一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法.pdf

《一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法.pdf（16页完整版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 103839117 A (43)申请公布日 2014.06.04 CN 103839117 A (21)申请号 201410106534.2 (22)申请日 2014.03.21 G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (71)申请人 国家电网公司 地址 100031 北京市西城区西长安街 86 号 申请人 中国电力科学研究院 国网北京市电力公司 (72)发明人 崔艳妍 刘伟 滕林 苏剑 王哲 韦涛 张国宾 张林垚 王旭阳 (74)专利代理机构 北京安博达知识产权代理有 限公司 11271 代理人 徐国文 (54) 发明名称 一。

2、种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析 确定方法 (57) 摘要 本发明涉及一种配电网供电可靠性及其投 资敏感度分析确定方法， 所述方法适用于基于可 靠性的配电网的优化规划 ； 所述方法包括以下步 骤 ：（1）分析单一措施的可靠性与投资敏感度 ； （2） 分析各类措施综合的可靠性与投资敏感度分 析 ；（3） 分析不同发展阶段可靠性与投资敏感度。 该方法指导配电网规划建设重点， 优化投资决策， 明确投资方向和投资重点， 提高配电网建设的效 率与效益。 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 8 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页。

3、 说明书8页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103839117 A CN 103839117 A 1/3 页 2 1. 一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 所述方法适用于基于可靠性 的配电网的优化规划 ； 其特征在于 ： 所述方法包括以下步骤 ： （1） 分析单一措施的可靠性与投资敏感度 ； （2） 分析各类措施综合的可靠性与投资敏感度分析 ； （3） 分析不同发展阶段可靠性与投资敏感度。 2. 如权利要求 1 所述的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 其特征 在于 ： 所述步骤 （1） 中的单一措施的可靠性与投资敏感度包括网架结构优化的可靠性投资 敏感度、 。

4、设备水平提升的可靠性投资敏感度、 配电自动化水平提升的可靠性投资敏感度和 运维管理水平提升的可靠性投资敏感度。 3. 如权利要求 2 所述的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 其特征 在于 ： 所述网架结构优化的可靠性投资敏感度的分析过程为 ： 在不考虑预安排停电时间的情况下， 以各类供电区域配电网现有水平为基础， 确定得 出各类供电区域各种典型网架结构的理论供电可靠性 ； 制定网架结构优化方案 ； 架空网所述网架结构优化方案包括 ： 辐射状 - 单联络， 单联 络 - 多联络 ； 电缆网所述网架结构优化方案包括 ： 单射 - 单环， 单环 - 双环， 双射 - 双环 ； 通过各。

5、类网架结构优化工程的设备造价， 确定得出各种网架结构优化工程的投资， 并 通过下式 （1） 和式 （2） 确定不同供电区域各种网架结构优化工程的敏感度 4. 如权利要求 3 所述的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 其特征 在于 ： 所述设备水平提升包括电缆化改造与绝缘化改造， 其可靠性投资敏感度的分析过程 为 ： 通过电缆化改造与绝缘化改造前后设备故障率的变化， 得出各类供电区域改造前后架 空网各类网架结构供电可靠率的变化 ； 再通过电缆化与绝缘化设备改造单价， 得出改造工程的投资 ； 通过下式 （1） 和式 （2） 得出不同供电区域架空网各类网架结构电缆化改造和绝缘化改 造的。

6、投资敏感度 5. 如权利要求 4 所述的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 其特征 在于 ： 所述配电自动化水平提升的可靠性投资敏感度分析过程为 ： 通过配电自动化的实施情况， 得出各类供电区域实施配电自动化后故障停电时间缩短 权 利 要 求 书 CN 103839117 A 2 2/3 页 3 比例 ； 制定单条线路实施配电自动化的方案， 该方案包括一遥、 二遥和三遥 ； 所述一遥为遥 信， 二遥为遥信和遥测， 三遥为遥信、 遥测和遥控 ； 通过配电自动化造价， 得出单条线路实施配电自动化的投资 ； 通过下式 （1） 和式 （2） 得出各类供电区域各种典型网架结构实施配电自动化。

7、的敏感度 6. 如权利要求 5 所述的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 其特征 在于 ： 所述运维管理水平提升的可靠性投资敏感度分析过程为 ： 10kV 线路实施不停电作业后， 预安排停电时间降低为 0 ； 根据不停电作业的实施情况， 得出单条线路实施不停电作业所需投资 ； 通过下式 （1） 和式 （2） 得出各类供电区域七种典型网架结构实施不停电作业的敏感度 7. 如权利要求 1 所述的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 其特征 在于 ： 所述步骤 （2） 中各类措施综合的可靠性与投资敏感度分析过程为 ： 确定各类措施优化后综合故障停电时间、 预安排停电时间和总。

8、停电时间 ； 确定采取各类优化措施后的总投资 ； 确定各类措施综合的可靠性与投资敏感度。 8. 如权利要求 7 所述的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 其特 征在于 ： 所述各类措施优化后综合故障停电时间、 预安排停电时间和总停电时间通过下式 （3） 、（4） 和 （5） 确定 ： 优化后总停电时间优化后故障停电时间 + 优化后预安排停电时间 （5） 。 9. 如权利要求 8 所述的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 其特征 在于 ： 所述各类优化措施后的总投资通过下式 （7） 确定 ： 10. 如权利要求 9 所述的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法。

9、， 其特 权 利 要 求 书 CN 103839117 A 3 3/3 页 4 征在于 ： 所述各类措施综合的可靠性与投资敏感度通过下式 （7） 和 （8） 确定 ： 11. 如权利要求 1 所述的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 其特 征在于 ： 所述步骤 （3） 中的不同发展阶段可靠性与投资敏感度通过所述步骤 （1） 和所述步 骤 （2） 确定。 权 利 要 求 书 CN 103839117 A 4 1/8 页 5 一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法 技术领域 ： 0001 本发明涉及一种可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 更具体涉及一种配电网供 电可靠性及其投。

10、资敏感度分析确定方法。 背景技术 ： 0002 影响供电可靠性的主要因素包括电网结构、 设备水平、 配电自动化以及运维管理 四大方面。 （1） 电网结构是规划中的最基本要素， 也是规划人员进行高可靠性设计时必须首 先考虑的问题。 在配电网发生停电事件的情况下， 系统中是否有备用转供线路， 是否存在可 用切换点， 都与电网结构密切相关， 会对供电可靠性产生直接影响。 （2） 良好的设备是保障 配电网安全可靠运行的重要基础， 任何一台主要设备出现故障都会直接影响到系统的供电 可靠性。 （3） 配电自动化已逐步成为提高供电可靠性的重要措施之一。可利用馈线自动化 系统的故障隔离及自动恢复供电功能， 减。

11、少故障停电范围 ； 通过提高电网正常的施工 , 检 修和事故抢修工作效率， 减少计划及故障停电时间 ； 通过对电网的实时监视， 及时发现， 处 理事故隐患， 实施状态检修， 提高设备可靠性， 避免停电事故的发生。 （4） 电网的运维管理水 平的高低也是影响供电可靠性的一个重要方面。在一定的配电网基础上， 运维管理水平的 高低， 不但会影响电网本身的运行状况， 更重要的是会对非故障时的预安排停电产生显著 影响。要提高电网的供电可靠性， 也需要从以上四类措施入手。 0003 国家电网公司供电区域划分为 A+、 A、 B、 C、 D、 E 六大类， 除 E 类供电区域外， 对每类 供电区域均有相应的。

12、供电可靠性要求。在同一供电区域， 相同的投资水平下不同措施提高 供电可靠性的程度不同 ； 在不同的供电区域， 相同的投资水平下采取同一措施提高供电可 靠性的程度也不相同， 因此， 为了实现以花费最小的费用达到供电可靠性要求， 需要研究在 不同供电区域中， 各类措施对提高供电可靠性的投资敏感度分析， 以优化投资决策， 提高配 电网规划的精益化水平。 发明内容 ： 0004 本发明的目的是提供一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 该方 法指导配电网规划建设重点， 优化投资决策， 明确投资方向和投资重点， 提高配电网建设的 效率与效益。 0005 为实现上述目的， 本发明采用以下技术方案。

13、 ： 一种配电网供电可靠性及其投资敏 感度分析确定方法， 所述方法适用于基于可靠性的配电网的优化规划 ； 所述方法包括以下 步骤 ： 0006 （1） 分析单一措施的可靠性与投资敏感度 ； 0007 （2） 分析各类措施综合的可靠性与投资敏感度分析 ； 0008 （3） 分析不同发展阶段可靠性与投资敏感度。 0009 本发明提供的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 所述步骤 （1） 中的单一措施的可靠性与投资敏感度包括网架结构优化的可靠性投资敏感度、 设备水 说 明 书 CN 103839117 A 5 2/8 页 6 平提升的可靠性投资敏感度、 配电自动化水平提升的可靠性投资敏。

14、感度和运维管理水平提 升的可靠性投资敏感度。 0010 本发明提供的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 所述网架结 构优化的可靠性投资敏感度的分析过程为 ： 0011 在不考虑预安排停电时间的情况下， 以各类供电区域配电网现有水平为基础， 确 定得出各类供电区域各种典型网架结构的理论供电可靠性 ； 0012 制定网架结构优化方案 ； 架空网所述网架结构优化方案包括 ： 辐射状 - 单联络， 单 联络 - 多联络 ； 电缆网所述网架结构优化方案包括 ： 单射 - 单环， 单环 - 双环， 双射 - 双环 ； 0013 通过各类网架结构优化工程的设备造价， 确定得出各种网架结构优化工。

15、程的投资 并通过下式 （1） 和式 （2） 确定不同供电区域各种网架结构优化工程的敏感度 0014 0015 0016 本发明提供的另一优选的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 所述设备水平提升包括电缆化改造与绝缘化改造， 其可靠性投资敏感度的分析过程为 ： 0017 通过电缆化或者绝缘化改造前后设备故障率的变化， 得出各类供电区域改造前后 架空网各类网架结构供电可靠率的变化 ； 0018 再通过电缆化与绝缘化设备改造单价， 得出改造工程的投资 ； 0019 通过下式 （1） 和式 （2） 得出不同供电区域架空网各类网架结构电缆化改造和绝缘 化改造的投资敏感度 0020 0021。

16、 0022 本发明提供的再一优选的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 所述配电自动化水平提升的可靠性投资敏感度分析过程为 ： 0023 通过配电自动化的实施情况， 得出各类供电区域实施配电自动化后故障停电时间 缩短比例 ； 0024 制定单条线路实施配电自动化的方案， 该方案包括一遥、 二遥和三遥 ； 所述一遥为 遥信， 二遥为遥信和遥测， 三遥为遥信、 遥测和遥控 ； 0025 通过配电自动化造价， 得出单条线路实施配电自动化的投资 ； 0026 通过下式 （1） 和式 （2） 得出各类供电区域各种典型网架结构实施配电自动化的敏 说 明 书 CN 103839117 A 6 3。

17、/8 页 7 感度 0027 0028 0029 本发明提供的又一优选的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 所述运维管理水平提升的可靠性投资敏感度分析过程为 ： 0030 10kV 线路实施不停电作业后， 预安排停电时间降低为 0 ； 0031 根据不停电作业的实施情况， 得出单条线路实施不停电作业所需投资 ； 0032 通过下式 （1） 和式 （2） 得出各类供电区域七种典型网架结构实施不停电作业的敏 感度 0033 0034 0035 本发明提供的又一优选的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 所述步骤 （2） 中各类措施综合的可靠性与投资敏感度分析过程为 ： 0。

18、036 确定各类措施优化后综合故障停电时间、 预安排停电时间和总停电时间 ； 0037 确定采取各类优化措施后的总投资 ； 0038 确定各类措施综合的可靠性与投资敏感度。 0039 本发明提供的又一优选的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 所述各类措施优化后综合故障停电时间、 预安排停电时间和总停电时间通过下式 （3） 、（4） 和 （5） 确定 ： 0040 0041 0042 优化后总停电时间优化后故障停电时间 + 优化后预安排停电时间 （5） 。 0043 本发明提供的又一优选的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 所述各类优化措施后的总投资通过下式 （7） 。

19、确定 ： 说 明 书 CN 103839117 A 7 4/8 页 8 0044 0045 本发明提供的又一优选的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 所述各类措施综合的可靠性与投资敏感度通过下式 （7） 和 （8） 确定 ： 0046 0047 0048 本发明提供的又一优选的一种配电网供电可靠性及其投资敏感度分析确定方法， 所述步骤 （3） 中的不同发展阶段可靠性与投资敏感度通过所述步骤 （1） 和所述步骤 （2） 确 定。 0049 和最接近的现有技术比， 本发明提供技术方案具有以下优异效果 ： 0050 1、 本发明的方法指导配电网规划建设， 优化投资决策， 明确投资方向和。

