一種配電網可靠性評價方法與流程

2024-03-24 03:08:05

技術領域：
本發明涉及配電網的可靠性評估
技術領域：
，特別涉及一種配電網可靠性評價方法。
背景技術：
：隨著現代社會經濟的飛速發展，高科技產品和高度信息化設備的廣泛普及，用戶每度電的產值日益上升，單位停供電量給用戶和社會造成的經濟損失越來越大。因此,用戶對電力系統供電可靠性的要求也越來越高。配電系統可靠性是電力系統可靠性的一個重要組成部分，目前對配電系統可靠性的研究中尚無一套完整的含分布式光伏配電網可靠性評價模型，現有的理論分析算法還不能很好地計算預安排停電可靠性指標，理論分析算法適用於電網可靠性指標的預評估，且往往只能計算電網故障停電可靠性指標，不能計算本項目所建可靠性模型中的預停電可靠性指標。技術實現要素：本發明要解決的技術問題是提供一種完整全面的且能夠計算預安排停電可靠性和經濟可靠性指標的一種配電網可靠性評價方法。實現本發明目的的技術方案之一是提供一種配電網可靠性評價方法，用AHP分析法建立含分布式光伏配電網可靠性模型；利用已收集的n個地區可靠性數據，採用工程統計算法計算含分布式光伏配電網可靠性模型中的三層指標，並將工程統計算法計算結果加上地區總負荷值及總用戶數作為BP神經網絡訓練樣本輸入值，並用模糊隸屬度方法對可靠性指標進行評分作為樣本輸出值，進行訓練，獲得三層指標評分的案例庫；利用Satty規則，採用相對權重法，確定可靠性模型中各層指標之間的權重值；根據實際目標系統的三層指標工程計算值進行目標系統可靠總指標計算。實現本發明目的的技術方案之二是提供一種一種配電網可靠性評價方法，包括如下幾個步驟：①建立含分布式光伏的配電網可靠性評價模型：採用AHP方法以含分布式光伏的配電網的可靠性為總指標，選擇常規可靠性、經濟可靠性、設備性能作為一級指標，故障停電常規可靠性、預安排停電常規可靠性、故障停電經濟可靠性、預安排停電經濟可靠性、變壓器性能、線路性能作為二級指標，用戶平均故障停電次數、用戶平均故障停電時間、用戶停電平均持續時間、故障供電可靠率、故障電量不足指標、故障停電平均用戶數、用戶平均預安排停電次數、用戶平均預安排停電時間、預安排停電平均持續時間、預安排供電可靠率、預安排電量不足指標、預安排停電平均用戶數、用戶平均故障停電經濟次數、用戶平均故障停電經濟時間、故障停電平均經濟持續時間、故障供電經濟可靠率、故障停電平均缺供電量、用戶平均預安排停電經濟次數、用戶平均預安排停電經濟時間、預安排停電平均經濟持續時間、預安排供電經濟可靠率、預安排停電平均缺供電量、線路故障停電率、變壓器故障停電率、線路故障停電平均持續時間、變壓器故障停電平均持續時間為三級指標；各級指標之間為從屬關係；②確定可靠性評價模型中三級指標的計算表達式：三級指標計算方法採用工程統計算法；③建立三級指標評分標準：採用模糊隸屬度方法建立三級指標評分標準；④建立三級指標評分案例庫：選取n個地區的可靠性統計參數，n>20，通過工程算法獲得三級指標的工程計算值，通過評分標準獲得評分值；⑤目標系統三級指標計算：統計目標系統採用工程統計算法計算三級指標需要的數據，按步驟②得到的表1中的表達式計算目標系統的三級指標值；⑥對目標系統三級指標進行評分：根據目標系統三級指標計算值、地區總負荷值、地區總用戶數、設備總數，按照三級指標評分案例庫，輸出目標系統的三級指標評分值；⑦確定可靠性評價模型中指標之間的權重：利用Satty的1～9標度法建立各層判斷矩陣，採用相對權重法確定同層各指標的權重；⑧對目標系統可靠性進行評價：採用AHP方法，按照公式(1)逐層向上計算，得到目標系統可靠性總指標綜合評分值：式中：S』R表示任一非底層指標的評分；S'i表示下層指標i的評分；Wi表示下層指標i的權重；b表示指標S』R的下層指標個數；從基層指標評分和權重加權求和逐層往上計算，最高層S』R值即為總指標綜合評分值；根據可靠性總指標評分值，對目標系統可靠性進行評價。