专利名称：一种基于逻辑框架的电网供电可靠性规划方法
技术领域：
本发明涉及一种基于逻辑框架的电网供电可靠性规划方法。
背景技术：
当今社会，电就像空气和水一样，已成为人们生活的必需品。随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，社会对电网供电可靠性的要求越来越高。因此，供电企业一直把提高电网可靠性水平作为工作的重中之重，并将可靠性规划作为可靠性技术和管理工作的龙头。供电可靠性贯穿供电企业的主要业务部门，与电网的关系密切。在编制供电可靠性规划时，需要协调不同的目标、不同的部门、制定不同的方案，并对这些方案进行比选和优化组合，从而确定达到目标的最优策略和技术方案。目前，还没有一套完善的、逻辑严谨的可靠性规划方法来支持电网可靠性规划的编制，包括可靠性目标的提出、可靠性措施策略和可靠性方案比选等。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于逻辑框架的电网供电可靠性规划方法，已解决目前现有技术存在的上述问题。本发明的目的是通过以下技术方案来实现一种基于逻辑框架的电网供电可靠性规划方法，包括以下步骤步骤1 设定初始值，计算初始方案的可靠性指标，如果达到设定的初识值，则统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；如果整体投资超出投资预算， 则修改可靠性目标，并重新统计整体投资至负荷投资预算，再给出计划方案；所述步骤1中的可靠性目标计算包括以下步骤步骤1. 1 获取待评估的配电网电网参数、运行参数、设备参数以及管理参数；步骤1. 2 根据步骤1. 1所获取的各个参数，确定故障概率、预安排停运概率、故障排查时间以及修复时间；步骤1.3 置总停电时户数为零，分别计算出电缆系统可转及不可转供情况下各元件故障停电影响的总时户数和预安排停电影响的总时户数、架空系统可转供及不可转供情况下各元件故障停电影响的总时户数和预安排停电影响的总时户数，最总求取全网可靠性指标。所述步骤1. 1中电网参数包括总用户数量N、总馈线数量X^主干线总长度Lml、分支线总长度Lbl、主干线开关数η、分支线开关数m、环网化率H和自动化覆盖率Ka ；运行参数包括总负荷P、负荷增长率ΔΡ、线路平均负载率F、双电源用户率D、带保护用户数Np、自动化时间Taut和备自投时间Tbzt ；设备参数包括线路故障率、开关故障率fk、开闭所故障率fk、用户故障率ft、电缆化率C和绝缘化率I ；以及
管理参数包括故障停电平均排查时间T。he、故障停电平均修复时间、预安排停电平均停电时间Tpre和预安排停电概率fpre ；步骤2 如果计算初始方案的可靠性指标没有达到设定的初始值，则确定管理参数是否有提升空间，若有提升空间，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值， 并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤3 如果步骤2中的管理参数没有提升空间，则确定每段户数是否超过8户， 若每段户数超过8户，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤4 如果步骤3中的每段户数不足8户，则确定馈线负载率是否大于40%，若馈线负载率大于40%，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤5 如果步骤4中的若馈线负载率不大于40%，则确定环网化率是否小于 100%，若环网化率小于100%，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤6 如果步骤5中的环网化率不小于100%，则确定故障停电占总户数是否达到50%，若故障停电占总户数达到50%，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案； 步骤7 如果步骤6中的故障停电占总户数没有达到50 %，则确定是否存在未装保护的用户，若存在未装保护的用户，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值， 并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤8 如果步骤7中的不存在未装保护的用户，则确定规划目标是否小于2小时，若规划目标小于两小时，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤9 如果步骤8中的规划目标不小于2小时，则确定设备故障率是否高于目标对应的全国平均值，若设备故障率高于目标对应的全国平均值，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤10 如果步骤9中的设备故障率不高于目标对应的全国平均值，则再次确定规划目标是否小于2小时，若规划目标小于两小时，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；减少户均停电时间并增加成本后还没有达到设定的初始值，则修改可靠性目标并重新统计整体投资至负荷投资预算，再给出计划方案。