一种大停电下第一产业用户损失评估方法技术

一种大停电下第一产业用户损失评估方法，属于电力系统可靠性技术领域。结合第一产业典型用户的生产特性及停电特性分析出其单位负荷的经济损失与停电持续时间满足“S”曲线，可运用逻辑斯蒂函数建立第一产业用户停电损失评估模型；通过用户调查法获得典型用户停电损失数据，运用MATLAB程序软件拟合得到停电损失曲线，与之前建立的损失模型加以验证并求出具体参数；通过构造函数法与用户调查法的有机结合，得到适用于第一产业用户的具体停电损失评估模型。既实现了建立具体的停电损失模型又克服单纯采取用户调查法不具说服力的缺点，两者的相辅相成更能准确计算出大停电事故造成的第一产业用户经济损失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统可靠性
，特别是提供了一种大停电下第一产业用户损失评估方法，应用于第一产业用户突发大停电时经济损失评估，通过综合分析用户停电损失特性得出第一产业停电损失评估模型，然后采取用户调查法获得不同地区、不同经营规模等因素的农林牧渔业典型用户停电损失数据，运用MATLAB程序软件拟合出停电损失值随持续时间的关系曲线，进而对停电损失评估模型加以验证的同时确定出具体参数。综上两者构建出适合第一产业用户的具体停电损失评估模型，对提高第一产业电网可靠性及实现停电损失评估具有非常重要的现实意义。
技术介绍
现阶段，随着社会各行业对电力依赖程度的加深，电网可靠性问题引起供用双方高度重视，同时也伴随着供电可靠连续性与系统运行经济性之间的矛盾问题。电力用户希望得到安全、可靠、经济、优质的电力供应，但实际上，系统受外界因素的干扰会造成供电不足或中断，从而引起巨大的经济损失与不良的社会影响；对于供电部门，要提高供电可靠性，就必须增加额外投资，如何高效经济实施电网建设和运行，以最少的投入提供最优的电力供给是电力公司亟待解决的难题。目前，研究人员通过结合技术和经济手段来处理电力系统可靠性与经济性之间的平衡关系，其中可靠性效益评估是研究的重要组成部分。可靠性效益是指因电网可靠性水平达到一定高度而使电力客户获得的效益，即电力客户减少的停电损失。因此实际工程中，估算电力供应中断对社会带来的经济损失(即停电损失)是可靠性效益评估常用有效的手段，可以直接反应出由于电力系统可靠性不足而造成的经济损失，被广泛应用于电网规划方案比选、电气设备备用容量选取、电网资产全寿命周期管理及供电企业效能状况评价等方面。因此，研究用户停电损失对评估及优化电力系统可靠性，合理规划电网发展，具有重要的现实意义。所谓停电损失是指当电力供应不足或中断而导致停电时，由社会所承担的全部经济损失，包括供电部门经济损失和电力用户经济损失两部分。前者主要是因停电无法向辖区用户供电而造成的电费损失，较容易计算；后者直接面对不同类型的电力用户，停电损失受用户类别、停电发生时刻、停电频率、停电持续时间等多方面因素的影响，计算复杂。本专利研究对象是第一产业用户，作为国民经济的基础性产业，无论从理论还是工程实际，其停电损失的研究很少涉及。作为农业大国，我国从事第一产业的人口占大多数，相比较而言，农网建设滞后，运行管理水平低，供电质量和可靠性差，严重制约第一产业用电量及经济产值的快速增长。近年来农 网大幅度改观，但对电网可靠性优化评估仍在初级阶段，研究并建立适用第一产业用户的停电损失评估方法，对于提高农网可靠性具有开创性意义。对于停电损失的评估方法，在我国主要采用平均电价折算倍数法、产电比法和总拥有费用法。平均电价折算倍数法是指因电力系统可靠性低造成的停电损失费用可用当时的平均电价乘以折算倍数来估计，国内采用平均电价的20到50倍较合适。产电比法指某时期内，一般是一年，某地区的国民生产总值与用电量的比值，单位是元/kWh，可从宏观角度近似估计停电损失。总拥有费用法指某工程的初始投资和使用期间因停电造成的损失费用之和，可通过计算总拥有费用结果来选择不同投资和不同可靠性水平的方案。经过分析发现，这几种评估方法，偏向于定性分析阶段，只能粗略得到停电损失结果，缺乏确切的科学根据。近年来，随着对停电损失研究的深入，以用户调查法获取到停电损失数据为基础的研究方法被广泛认可。白剑飞等在《停电损失调查及估算》中对我国西安地区的工商业及居民用户采用当面填写调查问卷的方法，获得较为满意的调查结果，并以此总结出该地区的停电损失评估方法；王超等发表的《中国用户停电损失调查方法》提出问卷调查法是适合我国特点的用户停电损失调查方法，并介绍开展问卷调查工作的重要步骤。但是从用户处调查的结果具有主观性，而且地域不同导致数据采集缺乏普遍性，因此，单纯采取用户调查法评估停电损失不具有说服力。另外，运用构造函数法建立与停电时间有关的单位负荷损失函数，并结合停电负荷大小和停电时间计算出停电损失。陈晓等在《城市电网用户停电损失及其估算方法的研究》中以城市电网为研究对象，通过构造用户停电损失函数给出估算停电损失的方法，并以实例验证方法的可行性；刘怀东等在《一种电力用户停电损失函数估算方法》中提出参考其它地区停电损失函数，再根据所研究地区电力用户消耗1kWh的平均效益估算该地区的停电损失；张勇军等在《分类用户单位停电损失函数的确定及应用》提出依据年用电量及生产总值的统计数据，运用回归分析及参数估计原理，得出分类用户单位停电损失函数。但是，停电损失评估受停电持续时间、损失负荷量、用户类型等多种因素的影响，函数表达方法难以全面反映实际情况。另外，现有停电损失函数表达不直观，虽然通过调查得到停电损失数据拟合出用户单位停电损失值与停电持续时间的关系曲线，但是缺少通用具体的停电损失模型。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种大停电下第一产业用户损失评估方法，该方法结合第一产业典型用户的生产特性及停电特性分析出其单位负荷的经济损失与停电持续时间满足“S”曲线，可运用逻辑斯蒂函数建立第一产业用户停电损失评估模型；通过用户调查法获得不同地域、不同经营类型及经营规模的第一产业典型用户停电损失数据，运用MATLAB程序软件拟合得到停电损失曲线，与之前建立的损失模型加以验证并求出具体参数；通过构造函数法与用户调查法的有机结合，得到适用于第一产业用户的具体停电损失评估模型。该方法既实现了建立具体的停电损失模型又 克服单纯采取用户调查法不具说服力的缺点，两者的相辅相成更能准确计算出大停电事故造成的第一产业用户经济损失。由于本专利技术前提是评估第一产业用户大停电下的直接经济损失，与停电频率、用户停电提前通知无关，综合考虑用户类别、停电持续时间与损失负荷量三种重要影响因素。大停电下第一产业用户损失评估方法具体包含以下步骤：(1)依据《国民经济行业分类》(GB/T 4754-2011)，第一产业包括农林牧渔业四大类。其中所需负荷包括从事各种农作物种植活动时消耗的电力负荷，林木的培育、种植、抚育、采伐、运输过程中消耗的电力负荷；为获得各种畜禽而从事的动物饲养活动中消耗的电力负荷；在海洋、内陆水域养殖和捕捞活动时消耗的电力负荷以及对农、林、牧、渔业生产活动进行各种支持性服务时消耗的电力负荷。(2)综合分析农林牧渔业用电与停电损失特性得出停电损失评估模型。1)农业：农业用电主要包括作物排灌用电、农业生产用电、农副产品加工用电等，其中以排灌用电占比最大，重点研究作物排灌停电损失。大部分作物在灌溉用电集中期新陈代谢强，需水量多，忍受和抵抗干旱能力弱，作物也正处于快速生长期，电力供应一旦中断就无法灌溉，严重影响作物的正常生长，若停电时间长达几天，种植作物面临着枯萎减产的危险。相同情况下，经济作物停电损失比粮食作物大，耐旱作物比不耐旱作物停电损失小。对于同一种作物，相同停电时间，不同的生长阶段，造成的损失就不同，但处于需水临界期停电造成的损失最大，所以根据种植作物临界需水灌溉特性分析出停电损失分成三阶段：阶段一为损失初始期，处在需水临界期的作物仍有一定抗旱能力，短时间停电后再恢复电力供应进行灌溉，作物基本不受影响，经济损失较小；阶段二为损失快速增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大停电下第一产业用户损失评估方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)第一产业包括农林牧渔业四大类：其中所需负荷包括从事各种农作物种植活动时消耗的电力负荷，林木的培育、种植、抚育、采伐、运输过程中消耗的电力负荷；为获得各种畜禽而从事的动物饲养活动中消耗的电力负荷；在海洋、内陆水域养殖和捕捞活动时消耗的电力负荷以及对农、林、牧、渔业生产活动进行各种支持性服务时消耗的电力负荷；(2)综合分析农林牧渔业用电与停电损失特性得出停电损失评估模型虽然农林牧渔业用电特性不同，不同种类的作物、禽畜和水产品对停电反应灵敏度也有较大差别，但经济损失与停电时间的关系曲线总体一致，均呈现“S”型，所以运用逻辑斯蒂函数建立第一产业用户停电损失评估模型如下式：L(t)=K1+K-C0C0exp(-bt)]]>式中：L(t)分别为农林牧渔业单位负荷停电损失值；t为停电持续时间；K为停电损失饱和值；C0为停电初始损失值；b为损失增长潜力指数；(3)第一产业典型用户停电损失调查表的设计将作物种植园区、育种育苗基地、大型禽畜养殖场与水产品饲养基地等作为调查对象，根据典型用户各自经营规律、停电特性等方面的差异设计停电损失调查表；内容主要包括用户单位名称，用户所属行业，用户的年用电量(kWh)，年峰负荷(kW)，用户的年生产总值；以及典型时刻下：30min、1h、2h、4h、8h、12h、16h、24h，的停电损失原始数据；(4)停电损失数据的获取、处理针对农林牧渔业各典型用户，采取用户调查法经过一段时间后回收得到大量损失调查结果。首先将调查问卷根据行业不同进行分类统计，将四类行业各典型用户的停电损失原始数据以年峰负荷为基准归一化处理，得到单位负荷停电损失值元/kW；然后利用曲线拟合数学方法画出各典型用户对应的停电损失曲线，将严重偏离散点大量集中区域失真数据去掉得到较为准确的停电损失值；最后再结合各用户的年生产总值和年用电量两因素在所属行业中的比重进行加权平均求和，分别得到农林牧渔四类行业与停电时间有关的经济损失值；(5)停电损失评估模型具体参数的确定根据步骤(4)的结果，运用MATLAB程序软件拟合出农林牧渔业停电损失值随停电持续时间的关系曲线，根据大量调查结果验证出关系曲线呈“S”型，最终确定出停电损失评估模型具体参数K、b、C0的数值；(6)根据建立的农林牧渔业停电损失评估模型，可求出任意时刻下单位负荷经济损失值，并结合用户停电损失负荷量，最终计算出大停电造成的第一产业用户经济损失值。...

【技术特征摘要】
1.一种大停电下第一产业用户损失评估方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)第一产业包括农林牧渔业四大类：其中所需负荷包括从事各种农作物种植活动时消耗的电力负荷，林木的培育、种植、抚育、采伐、运输过程中消耗的电力负荷；为获得各种畜禽而从事的动物饲养活动中消耗的电力负荷；在海洋、内陆水域养殖和捕捞活动时消耗的电力负荷以及对农、林、牧、渔业生产活动进行各种支持性服务时消耗的电力负荷；(2)综合分析农林牧渔业用电与停电损失特性得出停电损失评估模型虽然农林牧渔业用电特性不同，不同种类的作物、禽畜和水产品对停电反应灵敏度也有较大差别，但经济损失与停电时间的关系曲线总体一致，均呈现“S”型，所以运用逻辑斯蒂函数建立第一产业用户停电损失评估模型如下式：L(t)=K1+K-C0C0exp(-bt)]]>式中：L(t)分别为农林牧渔业单位负荷停电损失值；t为停电持续时间；K为停电损失饱和值；C0为停电初始损失值；b为损失增长潜力指数；(3)第一产业典型用户停电损失调查表的设计将作物种植园区、育种育苗基地、大型禽畜养殖场与水产品饲养基地等作为调查对象，根据典型用户各自经营规律、停电特性等方面的差异设计停电损失调查表；内容主要包括用户单位名称，用户所属行...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘自发，张在宝，陈一潇，罗娅，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11