本发明涉及配电系统规划、运行及评估等领域，具体涉及一种配电系统运行效率评价模型的构建方法及系统。
背景技术：
：随着电力体制深化改革方案和配套文件的出台，对电网尤其是配电系统的运行效率，以及供电企业的运营能力和水平提出了更高的要求，配电系统的发展将从重视数量和质量逐步向关注效率和效益转变。这方面的研究工作也逐渐受到了重视，文献[1]开展了配电系统运行效率评价的相关研究工作，提出了基于负荷持续曲线的配电系统运行效率评价模型，从单体设备、配电层级、配电系统三个层次构建了评价指标体系。但该方法以单体设备为基本评价对象、以设备资产价值为权重逐级计算出整个配电系统的运行效率，并未考虑配电系统实际运行方式，导致评价结果存在失真的可能，特别是设备存在备用状态的时候。技术实现要素：为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种配电系统运行效率评价模型的构建方法及系统，本发明能够进一步提升配电系统运行效率评价的准确度，为精准把握电网运营现状、提高决策水平、引导投资方向提供支撑。本发明的目的是采用下述技术方案实现的：本发明提供一种配电网运行效率评价模型的构建方法，其改进之处在于，所述方法包括：1)获取配电网运行方式、电压等级和配电系统设备类型信息；2)依据配电网运行方式和配电设备类型，将配电设备进行组合，并对配电设备组合关键参数计算；3)依据配电设备组合关键参数建立配电设备组合运行效率评价模型；4)依据配电设备组合运行效率评价模型建立配电网运行效率评价模型。2、如权利要求1所述的配电网运行效率评价模型的构建方法，其特征在于，所述配电设备组合关键参数包括：配电设备组合的最大可输送负荷p1.0、配电设备组合在t时刻的实际运行负荷pl(t)和配电设备组合轻载时所对应的负荷pd；所述配电设备组合的最大可输送负荷p1.0为所述配电设备组合中所有设备额定容量的和；所述实际运行负荷pl(t)为所述配电设备组合在t时刻时，所有设备实际运行负荷之和；所述配电设备组合轻载时所对应的负荷pd为所述配电设备组合的最大可输送负荷p1.0的f倍，0<f<1，f按照配电设备组合额定容量的30％计算。进一步地，所述配电设备组合关键参数包括：配电设备组合的最大可输送负荷p1.0、配电设备组合在t时刻的实际运行负荷pl(t)和配电设备组合轻载时所对应的负荷pd；所述配电设备组合的最大可输送负荷p1.0为所述配电设备组合中所有设备额定容量的和；所述实际运行负荷pl(t)为所述配电设备组合在t时刻时，所有设备实际运行负荷之和；所述配电设备组合轻载时所对应的负荷pd为所述配电设备组合的最大可输送负荷p1.0的f倍，0<f<1。进一步地，所述配电设备组合关键参数，还包括：配电设备组合的安全运行限值pu，根据所述配电设备组合轻载时所对应的负荷pd和所述配电设备组合的安全运行限值pu将配电设备组合的负荷持续曲线分为三个区间，包括安全风险区间[0,te1]、合理区间[te1,te2]和低效区间[te2,t]；所述配电设备组合运行效率评价模型如下：式中：sj—评价周期内配电设备组合运行在第j段的实际供电量，j＝1、2、3；s＝s1+s2+s3为评价周期内设备的实际供电量，te1为设备负荷超过安全运行限值的时间，te2为设备负荷超过pd的时间、t为设备运行总时间；sej—评价周期内配电设备组合在第j段中满足安全运行限值的最大可输送电量，se＝se1+se2+se3为评价周期内设备满足安全运行限值的最大可输送电量，se1＝pu·te1，se2＝pu·(te2-te1)，se3＝pu·(t-te2)；se1、se2、se3分别表示评价周期内配电设备组合在安全风险区间[0,te1]、合理区间[te1,te2]和低效区间[te2,t]中满足安全运行限值的可输送电量；s1.0—评价周期内配电设备组合的最大设计可输送电量，se/s1.0＝pu/p1.0即为设备满足安全运行限值的最大负载率；ρj—运行在第j段的效率权重系数，即配电设备组合第j段持续供电时间占评价周期的比重；eer—配电设备组合运行效率。进一步地，所述配电系统设备类型包括线路类配电设备和变压器类配电设备；所述线路类配电设备，包括获取线路型号和接线方式档案类信息；所述变电类配电设备，包括获取变压器容量、配置方式档案类信息，以及每台变压器基于时序的有功功率数据。进一步地，所述线路类配电设备组合的安全运行限值pu由式(3)计算：式中：i——第i个设备；pi——第i个设备的额定容量；pli(t)——第i个配电设备在t时刻的实际运行负荷；n—变电站内变压器台数；k—变压器过载率，取1.0～1.3；p'1.0—单台变压器额定容量，单位为：mva。进一步地，所述变电类配电设备组合的安全运行限值pu由式(4)计算：式中：m—线路的预留备用容量，单位为mw，即邻近段线路故障停运时转移过来的最大负荷；p”1.0—对应线路安全电流限值的线路容量，单位为mva。进一步地，所述构建配电系统运行效率评价模型如下：式中：n’—系统中配电设备组合数量；ωi—第i个配电设备组合资产价值占系统总资产价值的权重；seri—为第i个配电设备组合的运行效率；ser为配电系统中配电设备组合的运行效率。本发明还提供一种配电网运行效率评价模型的构建系统，其改进之处在于，所述系统包括：获取模块：获取配电网运行方式、电压等级和配电系统设备类型信息；参数计算模块：依据配电网运行方式和配电网设备类型，将配电设备进行组合，并对配电设备组合关键参数计算；第一构建模块：用于依据配电设备组合关键参数建立配电设备组合运行效率评价模型；第二构建模块：用于依据配电设备组合运行效率评价模型建立配电系统运行效率评价模型。进一步地，所述参数计算模块，还用于：确定配电设备组合关键参数，包括评价周期内配电设备组合的最大可输送负荷p1.0、配电设备组合在t时刻的实际运行负荷pl(t)、配电设备组合轻载时所对应的负荷pd、配电设备组合的安全运行限值pu；获取配电设备组合的基于时序的有功功率数据，计算配电设备组合的配电设备组合在t时刻的实际运行负荷pl(t)，将负荷数据取绝对值并按照数值大小重新排序，形成配电设备组合的负荷持续曲线，并计算配电设备组合的安全运行限值pu。进一步地，所述第一构建模块，还用于：计算配电设备组合的运行效率，包括：将配电设备组合的负荷持续曲线分为安全风险区间、合理区间和低效区间三个区间，每个区间分别开展计算，再以三个区间时长为权重的方式将三个区间计算结果进行综合，得到配电设备组合运行效率评价模型。与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的有益效果是：(1)本发明提出的配电系统主设备组合方法能够有效反映电网的运行方式。(2)本发明提出的方法能够准确计算配电主设备组合情况下的额定容量、运行负荷，以及安全约束条件下的最大可输送负荷。(3)本发明提出的考虑运行方式的改进型配电系统运行效率评价方法，能够综合考虑电网的运行方式，更加精确反映配电系统运行效率的真实情况，从而为配电系统的规划建设、运行方式优化提出有效的指导意见。附图说明图1是本发明提供的配电设备组合负荷持续曲线分段示意图；图2是本发明提供的一种配电系统运行效率评价模型的构建方法的构建步骤示意图。具体实施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。以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。实施例一、本发明提供一种配电网运行效率评价模型的构建方法，能够综合考虑电网的运行方式，更加准确评价配电系统运行效率，反映配电系统运行的真实情况，如图2所示，本发明的方法包括下述步骤：(1)基于运行方式的配电设备划分方法：配电系统是电力系统的重要组成部分，其运行方式安排是提升安全性和经济效益的主要措施之一。配电设备中，承载电能传输的主要包括线路、变压器两种类型，又可进一步细分为高压线路、主变压器、中压线路、配电变压器、低压线路。对于线路类设备，其运行方式的选取主要依赖于线路的接线方式和负荷分布；对于变电类设备，其运行方式的选取主要依赖于电气主接线和实际负荷分布。从电网业务环节来看，规划设计阶段重点研究并选择合适的接线方式，实际运行阶段基于接线方式和实际负荷情况，从安全性和经济性的角度选择具体的方式。因此，配电系统运行效率也应该按照这个逻辑开展评价，具体到线路类设备来说，应该把构成接线方式的几条线路作为一个整体开展评价；具体到变电类设备，应该把电气主接线相关的变压器作为一个整体开展评价。(2)基于运行方式的配电设备组合关键参数计算：配电系统运行效率评价主要涉及p1.0(配电设备组合的最大可输送负荷)、pl(t)(配电设备组合实际运行负荷)、pd(配电设备组合轻载时所对应的负荷)、pu(配电设备组合的安全运行限值)等关键参数。p1.0为评价周期内配电设备组合的最大可输送负荷，一般与设备额定容量相关，具体计算方法如下：p1.0＝p1+p2+...+pi(1)式中：p1.0——配电设备组合的最大可输送负荷；i——第i个设备；pi——第i个设备的额定容量。pl为配电设备组合的实际运行负荷，具体计算方法如下：pl(t)＝pl1(t)+pl2(t)+...+pli(t)(2)pl(t)——配电设备组合在t时刻的实际运行负荷；i——第i个设备；pli(t)——第i个设备在t时刻的实际运行负荷。依据《城市配电系统运行水平和供电能力评估导则》(q/gdw565-2010)，所述配电设备组合轻载时所对应的负荷pd为所述配电设备组合的最大可输送负荷p1.0的f倍，0<f<1，f按照配电设备组合额定容量的30％计算。pd＝30％*p1.0(3)pu为配电设备组合的安全运行限值，依据《城市电力网规划设计导则》(q/gdw156-2006)、《农村电力网规划设计导则》(dl/t5118-2010)、《配电系统规划设计技术导则》(dl/t5729-2016)等技术规范，除d、e类供电分区不强制要求n-1外，我国配电系统安全标准主要采用n-1安全准则。对于变压器类设备来说，pu与变压器容量、变压器台数、变压器过载率等相关，配电设备组合的安全运行限值pu用下式计算：式中：i——第i个设备；pi——第i个设备的额定容量；pli(t)——第i个配电设备在t时刻的实际运行负荷；n—变电站内变压器台数；k—变压器过载率，可取1.0～1.3；p’1.0—单台变压器额定容量，单位为：mva；当n＝2时，pu＝(50～65％)p1.0；当n＝3时，pu＝(67～87％)p1.0；当n＝4时，pu＝(75～100％)p1.0。由上式可知，变电站中可并列运行的变压器数越多，pu数值越高；变电站中可并列运行的变压器数越少，pu数值越低。由式(4)知，配电设备组合的安全运行限值pu用下式计算：式中：m—线路的预留备用容量，单位为mw，即邻近段线路故障停运时转移过来的最大负荷；p”1.0—对应线路安全电流限值的线路容量，单位为mva，配电设备组合的安全运行限值pu与线路型号、材质和接线方式相关。线路的预留备用容量与电网结构类型紧密相关，电网结构越坚强，负荷转移通道越多，线路的预留备用容量越小，pu数值越高；电网结构越薄弱，负荷转移通道越少，线路的预留备用容量越大，pu数值越低。从工程应用角度看，若相互连接的线路导线型号和材质一致时，一般可按照电网结构类型配置相应的系数，详见表1。表1不同电网结构类型对应的安全运行限值系数注：多分段适度联络类型电网结构的安全运行限值系数与联络点相关，当联络点分别为1、2、3时，相应的系数分别为0.5、0.67、0.75。(3)基于运行方式的配电系统运行效率评价①配电设备组合负荷持续曲线分段通过pu、pd，可将配电设备组合的负荷持续曲线分为三个区间，如图1所示，包括安全风险区间[0,te1]、合理区间[te1,te2]、低效区间[te2,t]，每个区间分别开展评价，再以一定的方式将三个区间评价结果进行综合，得到配电设备组合的运行效率。[0,te1]为配电设备组合负荷持续曲线超过最大可输送负荷pu的时间区间，该部分对应的实际电量和最大可输送电量分别为s1和se1；[te1,te2]为配电设备组合负荷持续曲线介于最大可输送负荷pu和经济运行区间下限pd之间的时间区间，该部分对应的实际电量和最大可输送电量分别为s2和se2；[te2,t]为配电设备组合负荷持续曲线低于经济运行区间下限pd的时间区间，该部分对应的实际电量和最大可输送电量分别为s3和se3。②配电设备组合运行效率评价配电设备组合运行效率评价模型具体如下：sj—评价周期内配电设备组合运行在第j段的实际供电量，j＝1、2、3；s＝s1+s2+s3为评价周期内设备的实际供电量，te1为设备负荷超过安全运行限值的时间，te2为设备负荷超过pd的时间、t为设备运行总时间。sej—评价周期内配电设备组合在第j段中满足安全运行限值的最大可输送电量，se＝se1+se2+se3为评价周期内设备满足安全运行限值的最大可输送电量，se1＝pu·te1，se2＝pu·(te2-te1)，se3＝pu·(t-te2)；se1、se2、se3分别表示评价周期内配电设备组合在第1段、第2段、第3段中满足安全运行限值的可输送电量；s1.0—评价周期内配电设备组合的最大设计可输送电量(综合考虑设备额定容量、运行环境、检修维护要求等条件，不计及n-1安全准则)，se/s1.0＝pu/p1.0即为设备满足安全运行限值的最大负载率；ρj—运行在第j段的效率权重系数，即配电设备组合第j段持续供电时间占评价周期的比重。③配电系统运行效率评价配电系统运行效率评价模型具体如下：式中：n—系统中配电设备组合数量；ωi—第i个配电设备组合资产价值占系统总资产价值的权重；seri—为第i个配电设备组合的运行效率。实施例二、本发明的具体实施方案和步骤如下：(1)基于运行方式的配电设备划分获取配电系统运行方式信息，依据运行方式、电压等级、设备类型(线路、变压器)等信息将配电主设备进行组合，划分为c1、c2、…cn。2)依据配电网运行方式和配电设备类型，将配电设备进行组合，并对配电设备组合关键参数计算；①对于线路类设备，获取线路型号、接线方式等档案类信息，按照公式(1)、(3)、(5)，计算每个配电设备组合的p1.0、pu、pd、s1等参数；对于变电类设备，获取变压器容量、配置方式等档案类信息，以及每台变压器基于时序的有功功率数据，按照公式(1)、(3)、(4)，计算每个配电设备组合的p1.0、pu、pd、s1等参数。②对于线路类设备，获取每条线路基于时序的有功功率数据，按照公式(2)计算配电设备组合的基于时序的有功功率数据pl(t)，将数据取绝对值并按照数值大小重新排序，形成配电设备组合的负荷持续曲线；对于变电类设备，获取每台变压器基于时序的有功功率数据，按照公式(2)计算配电设备组合的基于时序的有功功率数据pl(t)，将数据取绝对值并按照数值大小重新排序，形成配电设备组合的负荷持续曲线。(3)基于运行方式的配电系统运行效率评价①按照公式(6)，依据配电设备组合关键参数建立配电设备组合运行效率评价模型，计算每个配电设备组合的运行效率。②以配电设备组合为最小单元，依据配电设备组合运行效率评价模型建立配电网运行效率评价模型，按照公式(7)，计算配电系统的运行效率。以10kv线路1与10kv线路2组成单联络接线方式为例，其型号均为lgj-240，资产价值同为100万，假定线路1按照额定容量的100％持续运行，线路2负荷为0mw。现行以单体设备运行效率评价为基础的方式，评价出线路1与线路2的运行效率分别为0.5、0，再通过资产价值权重得到线路1与线路2的整体运行效率为0.25。而改进型评价方法以线路1与线路2的组合为评价对象，其整体效率为0.5，与现行方法相差一倍。显然，改进型方法更符合配电系统运行的实际情况。表2配电设备相关参数线路名称线路1线路2线路型号lgj-240lgj-240接线方式单联络单联络资产价值(万元)100100表3运行效率评价结果(现行方法)表4运行效率评价结果(改进型方法)线路名称线路1与线路2的配电设备组合备注p”1.0(mw)16pu(mw)8pd(mw)4.8pl(t)(mw)8假定以恒功率运行整体运行效率0.5通过本发明的具体实施，进一步提升配电系统运行效率评价的准确度，为精准把握电网运营现状、提高决策水平、引导投资方向提供支撑。实施例三、基于同样的发明构思，本发明还提供一种配电网运行效率评价模型的构建系统，所述系统包括：获取模块：获取配电网运行方式、电压等级和配电系统设备类型信息；参数计算模块：依据配电网运行方式和配电网设备类型，将配电设备进行组合，并对配电设备组合关键参数计算；第一构建模块：用于依据配电设备组合关键参数建立配电设备组合运行效率评价模型；第二构建模块：用于依据配电设备组合运行效率评价模型建立配电系统运行效率评价模型。所述参数计算模块，还用于：确定配电设备组合关键参数，包括评价周期内配电设备组合的最大可输送负荷p1.0、配电设备组合在t时刻的实际运行负荷pl(t)、配电设备组合轻载时所对应的负荷pd、配电设备组合的安全运行限值pu；获取配电设备组合的基于时序的有功功率数据，计算配电设备组合的配电设备组合在t时刻的实际运行负荷pl(t)，将负荷数据取绝对值并按照数值大小重新排序，形成配电设备组合的负荷持续曲线，并计算配电设备组合的安全运行限值pu。所述第一构建模块，还用于：计算配电设备组合的运行效率，包括：将配电设备组合的负荷持续曲线分为安全风险区间、合理区间和低效区间三个区间，每个区间分别开展计算，再以三个区间时长为权重的方式将三个区间计算结果进行综合，得到配电设备组合运行效率评价模型。本发明提出的一种配电网运行效率评价模型的构建方法及系统，能够综合考虑电网的运行方式，更加精确反映配电系统运行效率的真实情况，从而为配电系统的规划建设、运行方式优化提出有效的指导意见。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。当前第1页12