所述步骤2-步骤9中，减少户均停电时间并增加成本后还没有达到设定的初始值，则装入相应的下一步骤。本发明的有益效果为弥补了国内电网供电可靠性规划方法的空白，为供电企业提供逻辑严谨、体系完整、规范化的电网可靠性规划方法。
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例所述的一种基于逻辑框架的电网供电可靠性规划方法的流程图；图2是本发明实施例所述的一种基于逻辑框架的电网供电可靠性规划方法中可靠性指标的评估流程图。
具体实施例方式如图1-2所示，本发明实施例所述的一种基于逻辑框架的电网供电可靠性规划方法，包括以下步骤步骤1 设定初始值，计算初始方案的可靠性指标，如果达到设定的初识值，则统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；如果整体投资超出投资预算， 则修改可靠性目标，并重新统计整体投资至负荷投资预算，再给出计划方案；所述步骤1中的可靠性目标计算包括以下步骤步骤1. 1 获取待评估的配电网电网参数、运行参数、设备参数以及管理参数；步骤1. 2 根据步骤1. 1所获取的各个参数，确定故障概率、预安排停运概率、故障排查时间以及修复时间；步骤1. 3 置总停电时户数为零，分别计算出电缆系统可转及不可转供情况下各元件故障停电影响的总时户数和预安排停电影响的总时户数、架空系统可转供及不可转供情况下各元件故障停电影响的总时户数和预安排停电影响的总时户数，最总求取全网可靠性指标。所述步骤1. 1中电网参数包括总用户数量N、总馈线数量X^主干线总长度Lml、分支线总长度Lbl、主干线开关数η、分支线开关数m、环网化率H和自动化覆盖率Ka ；运行参数包括总负荷P、负荷增长率ΔΡ、线路平均负载率F、双电源用户率D、带保护用户数Np、自动化时间Taut和备自投时间Tbzt ；设备参数包括线路故障率、开关故障率fk、开闭所故障率fk、用户故障率ft、电缆化率C和绝缘化率I ；以及管理参数包括故障停电平均排查时间T。he、故障停电平均修复时间、预安排停电平均停电时间Tpre和预安排停电概率fpCT ；步骤2 如果计算初始方案的可靠性指标没有达到设定的初始值，则确定管理参数是否有提升空间，若有提升空间，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值， 并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤3 如果步骤2中的管理参数没有提升空间，则确定每段户数是否超过8户， 若每段户数超过8户，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤4 如果步骤3中的每段户数不足8户，则确定馈线负载率是否大于40%，若馈线负载率大于40%，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤5 如果步骤4中的若馈线负载率不大于40%，则确定环网化率是否小于 100%，若环网化率小于100%，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；
步骤6 如果步骤5中的环网化率不小于100%，则确定故障停电占总户数是否达到50%，若故障停电占总户数达到50%，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤7 如果步骤6中的故障停电占总户数没有达到50 %，则确定是否存在未装保护的用户，若存在未装保护的用户，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值， 并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤8 如果步骤7中的不存在未装保护的用户，则确定规划目标是否小于2小时，若规划目标小于两小时，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤9 如果步骤8中的规划目标不小于2小时，则确定设备故障率是否高于目标对应的全国平均值，若设备故障率高于目标对应的全国平均值，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤10 如果步骤9中的设备故障率不高于目标对应的全国平均值，则再次确定规划目标是否小于2小时，若规划目标小于两小时，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；减少户均停电时间并增加成本后还没有达到设定的初始值，则修改可靠性目标并重新统计整体投资至负荷投资预算，再给出计划方案。