一种配电网负荷点可靠性评价方法及系统与流程

本发明涉及配电网
技术领域：
，具体涉及一种配电网负荷点可靠性评价方法及系统。
背景技术：
：随着配电网规模不断扩大，传统的基于系统的供电可靠性统计方法可以得到系统平均的供电可靠性水平，但是，不能得知单个负荷点的供电可靠性水平，同时，分布式电源和储能的大量接入、以及需求侧管理等技术给现代配电网供电带来巨大的变革，进而也对配电系统供电可靠性指标产生一定的影响。在现代系统发生故障或预安排停电时，分布式电源或储能将为负荷提供一定容量的电量，负荷点的停电容量将减少，从而提高了供电可靠性水平，同时减少了停电损失；此外，基于配电网需求侧管理技术，在电网供电高峰时段，部分负荷主动参与限电而导致了负荷供电容量部分缺失，以上这些都造成了配电网负荷点不全完缺供电的现象。技术实现要素：为了解决现有技术中所存在的传统的统计方法不能得知单个负荷点的供电可靠性水平的问题，本发明提供一种配电网负荷点可靠性评价方法及系统，本方法可以很好的得出配电网的每一个负荷点的可靠性，从而提高供电水平，减少停电影响。本发明提供的技术方案是：一种配电网负荷点可靠性评价方法，所述方法包括如下步骤：收集统计时段内各待分析负荷点的静态信息和运行数据；基于所述静态信息和各负荷点的运行数据计算各负荷点在每次故障中停电系数；基于预先设定的负荷点可靠性指标和停电系数确定各负荷点的供电可靠性综合指标值；根据各负荷点的供电可靠性综合指标值，评价每个负荷点可靠性。优选的，所述基于所述静态信息和各负荷点的运行数据计算各负荷点在每次故障中停电系数，包括：分别基于各负荷点实时功率、预测电量、历史统计电量、静态信息和运行数据计算负荷点的停电系数；其中，负荷点的静态信息包括：整个配电单元的网架结构、分布式电源的接入位置和容量；所述负荷点的运行数据包括：负荷点每次停电前后的功率、负荷点停电期间的用电量、预测电量和负荷点停电时长。优选的，所述负荷点停电系数的计算式如下：其中kj,i为第i次故障时第j个负荷点的负荷点停电系数，kj,i,1为实时负荷点停电系数，kj,i,2为预测负荷点停电系数，kj,i,3为统计负荷点停电系数，j为负荷点的序号，j＝1,2,…,m,m是负荷点个数，i为故障的序号，i＝1,2,…,n，n是统计区域内发生停运总次数；所述实时负荷点停电系数kj,i,1计算式如下：其中pb,j,i为第i次故障前第j个负荷点的用电功率，pa,j,i为第i次故障后第j个负荷点的用电功率；所述预测负荷点停电系数kj,i,2，计算式如下：其中we,j,i为第i次故障期间第j个负荷点的预期用电需量，wa,j,i为第i次故障期间第j个负荷点的实际用电量；所述统计负荷点停电系数kj,i,3，计算式如下：其中we,j,i为第i次故障后根据第j个负荷点平均小时用电量计算的停电时间内的预期用电量。优选的，所述基于预先设定的负荷点可靠性指标和停电系数确定各负荷点的供电可靠性综合指标值包括：基于各负荷点的停电系数以及设定的指标计算各负荷点可靠性指标值；基于各负荷点的各个供电可靠性指标值，确定供电可靠性综合指标值；所述负荷点供电可靠性指标包括：负荷点受停电影响次数、负荷点等效停电次数、负荷点停电时间、负荷点等效停电时间、负荷点缺供电量和负荷点供电可靠率。优选的，负荷点受停电影响次数的计算式如下：其中λj为负荷点受停电影响次数，i[]为指示性函数，取值为1或0，kj,i为第i次故障时第j个负荷点的负荷点停电系数，j为负荷点序号，j＝1,2,…,m,m是负荷点个数，i为故障序号，i＝1,2,…,n，n是统计区域内发生停运总次数；负荷点等效停电次数的计算式如下：其中λej为负荷点等效停电次数；负荷点停电时间的计算式如下：其中uj为负荷点停电时间，tj,i为第i次故障后第j个负荷点的停电时间；负荷点等效停电时间的计算式如下：其中uej为负荷点等效停电时间；负荷点缺供电量的计算式如下：ej＝uej·pj其中ej为负荷点缺供电量，pj是负荷点j平均小时用电量；负荷点供电可靠率的计算式如下：其中aseaij为负荷点供电可靠率，h为一年的统计时间。