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专利号: 2020100745946
申请人: 长春工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种计及分布式能源的主动配电网风险评估实时评估方法,其特征是:包括以下步骤:(1)首先,确定含分布式能源的主动配电网的评估层次和评估指标,评估层次划分为三层,第一层:电源容载比、线路重载比、配变重载比、主变负载率、线路“N‑1”、供蓄比例、消纳比率、网架互联率、平均供电半径、高损配变比、绝缘化率、综合线损率、设备故障率、系统故障停电率、高运行年限设备率、平均停电用户数、用户平均停电持续时间、负荷可转移率、三相不平衡度、非线性负载率、冲击性负荷、分布式能源并网节点电压平均合格率、分布式能源并网节点频率平均合格率、分布式能源并网节点电流平均合格率24个评估指标;

第二层:供电可靠性评估、网架结构评估、电能质量评估、供电能力评估4个评估指标;

第三层:计及分布式能源的主动配电网评估指标体系1个评估指标;

其中,

第二层评估指标供电可靠性评估包括:设备故障率、系统故障停电率、用户平均停电持续时间、高运行年限设备率、平均停电用户数、负荷可转移率6个第一层评估指标;

第二层评估指标网架结构评估包括:网架互联率、平均供电半径、高损配变比、绝缘化率、综合线损率5个第一层评估指标;

第二层评估指标电能质量评估包括:三相不平衡度、非线性负载率、冲击性负荷、分布式能源并网节点电压平均合格率、分布式能源并网节点频率平均合格率、分布式能源并网节点电流平均合格率6个第一层评估指标;

第二层评估指标供电能力评估包括:电源容载比、线路重载比、配变重载比、主变负载率、线路“N‑1”、供蓄比例、消纳比率7个第一层评估指标;

具体的,第三层评估指标计及分布式能源的主动配电网评估指标体系包括:供电可靠性评估、网架结构评估、电能质量评估、供电能力评估4个第二层评估指标;

具体的,

分布式能源并网节点电压平均合格率具体计算方法为:待评估的含分布式能源的主动配电网内所有分布式能源并网节点的电压合格率与并网节点数量的比值;

分布式能源并网节点频率平均合格率具体计算方法为:待评估的含分布式能源的主动配电网内所有分布式能源并网节点的频率合格率与并网节点数量的比值;

分布式能源并网节点电流平均合格率具体计算方法为:待评估的含分布式能源的主动配电网内所有分布式能源并网节点的电流合格率与并网节点数量的比值;

(2)根据建立的评估层次和评估指标,建立第二和第三层的判断矩阵,

首先,确定指标间重要程度的量化标准,即指标间重要程度所对应指数标度法的指数k‑1标度值a ,其中k=1、2、3、4、5、6、7、8、9,其中同等重要、稍微重要、明显重要、强烈重要、极

0 2 4 6 8 k‑1

端重要分别量化为a、a、a、a、a ,其余标度值均处于各重要程度中间,将指数标度值a 与8

1‑9标度法的标度值k一一对应,即可得到a=9,即a=1.316;

然后,确定判断矩阵的一般表示形式,设方阵的矩阵维度为n维,i为方阵行下标,j为方阵列下标,判断矩阵内的每一个元素为:aij;

k‑1

当j>i时,判断矩阵内的每一个元素为:aij=a ;

当j=i时,判断矩阵内的每一个元素为:aij=1;

k‑1

当j<i时,判断矩阵内的每一个元素为:aij=1/a ;

k‑1

具体的,依据指数标度值a 与各重要程度的量化标准,进行每两个指标之间重要程度的比较,对供电可靠性评估所属的6个第一层评估指标进行量化评估,其中行指标顺序为:设备故障率、系统故障停电率、用户平均停电持续时间、高运行年限设备率、平均停电用户数、负荷可转移率,行指标分别用f1…f6表示;列指标顺序为:设备故障率、系统故障停电率、用户平均停电持续时间、高运行年限设备率、平均停电用户数、负荷可转移率,列指标分别用f'1…f'6表示;依据行指标与列指标相互比较的重要程度与重要程度的量化标准,确定矩k‑1阵中各元素的具体取值,即各重要程度对应的指数标度值a ,其中,k=1、2、3、4、5、6、7、8、

9,构成矩阵,以此建立供电可靠性评估的6维判断矩阵,矩阵表示如下:

具体的,通过计算求得上述6维矩阵的最大特征值对应的6行1列的特征向量,其中特征向量第1行的向量值对应设备故障率的权值、第2行的向量值对应系统故障停电率的权值、第3行的向量值对应用户平均停电持续时间的权值、第4行的向量值对应高运行年限设备率的权值、第5行的向量值对应平均停电用户数的权值、第6行的向量值对应负荷可转移率的权值;

k‑1

具体的,依据指数标度值a 与各重要程度的量化标准,进行每两个指标之间重要程度的比较,对网架结构评估所属的5个第一层评估指标进行量化评估,其中行指标顺序为:网架互联率、平均供电半径、高损配变比、绝缘化率、综合线损率,行指标分别用f1…f5表示;列指标顺序为:网架互联率、平均供电半径、高损配变比、绝缘化率、综合线损率,列指标分别用f'1…f'5表示;依据行指标与列指标相互比较的重要程度与重要程度的量化标准,确定矩k‑1阵中各元素的具体取值,即各重要程度对应的指数标度值a ,其中,k=1、2、3、4、5、6、7、8、

9,构成矩阵,以此建立网架结构评估的5维判断矩阵,矩阵表示如下:

具体的,通过计算求得上述5维矩阵的最大特征值对应的5行1列的特征向量,其中特征向量的第1行的向量值对应网架互联率的权值、第2行的向量值对应平均供电半径的权值、第3行的向量值对应高损配变比的权值、第4行的向量值对应绝缘化率的权值、第5行的向量值对应综合线损率的权值;

k‑1

具体的,依据指数标度值a 与各重要程度的量化标准,进行每两个指标之间重要程度的比较,对电能质量评估所属的6个第一层评估指标进行量化评估,其中行指标顺序为:三相不平衡度、非线性负载率、冲击性负荷、分布式能源并网节点电压平均合格率、分布式能源并网节点频率平均合格率、分布式能源并网节点电流平均合格率,行指标分别用f1…f6表示;列指标顺序为:三相不平衡度、非线性负载率、冲击性负荷、分布式能源并网节点电压平均合格率、分布式能源并网节点频率平均合格率、分布式能源并网节点电流平均合格率,列指标分别用f'1…f'6表示;依据行指标与列指标相互比较的重要程度与重要程度的量化标k‑1准,确定矩阵中各元素的具体取值,即各重要程度对应的指数标度值a ,其中,k=1、2、3、

4、5、6、7、8、9,构成矩阵,以此建立电能质量评估的6维判断矩阵,矩阵表示如下:具体的,通过计算求得上述6维矩阵的最大特征值对应的6行1列的特征向量,其中特征向量第1行的向量值对应三相不平衡度的权值、第2行的向量值对应非线性负载率的权值、第3行的向量值对应冲击性负荷的权值、第4行的向量值对应分布式能源并网节点电压平均合格率的权值、第5行的向量值对应分布式能源并网节点频率平均合格率的权值、第6行的向量值对应分布式能源并网节点电流平均合格率的权值;

k‑1

具体的,依据指数标度值a 与各重要程度的量化标准,进行每两个指标之间重要程度的比较,对供电能力评估所属的7个第一层评估指标进行量化评估,其中行指标顺序为:电源容载比、线路重载比、配变重载比、主变负载率、线路“N‑1”、供蓄比例、消纳比率,行指标分别用f1…f7表示;列指标顺序为:电源容载比、线路重载比、配变重载比、主变负载率、线路“N‑1”、供蓄比例、消纳比率,列指标分别用f'1…f'7表示;依据行指标与列指标相互比较的重要程度与重要程度的量化标准,确定矩阵中各元素的具体取值,即各重要程度对应的指k‑1数标度值a ,其中,k=1、2、3、4、5、6、7、8、9,构成矩阵,以此建立供电能力评估的7维判断矩阵,矩阵表示如下:具体的,通过计算求得上述7维矩阵的最大特征值对应的7行1列的特征向量,其中特征向量的第1行的向量值对应电源容载比的权值、第2行的向量值对应线路重载比的权值、第3行的向量值对应配变重载比的权值、第4行的向量值对应主变负载率的权值、第5行的向量值对应线路“N‑1”的权值、第6行的向量值对应供蓄比例的权值、第7行的向量值对应消纳比率的权值;

同理可建立第三层评估指标计及分布式能源的主动配电网评估指标体系所属的4个第二层的二级评估指标的判断矩阵,其中行指标顺序为:供电可靠性评估、网架结构评估、供电能力评估、电能质量评估,行指标分别用f1…f4表示;列指标顺序为:供电可靠性评估、网架结构评估、供电能力评估、电能质量评估,列指标分别用f'1…f'4表示;依据行指标与列指标相互比较的重要程度与重要程度的量化标准,确定矩阵中各元素的具体取值,即各重要k‑1程度对应的指数标度值a ,其中,k=1、2、3、4、5、6、7、8、9,构成矩阵,以此建立计及分布式能源的主动配电网评估指标体系的4维判断矩阵,矩阵表示如下:具体的,通过计算求得上述4维矩阵的最大特征值对应的4行1列的特征向量,其中特征向量第1行的向量值对应供电可靠性评估的权值、第2行的向量值对应网架结构评估的权值、第3行的向量值对应供电能力评估的权值、第4行的向量值对应电能质量评估的权值;

(3)验证判断矩阵的一致性;

为避免判定误差随着判断矩阵的阶数升高而升高,故引入平均随机一致性指标RI;当矩阵维度n=1和n=2时,RI=0;当矩阵维度n=3时,RI=0.36;当矩阵维度n=4时,RI=

0.58;当矩阵维度n=5时,RI=0.72;当矩阵维度n=6时,RI=0.82;当矩阵维度n=7时,RI=0.88;通过一致性判断的判定公式和一致性比例的计算公式进行判断矩阵的一致性校验;首先通过一致性判断的判定公式,计算一致性判定值,设判断矩阵的最大特征值为λmax、矩阵维度为n,其计算公式为: 但是因为判定误差随着判断矩阵的阶数升高而升高,故引入平均随机一致性指标RI进行一致性比例的计算,再通过一致性比例的计算公式:计算一致性比例,当CR≤0.1时,判断矩阵满足其一致性原则,进入下一步(4)运算;

相反,则不满足其一致性原则,此时需进行判断矩阵的调整,将判断矩阵中反差较大的指数k‑1标度值a 逐步进行调整,直至判断矩阵满足一致性的要求;

(4).建立完整的计及分布式能源的主动配电网风险评估实时体系,具体步骤如下:首先,分别计算第一层24个评估指标的实际值与最优值的差值D1,最优值与合格值的差值D2,其中实际值为地区电网中实际的统计值和测量值,最优值与合格值为专家和规程标定值;

其次,计算各个评估指标的相对趋近程度,D=D1/D2,D为相对趋近程度;然后根据相对趋近程度计算第一层24个评估指标的每一个指标的评估分数Xn=‑100×D+100,进而计算出整个评估指标体系的总得分Y:其中,Xi为第一层24个评估指标中第i个评估指标的评估分数

评估指标的相对权值的求解方法如下:

设第二层评估指标供电能力评估的权值为A、网架结构评估的权值为B、供电可靠性评估的权值C、电能质量评估的权值为D;

其中,设第二层评估指标供电能力评估所属的第一层评估指标电源容载比的权值为A1、线路重载比的权值为A2、配变重载比的权值为A3、主变负载率的权值为A4、线路“N‑1”的权值为A5、供蓄比例的权值为A6、消纳比率的权值为A7,则电源容载比的相对权值为A×A1、线路重载比的相对权值为A×A2、配变重载比的相对权值为A×A3、主变负载率的相对权值为A×A4、线路“N‑1”的相对权值为A×A5、供蓄比例的相对权值为A×A6、消纳比率的相对权值为A×A7;

设第二层评估指标网架结构评估所属的第一层评估指标网架互联率的权值为B1、平均供电半径的权值为B2、高损配变比的权值为B3、绝缘化率的权值为B4、综合线损率的权值为B5,则网架互联率的相对权值为B×B1、平均供电半径的相对权值为B×B2、高损配变比的相对权值为B×B3、绝缘化率的相对权值为B×B4、综合线损率的相对权值为B×B5;

设第二层评估指标供电可靠性评估所属的第一层评估指标设备故障率的权值为C1、系统故障停电率的权值为C2、高运行年限设备率的权值为C3、平均停电用户数的权值为C4、用户平均停电持续时间的权值为C5、负荷可转移率的权值为C6,则设备故障率的相对权值为C×C1、系统故障停电率的相对权值为C×C2、高运行年限设备率的相对权值为C×C3、平均停电用户数的相对权值为C×C4、用户平均停电持续时间的相对权值为C×C5、负荷可转移率的相对权值为C×C6;

设第二层评估指标电能质量评估所属的第一层评估指标三相不平衡度的权值为D1、非线性负载率的权值为D2、冲击性负荷的权值为D3、分布式能源并网节点电压平均合格率的权值为D4、分布式能源并网节点频率平均合格率的权值为D5、分布式能源并网节点电流平均合格率的权值为D6,则三相不平衡度的相对权值为D×D1、非线性负载率的相对权值为D×D2、冲击性负荷的相对权值为D×D3、分布式能源并网节点电压平均合格率的相对权值为D×D4、分布式能源并网节点频率平均合格率的相对权值为D×D5、分布式能源并网节点电流平均合格率的相对权值为D×D6;

(5).再将风险等级划分为五个级别,分别是:

当90≦Y<100时,等级为优;

当80≦Y<90时,等级为良;

当70≦Y<80时,等级为中;

当60≦Y<70时,等级为差;

当Y<60时,等级为不及格。