一种基于四分位负荷分布的降损规划方法与流程

1.本发明涉及配电网技术领域，具体的，涉及一种基于四分位负荷分布的降损规划方法。


背景技术：

2.线损和线损率是反映配电网运行的重要指标，经常作为对电网企业的考核或同业比对指标。但是，由于馈线的线路布局、负荷特性、负荷分布、供电半径等存在很大差异，采用统一线损或线损率作为考核或比对目标的做法不够科学。对于供电半径短、主干分支多或负荷主要集中在馈线首段的情形，较容易获得比较低的线损或线损率指标，但可能并不反映运行管理的水平，因为可能还有较大的降损潜力。而对于供电半径长、主干分支少或负荷主要集中在馈线末梢的情形，即使运行管理的水平很高，并且充分挖掘了降损潜力，其线损或线损率指标可能仍比较高。


技术实现要素：

3.本发明提出一种基于四分位负荷分布的降损规划方法，解决了现有技术中无法使配电网降损方法效果差的问题。
4.本发明的技术方案如下：
5.一种基于四分位负荷分布的降损规划方法，包括如下步骤，
6.s100：获取配线理论线损数模，所述配线理论线损数模包括档案参数、拓扑数据、运行数据，所述档案参数包括供电线路长度；
7.s200：调用拓扑深度优先算法，结合供电线路长度，输出变电站的供电半径，所述供电半径为变电站的电源点出线到其供电的最远负荷之间的线路长度；
8.s300：对所述供电半径采用四分位数进行平面负荷划分，进行供电半径的四分位负荷分布分析，调用拓扑深度优先算法，计算得到配线四分位负荷分布、公专变负荷平面位置分布和分布式电源分布；
9.s400：对所述配线四分位负荷分布、公专变负荷平面位置分布和分布式电源分布均以24点时序进行划分，得到分时序配线四分位负荷分布展示、分时序公专变负荷平面位置分布展示和分布式电源分布展示；
10.s500：获取专家经验库，所述专家经验库包括导线选型、配变选型和配变经济运行多项标准值；
11.s600：对供电线路进行差异化能效评估和健康指数评估，初步分析降损潜力点，得到常规降损措施智能化分析，利用四分位负荷分布分析，结合当前电网规划情况，实现分布式电源接入分析和负荷切改电网重构分析；
12.s700：结合多维度评估和降损辅助决策，输出一线一策降损规划方案；进一步结合供电区域四分位负荷分布和差异化能效评估，以供电区域降铁损、负荷切改电网重构分析为主，以分布式电源接入分析为辅，输出区域降损规划方案。
13.本发明的工作原理及有益效果为：
14.本发明利用四分位时序分析和基于拓扑深度优先搜索对配电网负荷分布合理性及降损规划优化分析。以配线理论线损数模为基础，包括档案参数、拓扑数据、运行数据，基于四分位数法及拓扑深度优先搜索实现对配线公专变负荷时空分布的平面化分布分析，以科学化、可视化为降损规划提供有力辅助参考；通过差异化能效评估、配线健康指数辅助分析降损潜力点，利用降损专家经验库实现常规降损措施智能化分析，深入分布式电源、负荷切改的降损优化分析，以“数字化”为源端业务部门提供一线一策优化方案和区域优化方案。
15.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
16.图1为本发明的流程图。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
18.实施例，提供了一种基于四分位负荷分布的降损规划方法，具体为，
19.(1)通过拓扑模型自动接入或人工离线建模形成配线理论线损数模，主要包括档案参数、拓扑数据、运行数据，所述档案参数包括供电线路的长度、型号，所述拓扑数据包括配电导线间的连接关系和导线间的连接关系。利用大数据方法对运行数据进行辨识，包括空数据、零数据、直线数据、超限超容数据等，提供异常清单，辅助源端业务部门排查分析。
20.(2)自适应供电半径分析，变电站供电半径指该站到其供电的最远负荷点之间的直线距离，一般用于变电站规划选址。10kv及以下线路供电半径指电源点到其供电的最远负荷之间的线路长度，一般用于控制线路电压降。本实施例中为10kv配电线路范畴，利用拓扑深度优先搜索法结合供电导线长度实现自适应供电半径分析，动态标识供电主线路径，作为四分位负荷分析的基线参考。
21.过程如下：
22.①
调用拓扑深度优先算法，计算变电站的多组供电路径调用拓扑深度优先算法，计算变电站的多组供电路径i＝1，2
……
n，其中lline.i表示配线第i条供电线路的长度；
23.②
比较所有的拓扑路径，输出最长的拓扑路径为供电半径llong＝max(path.i)。
24.(3)四分位负荷分布分析，利用四分位数将配线出口供电半径进行平面负荷划分，采用拓扑深度优先搜索法以线路为视角分析一分位、中分位、三分位、末分位供电半径所辖平面区域负荷大小，即为配线四分位负荷分布。从配电网网架规划角度，时空负荷分布应尽量集中在中分位之前较为合理。基于四分位负荷分布，不同的维度实现了分时序配线四分位负荷分布、分时序公专变负荷平面位置分布及分布式电源分布。
25.其中配线四分位负荷分布包括四个分位的分位负荷值，公专变负荷平面位置分布包括四个公专变负荷值，分布式电源分布为公专变负荷平面位置分布中的专变状态，因此，分布式电源分布的负荷值与公专变负荷平面位置分布相同。
26.过程如下：
27.①
对所述供电半径采用四分位数进行平面负荷划分成四段，计算每一平面段的负荷值即四分位负荷值fload.i，i＝1，2，3，4；
28.②
计算每一分位负荷值其中load.n为当前平面段第n个工作面的负荷值。
29.(4)负荷分布可视化，
30.即分时序配线四分位负荷分布展示、分时序公专变负荷平面位置分布展示及分布式电源分布展示。
31.分时序配线四分位负荷分布可视化属性为供电半径长度、24点时序四分位负荷；
32.分时序公专变负荷平面位置分布可视化属性为负荷节点垂直于供电半径位置百分比、公专变时序负荷大小、负荷节点至一级分支点长度，供电主线上其他的分支线称为一级分支；
33.分布式电源分布属性为分布式标识、负荷大小及接入位置。
34.过程如下：
35.①
计算一级分支线的垂直位置的百分比其中，lfzline.i为第i条一级分支线垂直供电线路中配线供电出口的长度，llong为供电半径长度；
36.②
对所述公专变负荷平面位置分布以24点时序进行划分，得到每一时序的分时序公专变负荷值其中i＝1，2，3，4，time＝1，2，
……
，24整点时刻；
37.③
对所述分布式电源分布以24点时序进行划分，得到每一时序的分布式电源负荷值其中i＝1，2，3，4；time＝1，2，
……
，24整点时刻；flag为分布式电源标识。
38.(5)构建降损规划专家经验库，根据相关导则对导线选型标设、配变选型标设及配变经济运行参考，针对卡脖子、高耗能、就地无功补偿等常规降损措施构建专家经验库，实现智能化降损分析。
39.(6)一线一策降损方案，
40.通过对线路差异化能效评估及健康指数评估，初步分析降损潜力点，实现常规降损措施智能化分析；利用四分位负荷分布分析，结合当前电网规划情况，实现分布式电源规划降损分析以及负荷切改分析。
41.其中，差异化能效评估根据供电区域不同，选择不同的评价指标阈值，包括导线选型、供电半径、节能配变比率、铁损占比、无功合格率、理论线损率等维度；
42.配线健康指数是基于网架结构、运行情况及管理线损三个维度制定评价指标，指标包括电缆化率、最大负载率、铜铁损比、同期线损率、双率偏差等。
43.通过多维度评估及降损辅助决策，自动生成一线一策降损评估方案。
44.(7)区域降损优化方案，针对一线一策降损方案无法达到较好的降损效果，考虑进行区域降损优化，利用供电区域四分位负荷分布分析及能效评估情况，以供电区域降铁损、负荷切改电网重构为主，以分布式及储能规划为辅，进行区域降损优化分析，通过多降损方案节电量对比，综合分析安全性及投资回收期。
45.关键项评价指标如下：
46.①
节能配变比率
47.其中，sum(ts.e)为配线下挂节能型配变总数，sum(t)为配线下挂配变总数；
48.②
铁损占比
49.其中，sum(l.fe)为配线理论线损计算后所有高供低计方式配变铁损之和；sum(l.cu)为配线理论线损计算后所有高供低计方式配变铜损之和；sum(l.cu)为配线理论线损计算后所有架空导线及电缆损耗之和；
50.③
无功合格率
51.其中，sum(t.cos.y)为配线下挂公专变功率因数满足配变运行规程的数量，sum(t)为配线下挂配变总数，cos为功率因数，p为有功功率，q为无功功率。
52.④
电缆化率
53.其中，sum(l.dline.i)为配线中各种型号电缆段总长度，sum(l.kline.i)为配线中各种型号架空导线段总长度；
54.⑤
最大负载率
55.其中，sum(load.i.time)指在time(1,2,...24)时刻点下所有配线下挂公专变该时负荷值之和；max(sum(load.i.time))为分时序time时刻中最大的负荷总和；load.line.max为配线出口最大安全电流估算的最大负荷；
56.⑥
双率偏差x6＝lossf
tp
‑
lossf
ll
，
57.其中，lossf
tp
为同一典型日对应的同期线损率；lossf
ll
为同一典型日下理论线损率；
58.(8)基于四分位负荷分布的降损规划方法，开发了相应辅助系统，功能主要包括数据管理模块、数据辨识模块、时序四分位负荷分析模块、降损规划辅助分析模块及最优降损方案模块，以可视化方式为源端业务人员进行负荷分布分析及降损规划提供了一种思路，使降损规划更有“数”可依。
59.以上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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
60.四分位数(quartile)也称四分位点，是指在统计学中把所有数值由小到大排列并分成四等份，处于三个分割点位置的数值。多应用于统计学中的箱线图绘制。它是一组数据排序后处于25％和75％位置上的值。四分位数是通过3个点将全部数据等分为4部分，其中每部分包含25％的数据。很显然，中间的四分位数就是中位数，因此通常所说的四分位数是指处在25％位置上的数值(称为下四分位数)和处在75％位置上的数值(称为上四分位数)。
61.深度优先搜索(dfs)是图形搜索算法。深度优先搜索属于图算法的一种，是一个针对图和树的遍历算法，英文缩写为dfs即depth first search。深度优先搜索是图论中的经典算法，利用深度优先搜索算法可以产生目标图的相应拓扑排序表，利用拓扑排序表可以方便的解决很多相关的图论问题，如最大路径问题等等。一般用堆数据结构来辅助实现dfs算法。其过程简要来说是对每一个可能的分支路径深入到不能再深入为止，而且每个节点只能访问一次。
62.时序分析是以分析时间序列的发展过程、方向和趋势，预测将来时域可能达到的目标的方法。此方法运用概率统计中时间序列分析原理和技术，利用时序系统的数据相关性，建立相应的数学模型，描述系统的时序状态，以预测未来。它的基本步骤是：以有关的历史资料的数据为依据，区别不规则变动、循环变动、季节变动等不同时间的动势，特别是连续的长期动势，并整理出统计图。从系统原则出发，综合分析时间序列，反映曾经发生过的所有因果联系及影响，分析各种作用力的综合作用。