20、投资重点， 提高配电网建设的效率与效益 ； 0051 2、 本发明的方法实现以花费最小的费用达到供电可靠性要求 ； 0052 3、 本发明的方法量化分析不同措施对各类供电区域可靠性的影响程度， 分析比较 不同措施下提高配电网供电可靠性与所需的投资之间的敏感度。 附图说明 0053 图 1 为本发明的网架结构优化敏感度确定流程图 ； 0054 图 2 为本发明的设备水平提升敏感度确定流程图 ； 0055 图 3 为本发明的配电自动化水平提升敏感度确定流程图 ； 0056 图 4 为本发明的不停电作业水平提升敏感度确定流程图 ； 0057 图 5 为本发明的各类措施综合的敏感度确定流程图 ； 00。

21、58 图 6 为本发明的单幅射线路示意图 ； 0059 图 7 为本发明的单联络线路示意图 ； 0060 图 8 为本发明的单射式线路示意图。 具体实施方式 0061 下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。 0062 实施例 1 ： 0063 如图 1-8 所示， 本例的发明方法步骤为 ： 0064 确定单一措施的可靠性与投资敏感度分析 0065 a. 网架结构优化 0066 目前 10 千伏架空网主要包括多联络、 单联络和辐射状三种结构， 10 千伏电缆网主 说 明 书 CN 103839117 A 8 5/8 页 9 要包括双环式、 单环式、 双射式和单射式四种结构。 网架结构优化主要指。

22、可靠性低的网架结 构向可靠性高的网架结构转换， 如辐射状优化为单联络。网架结构优化的可靠性投资敏感 度过程如图 1 所示 ： 0067 i. 以各类供电区域配电网现有水平为基础， 计算得出各类供电区域各种典型网架 结构的理论供电可靠性 （不考虑预安排停电时间） 。 0068 ii.制定网架结构优化方案， 架空网包括 ： 辐射状-单联络， 单联络-多联络 ； 电缆 网包括 ： 单射 - 单环， 单环 - 双环， 双射 - 双环。 0069 iii. 结合目前各类网架结构优化工程的设备造价， 计算得出各种网架结构优化工 程的投资。 0070 iv. 通过下式 （1） 和式 （2） 计算得出不同供电。

23、区域各种网架结构优化工程的敏感 度 ： 0071 0072 0073 b. 设备水平提升 0074 10kV 配电网的设备水平提升主要包括两大类 ： 电缆化改造与绝缘化改造， 这两类 改造主要影响设备故障率。设备水平提升的可靠性投资敏感度过程如图 2 所示 ： 0075 i. 根据改造前后设备故障率的变化， 计算得出各类供电区域改造前后架空网各类 网架结构供电可靠率的变化。 0076 ii. 结合电缆化与绝缘化设备改造单价， 计算得出改造工程的投资。 0077 iii. 通过下式 （1） 和式 （2） 计算得出不同供电区域架空网各类网架结构电缆化改 造以及绝缘化改造的投资敏感度 ： 0078 。

24、0079 0080 c. 配电自动化水平提升 0081 10kV 配电网实施配电自动化能够缩短故障定位及隔离处理等时间， 从而提高供电 可靠率。配电自动化水平提升的可靠性投资敏感度过程如图 3 所示 ： 0082 i. 根据目前配电自动化的实施情况， 得出各类供电区域实施配电自动化后故障停 电时间缩短比例。 0083 ii. 制定单条线路实施配电自动化的方案， 主要包括 “一遥” 、“二遥” 、“三遥” ， 所述 说 明 书 CN 103839117 A 9 6/8 页 10 一遥为遥信， 二遥为遥信和遥测， 三遥为遥信、 遥测和遥控。 0084 iii. 结合配电自动化造价， 得出单条线路实。

25、施配电自动化的投资。 0085 iv. 进而通过下式 （1） 和式 （2） 计算得出各类供电区域各种典型网架结构实施配 电自动化的敏感度。 0086 0087 0088 d. 运维管理水平提升 0089 不停电作业是运维管理的一个主要方面， 10kV 配电网实施不停电作业能够减少预 安排停电时间， 从而提高供电可靠率。不停电作业水平提升的可靠性投资敏感度过程如图 4 所示 ： 0090 i.10kV 线路实施不停电作业后， 认为预安排停电时间降低为 0。 0091 ii. 根据目前不停电作业的实施情况， 得出单条线路实施不停电作业所需投资。 0092 iii. 通过下式 （1） 和 （2） 计。