所述步骤2至步骤9中，减少户均停电时间并增加成本后还没有达到设定的初始值，则装入相应的下一步骤。本发明对每个电网不同的情况，步骤2到步骤10的顺序可以根据边际效益进行调整，首先实施边际效益大的策略，再实施边际效益小的策略。本发明方法首先根据电网规划、技改规划和配电自动化规划等确定可靠性评估预测的电网参数、运行参数、设备参数、 和管理参数的初始值，采用图2所示的可靠性评估预测算法计算初始方案的可靠性指标， 可靠性考辛指标评估方法将配电系统可靠性计算分为电缆系统、架空系统两部分计算。而停电影响范围、停电时间主要与负荷是否可以转供有关，因此将典型接线模式分为有联络模式与无联络模式两种进行分析。可靠性指标计算模型的函数为多变量函数，为了便于描述，将可靠性评估预测函数简记为下面的函数Y = f[(fpre, Tche, Trep)，η, F，H，ka，Np, C，(f1 fk, fn, ft)，D，Lml，Lbl，Tbzt]注解F表示线路平均负载率，H表示线路环网化率，线路平均负载率、环网化率和转供率之间的关系如下 = 2*H+3*H*F步骤1 计算步骤2减少的户均停电时间和增加的投资Tcne*, Trep*, fpre*分别表示步骤2实施后故障停电排查时间、故障/预安排停电修复时间和预安排停电率，其他变量保持不变，由此减少的户均停电时间f[ (fpre*，Tche*, Trep*)，η, F，H，ka，Np, C，(f1 fk, fn, ft)，D，Lml，Lbl，Tbzt]-f [ (fpre, Tche, Trep)，η，F，H，ka Np，C，(f\，fk fn ft)，D，Lml Lbl Tbzt]增加的投资可靠性技术和管理项目投资+增加的人员投资步骤2 计算步骤3减少的户均停电时间和增加的投资
其他变量保持不变，由此减少的户均停电时间f[(fpre, Tche, Trep)，n*，F，H，ka，Np, C，(f1 fk, fn, ft)，D，Lml，Lbl，Tbzt]-f [ (fpre, Tche, Trep)，η，F，H，ka Np，C，(f\，fk fn ft)，D，Lml Lbl Tbzt]增加的投资(3*馈线数-主干线开关)*每台开关投资步骤3 计算步骤4减少的户均停电时间和增加的投资可转供率与环网化率和馈线平均负载率的关系Hn = 2*H+3*H*FF*表示步骤4实施后线路平均负载率值，其他变量保持不变，根据Hn = 2 · H+3 · H · F算出可转供率值!1,*，由此计算减少的户均停电时间如下f [ (fpre, Tche, Trep), η, F*, H, ka, Np, C, (fx, fk, fn, ft), D, Lml, Lbl, Tbzt]Tche ‘ Trep)，η，F，H，ka Np，C，(f\，fk fn ft)，D，Lml Lbl Tbzt]增加的投资(总负荷/2500-馈线数)*每条馈线投资步骤4 计算步骤5减少的户均停电时间和增加的投资可转供率与环网化率和馈线平均负载率的关系Hn = 2*H+3*H*FH*表示步骤5实施后电网环网率值，其他变量保持不变，根据Hn = 2 · H+3 · H · F 算出可转供率值11,*，由此计算减少的户均停电时间如下f[(fpre, Tche, Rrep)，η, F，H*，ka，Np, C，(f1 fk, fn, ft)，D，Lml，Lbl，Tbzt]-f [ (fpre, Tche, Trep)，η，F，H，ka Np，C，(f\，fk fn ft)，D，Lml Lbl Tbzt]增加的投资(目标环网化率-现状环网化率)*每个环网工程投资步骤5 计算步骤6减少的户均停电时间和增加的投资ka*表示步骤6实施后配电自动化覆盖率值，其他变量保持不变，由此减少的户均停电时间f [(fpre, Tche, Trep)，η, F, H, ka*，Np, C, (f1 fk, fn, ft), D, Lml，Lbl，Tbzt]-f [ (fpre, Tche, Tr印)，n，F，H，ka, Np, C，(f\，fk, fn, ft)，D，Lml, Lbl, Tbzt]增加的投资(配电自动化目标覆盖率-配电自动化覆盖率)*主干开关数*配电自动化单位投资步骤6 计算步骤7减少的户均停电时间和增加的投资Np*表示步骤7实施后加装保护的用户数，其他变量保持不变，由此减少的户均停电时间f[(fpre, Tche, Trep)，η, F，H，ka，Np*，C，(f1 fk, fn, ft)，D，Lml，Lbl，Tbzt]-f [ (fpre, Tche, Trep)，η，F，H，ka Np，C，(f\，fk fn ft)，D，Lml Lbl Tbzt]增加的投资(1-用户故障保护率)*总用户数*用户保护装置单位投资步骤7 计算步骤8减少的户均停电时间和增加的投资C*表示步骤8实施后的电缆化率，其他变量保持不变，由此减少的户均停电时间f [(fpre, Tche, Trep)，η, F, H, ka, Np, C*，(f1 fk, fn, ft)，D, Lml，Lbl，Tbzt]-f [ (fpre, Tche, Tr印)，n，F，H，ka, Np, C，(f\，fk, fn, ft)，D，Lml, Lbl, Tbzt]*增加的投资(目标电缆化率-电缆化率)*线路总长度*电缆单位投资步骤8 计算步骤9减少的户均停电时间和增加的投资
步骤9更换老旧设备，降低了设备的故障概率，f^, fk*，fn*，ft*表示实施步骤9后四种元件故障概率值。其他变量保持不变，由此减少的户均停电时间f[(fpre, Tche, Trep)，η, F，H，ka，Np, C，(f\*，fk*，fn*，ft*)，D，Lml，Lbl，Tbzt]-f [ (fpre, Tche' Trep)，η, F, H, ka, Np, C, (f\，fk，fn，ft)，D，Lml, Lbl, Tbzt]增加的投资线路更新公里数*线路单位投资+开关更新台数*开关单位投资+ 开闭所更新台数*开闭所单位投资+配变更新台数*配变单位投资设备更新数量计算(设备故障率/规划目标对应的全国平均值-1) *设备总数或线路总长度步骤9 计算步骤10减少的户均停电时间和增加的投资D*表示步骤10实施后双电源用户率值，其他变量保持不变，由此减少的户均停电时间f[(fpre, Tche, Trep)，η, F，H，ka，Np, C，(f1 fk, fn, ft)，D*，Lml，Lbl，Tbzt]-f [ (fpre, Tche, Trep)，η，F，H，ka Np，C，(f\，fk fn ft)，D，Lml Lbl Tbzt]增加的投资(双电源用户目标值-双电源用户数)*平均每个用户加装双电源的投资。其中，图2所示的可靠性评估预测算法具体为一、可靠性指标计算模型1、计算方法采用解析法(故障枚举法)进行可靠性计算，首先选择系统的一个故障状态，估计该状态可能引起的后果，考虑其对负荷点可靠性指标的影响，然后重复所有的故障状态，得到各负荷点的指标，并进而获得整个系统的指标。任一元件故障停电时户数AS =故障影响用户户数*排查时间+故障隔离区域停电户数*检修时间(元件包含主干线ml、开关k、分支线bl以及配变t)，即负荷点停电时户数Σ AS=E Δ Sml+ Σ ASk+ Σ Δ Sbl+ Σ Δ St (单位为时户数)系统的停电时户数=Σ AS(单位为时户数)系统的可靠性指标=Σ AS。/N(单位为小时)2、边界条件计算的边界条件，如下(1)单条馈线长度相同，分段数相同；(2)负荷沿馈线均勻分布，平均单段线路负荷相同、单个开闭所供电负荷相同；(3)考虑分支线出线开关有保护功能，故障被直接隔离，不影响主环；(4)考虑用户按照主干线和分支线均勻分布。3、故障停电影响时户数函数汇总(1)电缆系统Σ ASc
权利要求
1.一种基于逻辑框架的电网供电可靠性规划方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1 设定初始值，计算初始方案的可靠性指标，如果达到设定的初识值，则统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤2 如果计算初始方案的可靠性指标没有达到设定的初始值，则确定管理参数是否有提升空间，若有提升空间，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤3 如果步骤2中的管理参数没有提升空间，则确定每段户数是否超过8户，若每段户数超过8户，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资， 整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤4 如果步骤3中的每段户数不足8户，则确定馈线负载率是否大于40%，若馈线负载率大于40%，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资， 整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤5 如果步骤4中馈线负载率不大于40%，则确定环网化率是否小于100%，若环网化率小于100%，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤6 如果步骤5中的环网化率不小于100%，则确定故障停电占总户数是否达到 50%，若故障停电占总户数达到50%，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤7 如果步骤6中的故障停电占总户数没有达到50 %，则确定是否存在未装保护的用户，若存在未装保护的用户，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤8 如果步骤7中的不存在未装保护的用户，则确定规划目标是否小于2小时，若规划目标小于两小时，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤9 如果步骤8中的规划目标不小于2小时，则确定设备故障率是否高于目标对应的全国平均值，若设备故障率高于目标对应的全国平均值，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案；步骤10 如果步骤9中的设备故障率不高于目标对应的全国平均值，则再次确定规划目标是否小于2小时，若规划目标小于两小时，则减少户均停电时间并增加成本以达到设定的初始值，并统计整体投资，整体投资没有超出投资预算，则给出计划方案。
2.根据权利要求1所述的基于逻辑框架的电网供电可靠性规划方法，其特征在于所述步骤1中的可靠性目标计算包括以下步骤步骤1. 1 获取待评估的配电网电网参数、运行参数、设备参数以及管理参数； 步骤1. 2 根据步骤1. 1所获取的各个参数，确定故障概率、预安排停运概率、故障排查时间以及修复时间；步骤1. 3 置总停电时户数为零，分别计算出电缆系统可转及不可转供情况下各元件故障停电影响的总时户数和预安排停电影响的总时户数、架空系统可转供及不可转供情况下各元件故障停电影响的总时户数和预安排停电影响的总时户数，最总求取全网可靠性指标。
3.根据权利要求2所述的基于逻辑框架的电网供电可靠性规划方法，其特征在于所述步骤1. 1中电网参数包括总用户数量N、总馈线数量X总、主干线总长度Lml、分支线总长度Lbl、主干线开关数η、分支线开关数m、环网化率H和自动化覆盖率Ka ；运行参数包括总负荷P、负荷增长率ΔΡ、线路平均负载率F、双电源用户率D、带保护用户数Np、自动化时间Taut和备自投时间Tbzt ；设备参数包括线路故障率、开关故障率fk、开闭所故障率fk、用户故障率ft、电缆化率 C和绝缘化率I ；以及管理参数包括故障停电平均排查时间Tcte、故障停电平均修复时间Trep、预安排停电平均停电时间Tpre和预安排停电概率fpre。
4.根据权利要求3所述的基于逻辑框架的电网供电可靠性规划方法，其特征在于所述步骤1中，如果整体投资超出投资预算，则修改可靠性目标，并重新统计整体投资至负荷投资预算，再给出计划方案。
5.根据权利要求4所述的基于逻辑框架的电网供电可靠性规划方法，其特征在于所述步骤2-9中，减少户均停电时间并增加成本后还没有达到设定的初始值，则进入相应的下一步骤。
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于逻辑框架的电网供电可靠性规划方法，其特征在于所述步骤10中，减少户均停电时间并增加成本后还没有达到设定的初始值，则修改可靠性目标并重新统计整体投资至负荷投资预算，再给出计划方案。
全文摘要
本发明涉及一种基于逻辑框架的电网供电可靠性规划方法，包括以下步骤设定初始值，计算初始方案的可靠性指标，如果达到设定初识值，统计整体投资，给出计划方案；如果计算初始方案的可靠性指标没有达到设定的初始值，则依次确定管理参数是否有提升空间、每段户数是否超过8户、馈线负载率是否大于40％、环网化率是否小于100％、故障停电占总户数是否达到50％、是否存在未装保护的用户、规划目标是否小于2小时、设备故障率是否高于目标对应的全国平均值、再次确定规划目标是否小于2小时，最终给出计划方案。本发明的有益效果为弥补国内电网供电可靠性规划方法的空白，为供电企业提供逻辑严谨、体系完整、规范化的电网可靠性规划方法。
文档编号H02J3/00GK102545217SQ201210023880
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月3日 优先权日2012年2月3日
发明者刘文山, 刘永礼, 刘莎, 康文韬, 李锐, 车诒颖, 黄学彦 申请人:广东电网公司深圳供电局