一种10kV配电网馈线自动化差异化优化配置方法
【专利摘要】一种10kV配电网馈线自动化差异化优化配置方法。其包括步骤1)现状分析；步骤2)可靠性目标设定；步骤3)差异化配置方案；步骤4)方案评估及方案生成。本发明有效解决了10kV配电网馈线自动化可靠性与经济性相矛盾的问题，结合10kV配电网馈线自动化建设取得经济效益较少的实际情况，提出了馈线自动化差异化配置策略，因此该方法更为科学、全面。为配电网规划人员进行10kV配电网馈线自动化差异化优化配置提供了有益参考，为日后配电网规划工作提供了强有力的技术支持。易于掌握与操作，简单易懂，方便实际操作人员熟练掌握。
【专利说明】—种1kV配电网馈线自动化差异化优化配置方法
【技术领域】
[0001]本发明属于智能配电网馈线自动化【技术领域】，特别是涉及一种1kV配电网馈线自动化差异化优化配置方法。
【背景技术】
[0002]目前，关于智能配电网馈线自动化方案研究，见“在智能配电网馈线自动化方案研究及应用”(电工技术，2003-1)，该文中介绍了电压-时间型馈线自动化方案和集中型馈线自动化方案，并结合实际应用，对馈线自动化原理、定值设置和主站逻辑处理等进行了说明和分析。结果表明，电压-时间型馈线自动化方案适用于长的架空线路，集中型馈线自动化方案适用于短的架空线路以及电缆线路。
[0003]但该方法存在的缺点是:没有考虑不同地区的供电可靠性需求以及馈线自动化的经济性。
[0004]目前，关于馈线自动化解决方案探讨，见“10kV馈线自动化解决方案探讨”(电力系统保护与控制，2010)，该文中提出的1kV馈线自动化方案通过增设断路器和负荷开关将主干线分为几段，并配置智能控制器(FTU)，通过配合减少了出线断路器的跳闸，在发生故障的架空线路中能自动隔离故障区域，缩短故障查找的时间，迅速恢复非故障区域的正常供电。该方案能显著降低馈线出线开关的跳闸次数，提高重合闸成功率，有效地提升配网架空线路运行水平。
[0005]但该方法存在的缺点是:虽然针对配电网架空网的馈线自动化方式给出了解决方案，但对配电网电缆网的馈线自动化方式没有进行研究。
【发明内容】
[0006]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种1kV配电网馈线自动化差异化优化配置方法。
[0007]为了达到上述目的，本发明提供的1kV配电网馈线自动化差异化优化配置方法包括按顺序执行的下列步骤:
[0008]步骤I)现状分析:配电网规划人员首先选取出1kV馈线自动化建设地区，并查找政府年鉴和政府公布的相关经济数据，分析该地区的地理位置、经济社会历史发展及规划；同时利用电网公司已有的调度自动化系统、PMS系统、GIS系统、可靠性系统查找电网设备情况、网架情况、运行情况和可靠性水平作为差异化配置方案的重要参考数据；
[0009]步骤2)可靠性目标设定:根据步骤I)得到的相关经济数据并参照该地区的包括负荷密度、经济发达程度、用户重要程度、用电水平、GDP在内的因素，依据可靠性性能持续改进原则，设定不同地区的供电可靠性目标，实现令用户满意的供电可靠性；
[0010]步骤3)差异化配置方案:根据步骤I)得到的差异化配置方案的重要参考数据并基于满足地区电网可靠性要求的原则，对地区内的1kV馈线分别按比例配置初始的重合器方式、智能分布式、半自动式和全自动式的1kV配电网馈线自动化方案；
[0011]步骤4)方案评估及方案生成:对上述初始配置方案进行配电网可靠性计算，以对其可靠性进行评估，如果能达到可靠性目标，则进行下一步经济性评估，如果达不到可靠性目标，则需要规划人员重新配置1kV配电网馈线自动化方案；在配置方案达到可靠性目标之后，对上述初始配置方案进行配电网经济性计算，如果该方案的单位投资最小，则该方案为最终方案，如果单位投资不是最小，则需要重新配置1kV配电网馈线自动化方案。
[0012]在步骤4)中，所述的可靠性计算的方法为:
[0013]首先将1kV配电网辐射分段接线和联络分段接线模型化为m分段η联络，并设定每个分段上均有一个有效的联络；计算每条线路的停电户时数，该数值包括下列所用时间:线路故障停电时间、线路预安排停电时间、断路器故障时间、断路器预安排停电时间、配变故障时间、配变预安排停电时间。
