积、地 块负荷特点数据、网架接线模式、微网参数及电力设备参数的数据计算运行阶段费用；环境 成本计算子模块计算微网接入下配电网接线模式的环境成本；配电网经济技术约束子模块 给出了微网中分布式电源优化规划需满足的经济技术约束条件。
4. 根据权利要求3所述的一种考虑经济性的含微网配电网接线模式规划及评估信息 系统，其特征在于，所述的购置阶段费用包括变电站设备购置费用和线路设备购置费用； 所述的变电站设备购置费用为变电站设备购置费用等年值NFS :
其中，Cs为变电站综合投资费用，r电力工业年投资回收率，ns为变电站经济使用年 限； 所述的线路设备购置费用为线路设备购置费用等年值：
式中&为线路经济使用年限，(^为线路综合投资费用，计算公式为 CL = NlX (LX^XCi+Q+fcum-l) XCf+Cc) 其中，L为每回主干线长度；k,为线路曲折系数，即运用理想线路长度估算实际线路长 度时的比例系数A为线路单位长度投资；Cd为线路首端断路器投资；Cf为分段开关的投 资；C。为联络开关分摊到各条支路的费用；num为线路的分段数。
5. 根据权利要求3所述的一种考虑经济性的含微网配电网接线模式规划及评估信息 系统，其特征在于，所述的运行阶段费用包括变电站运行费用、线路运行费用以及可靠性收 Μ ; 所述的变电站运行费用为变电站运行费用等年值： Us = a AAsX1(T4+U0 其中，％为变电站的维护检修费，α为电价，AAS为变压器全年的电能损失总和； 所述的线路运行费用为线路运行费用等年值： UL = a AAlXIO^+U! A为线路的维护检修费，α为电价，单位为元/kWh，ΛΑ^线路全年的电能损失总和， Λ\的计算公式为： Δ AL = NLX ( Δ Ρ+Κ Δ Q) X μ X τ 队表示变电站出线总回数，Κ为无功经济当量，τ为最大负荷损耗小时数；μ为线路负 荷分布系数；ΛΡ、分别表示负荷分段上的有功和无功损耗，计算公式为：
其中，P、Q为线路输送的总的有功功率和无功功率，UN为额定电压；Ls为单回常带负荷 线路长度，A、X(l分别表示每公里线路的电阻值和电抗值； 所述的微网可靠性收益为微网接入后，各接线模式的可靠性提高而减少了用户停电 事件，从而减少了用户的停电损失，可靠性收益的公式为：
弍中，停电时间减少带来的可靠性效益；为可靠性效益折算倍数；a为平均电价； 匆用户总数；Λ SAIDI为加入微网前后用户平均停电时间差； 所述的SAIDI为：
式中，队为负荷点i的用户数，％为年停运时间。
6. 根据权利要求3所述的一种考虑经济性的含微网配电网接线模式规划及评估信息 系统，其特征在于，所述的环境成本为微网发电的环境价值，公式为：
式中，L为第i项污染物的环境价值A为第i项污染物的排放量A为第i项污染 物的排污收费额。
7. 根据权利要求1所述的一种考虑经济性的含微网配电网接线模式规划及评估信息 系统，其特征在于，所述的规划及评估模块包括微网中分布式电源规划子模块和接线模式 经济性评估子模块，微网中分布式电源规划子模块计算得到微网中的分布式电源接入类 型、数量和位置，进一步得到微网单位负荷年费用，并将数据传入接线模式经济性评估子模 块。
8. 根据权利要求7所述的一种考虑经济性的含微网配电网接线模式规划及评估信息 系统，其特征在于，所述的微网中分布式电源规划子模块的目标为微网年费用最小，约束条 件为潮流平衡约束、电压约束、支路潮流约束，以遗传算法作为模型的求解算法，得到微网 中分布式电源安装位置、安装容量以及安装类型，并计算得到微网单位负荷年费用。
9. 根据权利要求8所述的一种考虑经济性的含微网配电网接线模式规划及评估信息 系统，其特征在于，所述的微网年费用最小：
瓦干：(JDe刃UGK资贾用；(Jf^DG产生的燃料费用；C 1()SS为网络损耗费用；Ce为环境污 染赔偿费用； 所述的潮流平衡约束：
式中：Ρω分别为节点i的发电机有功出力，Ntype为待选分布式电源类型
为节点i安 装类型j分布式电源数量；Pdw_为类型j的分布式电源单位出力（kW):
为节点i的有功 负荷，A是节点i电压向量的幅值，j e i表示节点i与节点j相连，和&分别是导纳 矩阵的实部和虚部，分别表示电导和电纳，Θ u表示i和j两节点电压间的相角差；Qei为节 点i的发电机无功出力，α为功率因数角，
为节点i的有功负荷； 所述的电压约束： 0. 93Un ^ Uj ^ 1. 07UN(i = 1. . . Nb) 式中：UN为节点额定电压，％为节点i的电压幅值，Nb为节点数量； 所述的支路潮流约束： Sj € Sjmax Sj为支路传输功率，s_x为支路传输功率上限。
10. 根据权利要求7所述的一种考虑经济性的含微网配电网接线模式规划及评估信息 系统，其特征在于，所述的接线模式经济性评估子模块，得到含微网的接线模式单位负荷年 费用，公式为： c= (NFs+NFL+Us+UL+CMG-Cre)/L 式中，NFS、N匕为变电站、线路设备购置费用；Us、&为变电站、线路运行费用；C K为微网 年费用；为微网所减少的环境成本；L为负荷大小。
【文档编号】G06Q50/06GK104156884SQ201410378083
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】程浩忠, 刘舒, 方略, 时珊珊, 张益飞, 方陈, 曾平良, 张沈习, 兰洲, 谢潜 申请人:国网上海市电力公司, 上海交通大学, 中国电力科学研究院, 国网浙江省电力公司经济技术研究院, 上海电力学院