26、算得出各类供电区域七种典型网架结构实施不停电作 业的敏感度。 0093 0094 0095 各类措施综合的可靠性与投资敏感度分析 0096 在单一措施分析的基础上， 综合考虑网架结构优化、 设备水平提升、 配电自动化水 平提升、 不停电作业水平提升， 计算得出各类措施综合优化后的可靠性与投资敏感度， 其过 程如图 5 所示 ： 0097 a. 通过下式 （3） 、（4） 和 （5） 计算各类措施优化后综合故障停电时间、 预安排停电 时间以及总停电时间。 0098 0099 0100 优化后总停电时间优化后故障停电时间 + 优化后预安排停电时间 （5） 说 明 书 CN 103839117 A 。

27、10 7/8 页 11 0101 网架结构优化、 装备水平提升和配电自动化建设三方面措施主要通过降低故障停 电时间提升供电可靠率， 综合三类措施对故障停电时间的影响， 可计算得出优化后故障停 电时间 ； 不停电作业水平提升措施主要通过降低预安排停电时间提升供电可靠率， 考虑不 停电作业水平对预安排停电时间的影响， 可计算得出优化后预安排停电时间 ； 优化后故障 停电时间与预安排停电时间之和即为供电可靠率 RS-3 停电时间 ； 供电可靠率 RS-3 为统计 去除限电的非停电时间占比。 0102 B. 通过下式 （6） 计算采取各类优化措施后的总投资 0103 0104 C. 通过下式 （7） 。

28、和 （8） 计算各类措施综合的可靠性与投资敏感度。 0105 0106 0107 （2） 根据以上实施步骤， 对网架结构优化、 设备水平提升、 配电自动化水平提升、 不 停电作业水平四类优化措施在各类供电区域的敏感度进行计算分析， 可得到各类供电区域 各种网架结构下各类优化措施敏感度如图 6-8 所示。 0108 （3） 不同发展阶段可靠性与投资敏感度分析 0109 配电网处于不断发展的状态， 同一个配电网络， 在不同的发展阶段， 既存在网架结 构、 设备水平等方面电网现状差异， 也存在可靠性指标等需求差异 ； 同样的可靠性提升措 施， 在不同发展阶段所体现出的有效性 （敏感度） 也是不同的。。

29、实际上， 各类供电区域空间 上的横向差异， 很大程度上也体现了同一供电区域在不同发展阶段时间上的纵向差异。例 如， B 类供电区域的现状， 类似于 C 类供电区域的未来， 这两类供电区域之间的差异， 基本能 够反映出两个不同发展阶段之间的差异。因此， 分析各类供电区域之间不同措施的投资与 可靠性敏感度， 在一定程度上也就分析了每一类供电区域在不同发展阶段的投资与可靠性 敏感度差异。 0110 （4） 本申请中用到的相关参数如下 ： 0111 表 1 网架结构优化工程投资单位 ： 万元 0112 类别A+ABCD a） 单辐射 - 单联络9191100134134 b） 单联络 - 多联络828。

30、291122.5122.5 说 明 书 CN 103839117 A 11 8/8 页 12 c） 单射 - 单环424424622.4659.2659.2 d） 单环 - 双环456456678.4763.2763.2 e） 单射 - 双射636636809.12856.96856.96 0113 表 2 架空线路与电缆线路的设备故障率 0114 线路类型设备故障率 （次 /100km年） 线路类型设备故障率 （次 /100km年） 架空线路1.98 电缆线路0.69 0115 0116 表 3 实施配电自动化后故障停电时间缩短比例 0117 区域 一遥 二遥 三遥 A+20%30%90% 。

31、A20%30%90% B20%30%90% C50%60%80% D60%70%80% 0118 表 4 单条线路实施配电自动化投资单位 ： 万元 0119 0120 最后应该说明的是 : 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制， 尽 管参照上述实施例对本发明进行了详细说明， 所属领域的普通技术人员应当理解 ： 依然可 以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换， 而未脱离本发明精神和范围的任何修 改或者等同替换， 其均应涵盖在本权利要求范围当中。 说 明 书 CN 103839117 A 12 1/4 页 13 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103839117 A 13 2/4 页 14 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103839117 A 14 3/4 页 15 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103839117 A 15 4/4 页 16 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 103839117 A 16 。