進一步的，步驟②中，三級指標計算方法採用工程統計算法具體來講：對於某一配電系統設已知參數為：總用戶數N、單位為戶，總裝變容量S、單位為MVA，總線路長度L、單位為km，總變壓器臺數T、單位為臺；採用工程統計算法計算含分布式光伏配電網可靠性三級指標需要統計的數據包括：無分布式光伏時，故障停電次數MF(MS)、單位為次，每一次故障停電時間HFi(HSi)、單位為h，每一次故障停電用戶數NFi(NSi)、單位為戶，每一次故障停電負荷容量PFi(PSi)、單位為MW·h和裝變容量SFi(SSi)、單位為MVA，線路、變壓器故障次數分別為MFL、MFT，忽略開關、斷路器故障情況，MFL+MFT＝MF，線路、變壓器停運總時間分別為HFL、HFT，含分布式光伏時，停電負荷全部在孤島範圍外、停電負荷部分在孤島範圍內和停電負荷全部在孤島範圍內的故障停電次數MFa、MFb和MFc(MFa+MFb+MFc＝MF；MFa對應的HFi、NFi、PFi、SFi值不變；MFc對應的HFi、NFi、PFi、SFi值為0；MFb對應的HFi值不變，NFi、PFi、SFi變為N'Fi、P′Fi、S'Fi)；含分布式光伏的配電網可靠性三級指標工程統計算法表達式如下：用戶平均故障停電次數AFTC'：用戶平均故障停電時間AIHC-F'：故障停電平均持續時間MID-F′：故障供電可靠率RS-F'：故障電量不足指標ENS-F'：故障停電平均用戶數MIC-F′：用戶平均預安排停電次數ASTC：用戶平均預安排停電時間AIHC-S：預安排停電平均持續時間MID-S：預安排供電可靠率RS-S：預安排電量不足指標ENS-S：預安排停電平均用戶數MIC-S：用戶平均故障停電經濟次數AFETC'：用戶平均故障停電經濟時間AIEHC-F'：故障停電平均經濟持續時間MID-F′：故障供電經濟可靠率ERS-F：故障停電平均缺供電量AENT-F′：用戶平均預安排停電經濟次數ASETC：用戶平均預安排停電經濟時間AIEHC-S：預安排停電平均經濟持續時間MIED-S：預安排供電經濟可靠率ERS-S：預安排停電平均缺供電量AENT-S：線路故障停電率RIFI-L：變壓器故障停電率RTFI-T：線路故障停電平均持續時間MDLOI-L：變壓器故障停電平均持續時間MDTOI-T：進一步的，步驟③，採用模糊隸屬度方法建立三級指標評分標準的過程具體來講：首先確定典型評分點，然後將某一範圍內的三級指標值量化為典型評分點，逐次形成各三級指標評分標準。進一步的，步驟④具體來講，BP神經網絡的訓練樣本由以下部分構成：三級指標工程計算值與地區總負荷值及地區總用戶數構成BP神經網絡樣本的輸入值，用模糊隸屬度方法對可靠性指標進行評分的結果作為訓練樣本的輸出值，給出格式：樣本輸入值；樣本輸出值；(1)BP神經網絡個數：針對常規可靠性，經濟可靠性和設備可靠性，分別採用不同BP網絡；即構成三類BP神經網絡；(2)BP神經網絡層數：BP神經網絡採用3層結構：輸入層+中間層+輸出層；(3)各層節點個數：三類BP神經網絡各層節點個數如表2，表2三類BP神經網絡各層節點個數BP神經網絡類型輸入層點數個數隱藏層節點個數輸出層節點個數常規可靠性141412經濟可靠性121210設備性能554常規可靠性BP網絡樣本輸入值：對應的三級指標+地區總負荷值+地區總用戶數；樣本輸出值：對應的三級指標的模糊隸屬度方法評分值；經濟可靠性BP網絡樣本輸入值：對應的三級指標+地區總負荷值+地區總用戶數；樣本輸出值：對應的三級指標的模糊隸屬度方法評分值；設備性能BP網絡樣本輸入值：對應的三級指標+設備總數；樣本輸出值：對應的三級指標的模糊隸屬度方法評分值；(4)激發函數Sigmoidf(x)＝1/(1+e-x)。進一步的，步驟④中，三級指標評分值在[0,100]區間內。