[0014]在步骤4)中，所述的经济性计算的方法为:
[0015]在满足可靠性目标的前提下，分为重合器方式、智能分布式、半自动式和全自动式四种方式进行计算，重合器方式的建设成本主要包括重合器和分段器两部分；智能分布式馈线自动化的建设成本主要是断路器和FTU两部分，不需改变变电站出线开关和保护配置，且出线开关仅需一次重合就能实现故障隔离及非故障区域的供电恢复；半自动式馈线自动化的建设成本主要有配电系统主站、后台分析软件和前端的执行断路器；全自动式的建设成本主要有配电系统主站、后台分析软件、通信网络和前端的FTU及断路器。
[0016]本发明提供的1kV配电网馈线自动化差异化优化配置方法的有益效果:
[0017](I)本方法有效解决了 1kV配电网馈线自动化可靠性与经济性相矛盾的问题，结合1kV配电网馈线自动化建设取得经济效益较少的实际情况，提出了馈线自动化差异化配置策略，因此该方法更为科学、全面。
[0018](2)本方法为配电网规划人员进行1kV配电网馈线自动化差异化优化配置提供了有益参考，为日后配电网规划工作提供了强有力的技术支持。
[0019](3)本方法易于掌握与操作，简单易懂，方便实际操作人员熟练掌握。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明提供的1kV配电网馈线自动化差异化优化配置方法流程图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和具体实施例对本发明提供的1kV配电网馈线自动化差异化优化配置方法进行详细说明。
[0022]如图1所示，本发明提供的1kV配电网馈线自动化差异化优化配置方法包括按顺序执行的下列步骤:
[0023]步骤I)现状分析:配电网规划人员首先选取出1kV馈线自动化建设地区，并查找政府年鉴和政府公布的相关经济数据，分析该地区的地理位置、经济社会历史发展及规划；同时利用电网公司已有的调度自动化系统、PMS系统、GIS系统、可靠性系统查找电网设备情况、网架情况、运行情况和可靠性水平作为差异化配置方案的重要参考数据；
[0024]步骤2)可靠性目标设定:根据步骤I)得到的相关经济数据并参照该地区的包括负荷密度、经济发达程度、用户重要程度、用电水平、GDP在内的因素，依据可靠性性能持续改进原则，设定不同地区的供电可靠性目标，实现令用户满意的供电可靠性；例如直辖市的市中心区可靠性达到99.99%,市区可靠性达到99.98% ；
[0025]步骤3)差异化配置方案:根据步骤I)得到的差异化配置方案的重要参考数据并基于满足地区电网可靠性要求的原则，对地区内的1kV馈线分别按比例配置初始的重合器方式、智能分布式、半自动式和全自动式的1kV配电网馈线自动化方案；
[0026]步骤4)方案评估及方案生成:对上述初始配置方案进行配电网可靠性计算，以对其可靠性进行评估，如果能达到可靠性目标，则进行下一步经济性评估，如果达不到可靠性目标，则需要规划人员重新配置1kV配电网馈线自动化方案；在配置方案达到可靠性目标之后，对上述初始配置方案进行配电网经济性计算，如果该方案的单位投资最小，则该方案为最终方案，如果单位投资不是最小，则需要重新配置1kV配电网馈线自动化方案。
[0027]在步骤4)中，所述的可靠性计算的方法为:
[0028]由于1kV馈线的可靠性指标通常以平均供电可用度时间ASAI来衡量，为计算实际配电系统的可靠性指标，可首先将1kv配电网辐射分段接线和联络分段接线模型化为m分段η联络，并设定每个分段上均有一个有效的联络；计算每条线路的停电户时数，该数值包括下列所用时间:线路故障停电时间、线路预安排停电时间、断路器故障时间、断路器预安排停电时间、配变故障时间、配变预安排停电时间。
[0029]在步骤4)中，所述的经济性计算的方法为:
[0030]由于1kV馈线自动化的设备厂家诸多，产品质量高低不一，设备价格差异较大，为了方便计算，在满足可靠性目标的前提下，分为重合器方式、智能分布式、半自动式和全自动式等四种方式进行计算，重合器方式的建设成本主要包括重合器和分段器两部分，不需要主站控制，不需要建设通信网络，因此投资省，见效快。智能分布式馈线自动化的建设成本主要是断路器和FTU两部分，不需改变变电站出线开关和保护配置，且出线开关仅需一次重合就能实现故障隔离及非故障区域的供电恢复；半自动式馈线自动化的建设成本主要有配电系统主站、后台分析软件和前端的执行断路器等。全自动式的建设成本主要有配电系统主站、后台分析软件、通信网络和前端的FTU及断路器等。
[0031]由于馈线自动化是提高配电网可靠性的重要措施，但其投入资金巨大。本发明提供的1kV配电网馈线自动化差异化优化配置方法，有效解决可靠性与经济性相矛盾的问题，结合1kV配电网馈线自动化建设取得经济效益较少的实际情况，提出了一种馈线自动化差异化优化配置方法。
[0032]为了合理计及1kV配电网不同供电分区、电网的经济性和可靠性等多因素影响，本方法提出以单位投资减少停电时间为目标函数的馈线自动化考核参数指标，1kV馈线自动化的优化配置方式是一个单目标、多约束的优化问题:即在满足供电区域供电可靠性的基础上，单位投资越小，从而馈线自动化方案越优，经济效益越明显。
【权利要求】
1.一种1kV配电网馈线自动化差异化优化配置方法，其特征在于:所述的1kV配电网馈线自动化差异化优化配置方法包括按顺序执行的下列步骤: 步骤I)现状分析:配电网规划人员首先选取出1kV馈线自动化建设地区，并查找政府年鉴和政府公布的相关经济数据，分析该地区的地理位置、经济社会历史发展及规划；同时利用电网公司已有的调度自动化系统、PMS系统、GIS系统、可靠性系统查找电网设备情况、网架情况、运行情况和可靠性水平作为差异化配置方案的重要参考数据； 步骤2)可靠性目标设定:根据步骤I)得到的相关经济数据并参照该地区的包括负荷密度、经济发达程度、用户重要程度、用电水平、GDP在内的因素，依据可靠性性能持续改进原则，设定不同地区的供电可靠性目标，实现令用户满意的供电可靠性； 步骤3)差异化配置方案:根据步骤I)得到的差异化配置方案的重要参考数据并基于满足地区电网可靠性要求的原则，对地区内的1kV馈线分别按比例配置初始的重合器方式、智能分布式、半自动式和全自动式的1kV配电网馈线自动化方案； 步骤4)方案评估及方案生成:对上述初始配置方案进行配电网可靠性计算，以对其可靠性进行评估，如果能达到可靠性目标，则进行下一步经济性评估，如果达不到可靠性目标，则需要规划人员重新配置1kV配电网馈线自动化方案；在配置方案达到可靠性目标之后，对上述初始配置方案进行配电网经济性计算，如果该方案的单位投资最小，则该方案为最终方案，如果单位投资不是最小，则需要重新配置1kV配电网馈线自动化方案。
2.根据权利要求1所述的1kV配电网馈线自动化差异化优化配置方法，其特征在于:在步骤4)中，所述的可靠性计算的方法为: 首先将1kV配电网辐射分段接线和联络分段接线模型化为m分段η联络，并设定每个分段上均有一个有效的联络；计算每条线路的停电户时数，该数值包括下列所用时间:线路故障停电时间、线路预安排停电时间、断路器故障时间、断路器预安排停电时间、配变故障时间、配变预安排停电时间。
3.根据权利要求1所述的1kV配电网馈线自动化差异化优化配置方法，其特征在于:在步骤4)中，所述的经济性计算的方法为: 在满足可靠性目标的前提下，分为重合器方式、智能分布式、半自动式和全自动式四种方式进行计算，重合器方式的建设成本主要包括重合器和分段器两部分；智能分布式馈线自动化的建设成本主要是断路器和FTU两部分，不需改变变电站出线开关和保护配置，且出线开关仅需一次重合就能实现故障隔离及非故障区域的供电恢复；半自动式馈线自动化的建设成本主要有配电系统主站、后台分析软件和前端的执行断路器；全自动式的建设成本主要有配电系统主站、后台分析软件、通信网络和前端的FTU及断路器。
【文档编号】H02J13/00GK104242448SQ201410410216
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】王哲, 翟玮, 刘聪, 宗志刚, 徐晶, 徐科, 谢秦, 李娟 , 崔荣靖 申请人:国家电网公司, 国网天津市电力公司