优选的，所述各负荷点的各个供电可靠性指标值，确定供电可靠性综合指标值包括：根据各个负荷点的各个供电可靠性指标，得出负荷点评价指标值矩阵；对负荷点评价指标值矩阵进行一致化和标准化处理，并对矩阵进行修正，得到修正矩阵；根据修正矩阵和预先设置的权重值得到每个负荷点的供电可靠性综合指标值；其中，所述对矩阵进行修正为将成正比的可靠性指标值修正为反比。优选的，还包括：基于所述停电系数确定每次故障中电量缺失程度；优选的，所述基于所述停电系数确定每次故障中电量缺失程度还包括：所述负荷点停电系数最大值为1且最小值为0；当某负荷点停电系数的值为1时，此负荷点电量缺失程度为：停电后用户全部失电；当负荷点停电系数的值为0时，表示负荷点电量缺失程度为：停电后无用户失电；当负荷点停电系数的值为0～1之间的某个数据k时，表示本次停电事故时，该负荷点电量缺失程度为：缺失k*100％的供/用电量，其中k为等效停电负荷点数。一种配电网负荷点可靠性评价系统，所述系统包括：采集模块、停电系数运算模块、供电可靠性运算模块和运行模块；所述采集模块，用于收集统计时段内各待分析负荷点的静态信息和运行数据；所述停电系数运算模块，用于根据所述静态信息和各负荷点的运行数据计算各负荷点在每次故障中停电系数；所述供电可靠性运算模块，用于根据预先设定的负荷点可靠性指标和停电系数确定各负荷点的供电可靠性综合指标值；所述运行模块，用于根据各负荷点的供电可靠性综合指标值，评价每个负荷点可靠性。优选的，所述供电可靠性运算模块包括：可靠性指标运算单元和综合指标运算单元；所述可靠性指标运算单元，用于根据各负荷点的停电系数以及设定的指标计算各负荷点可靠性指标值；所述综合指标运算单元，用于根据各负荷点的各个供电可靠性指标值，确定供电可靠性综合指标值。与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明提供了一种配电网负荷点可靠性评价方法及系统，所述方法包括如下步骤：收集统计时段内各待分析负荷点的静态信息和运行数据；基于所述静态信息和各负荷点的运行数据计算各负荷点在每次故障中停电系数；基于预先设定的负荷点可靠性指标和停电系数确定各负荷点的供电可靠性综合指标值；根据各负荷点的供电可靠性综合指标值，评价每个负荷点可靠性。本发明可以具体判断含有分布式电源的配电网中每个负荷点的供电可靠性，提高了评价的精度，进一步提高了评价的准确性。本发明可以判断含有分布式电源的配电网中每个负荷点对整个配点网的重要程度，以判断负荷点的重要性。附图说明图1为本发明的流程图；图2为本发明的实施例中配点单元故障停电位置图；图3为本发明的实施例中负荷点供电可靠性评价排序图；图4为本发明的一种配电网负荷点可靠性评价系统的基本结构示意图；图5为本发明的一种配电网负荷点可靠性评价系统的详细结构示意图。具体实施方式为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。实施例1：本发明实施一种计及负荷点停电系数的配电网负荷点供电可靠性评价方法，包括：使用了配电网负荷点停电系数的概念；收集统计时段内的待分析负荷点的静态信息和运行数据；计算系统内各个待分析负荷点的供电可靠性指标；计算系统内各个待分析负荷点停电系数；采用层次分析法得出负荷点供电可靠性水平；系统内所有的负荷点供电可靠性比较与分析。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图1，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。(1)分别收集统计时段内的各个负荷点的静态信息和运行数据，主要包括如下数据：1)统计时间内用户用电量：统计时间(一般为1年)内，各负荷点(即用户)的用电量。这个值是一般由配电监测仪表(如：智能电度表)实际测得，单位kw·h。关于统计时间，开展配电网可靠性评价的统计指标一般折算为1个自然年，平年的统计时间为8760小时，闰年时的统计时间应改为8784小时。2)停电事件类型：停电事件类型，表征各个负荷点各次停电事件的类型(或称停电原因)，主要有2类，分别是：故障停电和预安排停电，此外，基于需求侧管理的用户主动参与的限电行为纳入预安排停电的范畴。3)每次停电时，收集信息：负荷点每次停电前后的功率，停电期间的用电量，停电时长。(2)所述负荷点停电系数：负荷点：对于现状电网，一个高压用户、一个中压用户或是一个低压用户都可以称为一个负荷点，为了区别各类负荷点，可以分别命名为“高压负荷点、中压负荷点、低压负荷点”。负荷点停电系数：为了表征负荷点在经受某次停电事件时电量缺失的程度，特设计了“负荷点停电系数”。当发生某次停电事件时，由于部分负荷因为附近的dg、储能或其他自发电设备供给部分电力而没有完全失电，或用户因响应负荷调控而主动减少部分用电量，减少的用电量与该负荷点在停电时间或缺电时间内的等效用电量的比值，即为“负荷点停电系数”，用kj,i表示，该值可以由负荷点实时功率计算，或用预测电量计算，也可由历时统计电量计算，分别得到kj,i,1，kj,i,2，kj,i,3。这三种方法的计算公式分别为：方法1：用实时功率进行计算负荷点停电系数，得到kj,i,1式中，i为第i次故障，i＝1,2,…,n；n是统计区域内发生停运总次数；pb,j,i为第i次故障前第j个负荷点的用电功率；pa,j,i为第i次故障后第j个负荷点的用电功率。kj,i,1为用方法1计算得到的第i次故障时的第j个负荷点的停电系数；方法2：用预测电量进行计算负荷点停电系数，得到kj,i,2式中，i为第i次故障，i＝1,2,…,n；we,j,i为第i次故障期间第j个负荷点的预期用电需量；wa,j,i为第i次故障期间第j个负荷点的实际用电量；kj,i,2为用方法2计算得到的第i次故障时的第j个负荷点的停电系数。其中，停电期间内负荷点预期用电需量we,j,i，可以根据超短期负荷预测方法得到。方法3：用历史统计电量计算负荷点停电系数，得到kj,i,3式中，i为第i次故障，i＝1,2,…,n；we,j,i为第i次故障后根据第j个负荷点平均小时用电量计算的停电时间内的预期用电量；wa,j,i为第i次故障后第j个负荷点的实际用电量；kj,i,3为用方法3计算得到的第i次故障时的第j个负荷点的停电系数。其中，停电时间内负荷点的预期用电量we,j,i＝负荷点停电小时数×负荷点平均小时用电量。这里，负荷点平均小时用电量，可以采用该负荷点前一年度或前一统计时段的平均小时用电量。为了避免单一方法对负荷点停电系数计算造成的误差，取以上三种方法计算结果的平均值，作为最终的负荷点停电系数kj,i，计算公式为：负荷点停电系数，用kj,i表示，它是指系统某次停电时，若导致待分析的负荷点所接用户完全停电，即用电功率为0，则该负荷点的停电系数是1；若用户没有完全停供电，则用这里定义的“负荷点停电系数”来表征负荷点实际停供电量的程度。系统发生停电事件时，造成的各个用户缺失电量的程度，即：负荷点停电系数，一般有3种情况，分别如下：a)负荷点停电系数kj,i＝1时，表示这次停电事故造成的该负荷点完全失电，即传统意义上的负荷停电；此时用户受停电影响，等效停电用户数为1；b)负荷点停电系数kj,i＝0时，表示该次停电事故，不影响该负荷点的正常供电；此时用户不受停电影响，等效停电用户数为0；c)负荷点停电系数kj,i为0～1之间的某个数据k时，表示本次停电事故时，该用户缺失k*100％的供(用)电量；此时用户受停电影响，k为等效停电用户数，即负荷点停电系数。停电用户即停电负荷点；(3)所述的计及负荷点停电系数的负荷点供电可靠性指标计及负荷点停电系数的负荷点供电可靠性指标主要包括6个指标，分别为：负荷点受停电影响次数、负荷点等效停电次数、负荷点停电时间、负荷点等效停电时间、负荷点缺供电量、负荷点供电可靠率。各个指标的计算公式如下：1)负荷点受停电影响次数某负荷点受停电影响次数，是指该负荷点在统计时段内受各种停电影响的次数。对于系统某次停电事件，若该负荷点停电系数不为0，则称“该用户受该次停电影响1次”。指标计算公式为：式中，λj为第j个负荷点的受停电影响次数；i[]为指示性函数，如果kj,i≠0，i[kj,i≠0]＝1，反之为0。2)负荷点等效停电次数某负荷点等效停电次数，是计及负荷点停电系数的用户停电次数。指标计算公式为：式中，λej为第j个负荷点的等效停电次数。3)负荷点停电时间某负荷点停电时间，是负荷点的停电系数不为0时对应的各次停电的时间之和(小时)。指标计算公式为：式中，uj为第j个负荷点停电时间，tj,i为第i次故障后第j个负荷点的停电时间。4)负荷点等效停电时间某负荷点等效停电时间，是统计期间内，计及负荷点停电系数的负荷点停电时间。指标计算公式为：式中，uej为第j个负荷点等效停电时间。5)负荷点缺供电量某负荷点缺供电量，是统计期间内，各次停电累计造成的用户实际缺供电量估算。指标计算公式为：ej＝uej·pj式中，ej为第j个负荷点的缺供电量；uej为第j个负荷点全年等效停电时间，反映了负荷真实的停电时间；pj是负荷点j的平均小时用电量，该值可以用该负荷点前一年度的平均小时用电量估算。6)负荷点供电可靠率某负荷点供电可靠率，是统计期间内，是计及负荷点停电系数的供电可靠率。指标计算公式为：式中，aseaij为第j个负荷点的供电可靠率，h为一年的时间，平年的统计时间为8760小时，闰年时的统计时间应改为8784小时。(4)所述的计及负荷点停电系数的负荷点供电可靠性指标的评价方法采用层次分析法(analytichierarchyprocess)进行负荷点供电可靠性综合评价的方法如下：1)建立2层负荷点供电可靠性评价指标体系根据目标把问题分为多个层次，建立系统的递阶层次结构模型，如附表1所示。附表1计及负荷点停电系数的配电网负荷点供电可靠性层次分析表2)计算负荷点第二级可靠性评价指标值根据原始各个负荷点的各个指标的数据形成负荷点评价指标值矩阵b＝(bji)m×n，j＝1,2,…,m,m是负荷点个数，i＝1,2,…,n,n＝6，其中bji为第j个负荷点的第i个可靠性指标值，且有，bj1＝λj，bj2＝λej，bj3＝uj，bj4＝uej，bj5＝ej，bj6＝aseaij，b矩阵如下式所示：对评价矩阵进行一致化和标准化处理，得到标准化矩阵s＝(sji)m×n,消除指标不可公度。指标标准化方法如下：鉴于附表1中的第二级指标的前5个可靠性指标数值越大表示可靠性越差，而第6个指标则可靠性指标数值越大表示可靠性越好，所以对sj6进行修正s'j6＝1-sj6，j＝1,2,…,m，得到sji的修正矩阵sr：3)计算二级指标权重根据附表2所示的比率标度法，获得指标的重要性表示方法，从而求得判断矩阵，并对判断矩阵进行一致性相容性检测，最后得到各个指标的权重。w＝[w1w2w3w4w5w6]t其中，w1,w2,w3,w4,w5,w6是6个二级指标的权重。附表21-9比率标度法标度含义1表示两个因素相比，具有相同重要性3表示两个因素相比，前者比后者稍重要5表示两个因素相比，前者比后者明显重要7表示两个因素相比，前者比后者强烈重要9表示两个因素相比，前者比后者极端重要2、4、6、8上述两相邻判断的中值4)各负荷点的供电可靠性综合水平计算及比较分析分别用各个负荷点的指标修正sr和权重值相乘得到每个负荷点的供电可靠性综合指标值，用la表示，其计算公式是：la＝sr*w＝[a1a2…aj…am]t其中，aj是第j个负荷点的供电可靠性综合水平值。该值反应了各个负荷点的供电可靠性的综合水平。最后，将各个负荷点的供电可靠性综合指标值进行排序比较，确定待分析负荷点供电可靠性水平的相对优劣情况，并找出供电的薄弱环节，为确定今后规划和改造的重点工作提供方向。本发明具有以下优点：本发明可以更精确的评价配电网内各个负荷点的供电可靠性水平，也可以确定配电网中供电可靠性的薄弱节点实施例2：某配电系统，统计运行时间为一年(8760h)，其中，某配电单元经历了5次故障停电，和5次预安排停电；该配电单元拓扑图及故障停电位置如附图2所示。该配电单元发生预停电事件共5次，各次预停电影响的范围分别为：第1次预停电影响的负荷点是4、5、6、7、8、9、10、11、12；第2次影响的负荷点是8、9、10、11、12；13；第3次影响的负荷点是10、11、12；第4次影响的负荷点是18、19；第5次影响的负荷点是19。配电单元各次停电事件及相关信息见附表3。表中给出了各次停电的次序、停电事件、停电类型、每次停电造成的各个负荷点的停电系数。表中列出的停电类型有两种，故障停电和预安排停电，分别用f和s表示。附表3某配电单元停电信息表负荷点供电可靠性指标一共定义了6个，分别为负荷点受停电影响次数、负荷点等效停电次数、负荷点停电时间、负荷点等效停电时间、负荷点缺供量、负荷点供电可靠率。根据
发明内容里给出的计算公式计算得到该配电单元的19个负荷点各自的6个供电可靠性指标的数值，如附表4所示。附表4负荷点供电可靠性评价指标值用b1-b6表示负荷点供电可靠性第二层的6个指标(如附表1所示)，根据所邀请专家给出的意见，利用1-9比率标度法建立比较矩阵a，通过一致性检验后，用ahp方法得到六个指标对负荷点可靠性综合评价指标的权重系数w。通过计算可得到，判断矩阵的一致性相容性指标ci＝0.024，随机一致性指标ri＝1.26，cr＝0.019，通过一致性检验。所以此时分析的六个指标对负荷点可靠性指标的权重为w＝[0.04360.11470.06670.11080.18460.4797]t。对评价矩阵进行一致化和标准化处理，得到标准化矩阵sji,进而得到sr。用所得每个指标的权重与负荷点供电可靠性指标的修正值对应相乘并相加得到la；la＝[0.0360.0360.0460.0450.0450.0540.0670.060.0610.090.0970.0740.0410.0330.0420.040.0370.0450.051]。根据la,某配电单元中的19个负荷点的可靠性综合评价指标值,可以对这些负荷点可靠性进行排序，如附图3所示。负荷点可靠性指标的排序值越小，表明该负荷点的指标值越好。由附图3可以得到，负荷点指标综合排序值由小到大的负荷点排序结果是：11<10<12<7<9<8<6<19<3<5<18<4<15<13<16<17<1＝2<14。其中，负荷点11,10,12的可靠性综合指标是最差的3个点。负荷点14的可靠性综合指标最好，其次是负荷点1和2。在规划建设时，在选择榜样负荷点时可选取此负荷点。同时，要格外注重负荷点11、10和12的供电环境的规划与改造。实施例3：基于同一发明构思，本发明还提供了一种配电网负荷点可靠性评价系统，由于这些设备解决技术问题的原理与一种配电网负荷点可靠性评价方法相似，重复之处不再赘述。该系统基本结构如图4所示，所述系统包括：采集模块、停电系数运算模块、供电可靠性运算模块和运行模块；所述采集模块，用于收集统计时段内各待分析负荷点的静态信息和运行数据；所述停电系数运算模块，用于根据所述静态信息和各负荷点的运行数据计算各负荷点在每次故障中停电系数；所述供电可靠性运算模块，用于根据预先设定的负荷点可靠性指标和停电系数确定各负荷点的供电可靠性综合指标值；所述运行模块，用于根据各负荷点的供电可靠性综合指标值，评价每个负荷点可靠性。该系统详细结构如图5所示；所述供电可靠性运算模块包括：可靠性指标运算单元和综合指标运算单元；所述可靠性指标运算单元，用于根据各负荷点的停电系数以及设定的指标计算各负荷点可靠性指标值；所述综合指标运算单元，用于根据各负荷点的各个供电可靠性指标值，确定供电可靠性综合指标值。以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。当前第1页1 2 3