進一步的，步驟⑦的具體步驟如下：(1)指標個數小於3時，其權重由專家直接確定；指標個數等於或大於3，將同層指標兩兩進行比較，得到採用Saaty的1～9標度表示各指標相對重要性的判斷矩陣；(2)計算判斷矩陣的一致性指標CR，檢驗判斷矩陣一致性程度(3)當CR20)個地區的可靠性統計參數，通過工程算法獲得三級指標的工程計算值，通過評分標準獲得評分值。三級指標評分值在[0,100]區間內。BP神經網絡的訓練樣本由以下部分構成：三級指標工程計算值與地區總負荷值及地區總用戶數構成BP神經網絡樣本的輸入值，用模糊隸屬度方法對可靠性指標進行評分的結果作為訓練樣本的輸出值，給出格式：樣本輸入值；樣本輸出值。(1)BP神經網絡個數：針對常規可靠性，經濟可靠性和設備可靠性，分別採用不同BP網絡。即構成三類BP神經網絡。(2)BP神經網絡層數：BP神經網絡採用3層結構：輸入層+中間層+輸出層。(3)各層節點個數：三類BP神經網絡各層節點個數如表2。表2三類BP神經網絡各層節點個數BP神經網絡類型輸入層點數個數隱藏層節點個數輸出層節點個數常規可靠性141412經濟可靠性121210設備性能554常規可靠性BP網絡樣本輸入值：圖1中對應的三級指標+地區總負荷值+地區總用戶數；樣本輸出值：圖1中對應的三級指標的模糊隸屬度方法評分值。經濟可靠性BP網絡樣本輸入值：圖1中對應的三級指標+地區總負荷值+地區總用戶數；樣本輸出值：圖1中對應的三級指標的模糊隸屬度方法評分值。設備性能BP網絡樣本輸入值：圖1中對應的三級指標+設備總數；樣本輸出值：圖1中對應的三級指標的模糊隸屬度方法評分值。(4)激發函數Sigmoidf(x)＝1/(1+e-x)。⑤目標系統三級指標計算：統計目標系統採用工程統計算法計算三級指標需要的數據，按步驟②得到的表1中的表達式計算目標系統的三級指標值。⑥對目標系統三級指標進行評分：根據目標系統三級指標計算值、地區總負荷值、地區總用戶數、設備總數，按照三級指標評分案例庫，輸出目標系統的三級指標評分值。⑦確定可靠性評價模型中指標之間的權重：利用Satty的1～9標度法建立各層判斷矩陣，採用相對權重法確定同層各指標的權重，具體步驟如下：(1)指標個數小於3時，其權重由專家直接確定；指標個數等於或大於3，將同層指標兩兩進行比較，得到採用Saaty的1～9標度表示各指標相對重要性的判斷矩陣。(2)計算判斷矩陣的一致性指標CR，檢驗判斷矩陣一致性程度，步驟如下：1)計算一致性指標CI：式中：λmax表示判斷矩陣的最大特徵根值；a表示指標個數。2)確定平均隨機一致性指標RI：按Saaty給出的平均隨機一致性指標值查找相應的RI，如表3，表3Saaty給出的平均隨機一致性指標值a123456789RI000.580.901.121.241.321.411.453)計算一致性比例CR：(3)當CR<0.10時，判斷矩陣一致性檢驗合格，計算判斷矩陣的最大特徵根和對應的特徵向量，歸一化處理後的特徵向量即為各指標的權重w；若一致性檢驗不合格，重新調整確定判斷矩陣中部分元素直至其一致性滿足要求。⑧對目標系統可靠性進行評價：採用AHP方法，按照公式(1)逐層向上計算，得到目標系統可靠性總指標綜合評分值：式中：S』R表示任一非底層指標的評分；S'i表示下層指標i的評分；Wi表示下層指標i的權重；b表示指標S』R的下層指標個數；從基層指標評分和權重加權求和逐層往上計算，最高層S』R值即為總指標綜合評分值。根據可靠性總指標評分值，對目標系統可靠性進行評價。可靠性總指標評分值對應的可靠性質量如表4：表4可靠性總指標評分值對應的可靠性水平評分值100～9090～8080～7070～60<60可靠性質量優良中及格差顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬於本發明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之中。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp