The invention is a network planning method considering the difference of risk bearing capacity of regional distribution network, which includes the following steps: aiming at the problem of large difference of risk bearing capacity between regional distribution networks of villages and towns and large fluctuation of regional load of villages and towns in rural power network reconstruction project, the method of non-parametric nuclear density estimation is adopted to express the uncertainty of load; and the bearing factors of regional distribution network of villages and towns are taken into account. According to the characteristics of regional distribution network in villages and towns, the evaluation index system of regional distribution network risk tolerance is established, the combination weighting method based on analytic hierarchy process (AHP) and entropy weight method is used to evaluate the risk tolerance of regional distribution network, and the chance-constrained programming model of line upgrade and selection is established. The evaluation result of risk tolerance of regional distribution network in villages and towns is poor. Alienation chooses the confidence level of opportunity constraints, so as to realize the coordination of risk bearing capacity and investment cost of regional distribution network, and realize the lean investment.
【技术实现步骤摘要】
考虑区域配电网风险承受能力差异的网架规划方法
本专利技术涉及配电网
，是一种考虑区域配电网风险承受能力差异的网架规划方法。
技术介绍
我国的配电网规划理论尚不完善，受多种因素影响使得目前仍有部分农村配电网存在网架结构薄弱、线路负载率偏高、风险承受能力低下、线路末端电压偏低等问题，对农村配电网的10kV线路进行升级改造是解决上述问题的一项重要措施，为了更好的在新一轮的农网规划与改造工程中解决目前农村配电网存在的问题，对更加有效的农网规划与改造方法展开探索具有重要的意义；农村配电网具有负荷随机波动性大、各乡镇区域配电网的风险承受能力差别较大等特点，而目前大多研究均是在负荷预测值确定的条件下进行线路的型号选择和路径优化，对于负荷波动较大具有不确定性的乡镇区域配电网，这种确定性的规划方法获得的网架规划方案的适应性较差，且投资成本较高；基于概率模型、模糊理论、多场景分析和区间理论的不确定性规划方法都要求严格满足模型的不等式约束条件，可能使投资大幅增加，规划方案的经济性不如基于机会约束理论的不确定性规划方法；但目前的基于机会约束规划理论的规划方法多采取将机会约束条件的置...
【技术保护点】
1.一种考虑区域配电网风险承受能力差异的网架规划方法，其特征在于，它包括以下步骤：1)负荷的不确定性建模由于乡镇区域配电网负荷变化的不确定性，影响负荷的各种因素的不确定性以及负荷预测方法存在的不确定性，使得负荷预测存在误差并且负荷预测误差存在一定的不确定性；选择高斯函数作为核函数，采用非参数核密度估计的方法对基准年的负荷预测误差的历史样本数据进行不确定性建模；基于非参数核密度估计的负荷预测误差的概率密度模型如式(1)和式(2)所示，
【技术特征摘要】
1.一种考虑区域配电网风险承受能力差异的网架规划方法，其特征在于，它包括以下步骤：1)负荷的不确定性建模由于乡镇区域配电网负荷变化的不确定性，影响负荷的各种因素的不确定性以及负荷预测方法存在的不确定性，使得负荷预测存在误差并且负荷预测误差存在一定的不确定性；选择高斯函数作为核函数，采用非参数核密度估计的方法对基准年的负荷预测误差的历史样本数据进行不确定性建模；基于非参数核密度估计的负荷预测误差的概率密度模型如式(1)和式(2)所示，式中，φ(LE,l)为负荷预测误差的概率密度函数；n为负荷预测误差样本个数；G(LE,l)为高斯核函数；LEi为负荷预测误差样本中的第i个样本值；l为非参数核密度估计模型的带宽参数，l取值越小，概率密度函数的波动性越大越能反映数据的真实情况精度高，l取值越大，概率密度函数的波动性越小曲线越平滑，但精度会有所降低；由负荷预测误差的历史样本数据和式(1)、式(2)得到基于非参数核密度估计的负荷预测误差概率模型如式(3)所示，2)基于组合赋权法的区域配电网风险承受能力评估充分考虑到各乡镇区域配电网的风险承受能力差异对线路升级选型的影响，结合乡镇区域配电网的特点，以农网改造的实际需求为基础建立了区域配电网风险承受能力评价指标体系，并采用基于层次分析法和熵权法的组合赋权法对各乡镇区域配电网的风险承受能力进行评估；①区域配电网风险承受能力评价指标体系的建立区域配电网风险承受能力的评估结果作为确定网架规划模型中机会约束条件置信水平取值的参考依据，要求建立的评价指标体系应能充分反映农网改造工程的实际需求和影响乡镇区域配电网风险承受能力的各方面因素；对此，考虑到乡镇区域配电网的特点以及获取现场数据的可行性，从负荷供应能力、网架结构水平和配电网运行水平三个方面对乡镇区域配电网的风险承受能力进行综合评估，建立区域配电网风险承受能力评价指标体系；a.负荷供应能力区域配电网的负荷供应能力是指在满足各种技术经济约束条件下，能够保证供电的最大负荷，且该最大负荷的数值越大，在考虑不确定性负荷预测误差的情况下，区域配电网更有可能满足用户的用电需求，相应地该区域配电网承受因负荷的不确定性导致的运行风险的能力就越强；线路的最大负载率、重载配变占比和线路重载运行时间能够在不同程度上反应出区域配电网的负荷供应能力；线路最大负载率越高，重载配变占比越大，线路重载运行时间越长，负荷波动变化时该区域配电网可用的供电容量裕度就越小，并且设备重载时更容易出现线路末端电压低于国家电网有限公司要求的情况，在考虑负荷预测误差的情况下该区域配电网的负荷供应能力就越弱，相应的该区域配电网承受因负荷不确定性导致的运行风险的能力也就越差；因此采用线路最大负载率指标、重载配变占比指标和线路重载运行时间指标来衡量区域配电网的负荷供应能力；b.网架结构水平网架起着输送电能的关键作用，是区域配电网向负荷安全可靠供电的重要保障；网架结构水平越高的区域配电网，在正常或故障情况下承受因负荷的不确定性导致的运行风险的能力也越强；10kV配电线路多为户外运行，电气设备在自然环境和重载运行的影响下老化速度较快，近年来因设备老化而发生故障停电的次数显著增加，降低了区域配电网承受因负荷的不确定性导致的运行风险的能力；乡镇区域配电网多为无联络的辐射状结构，故障发生后无法通过其他联络线转供本线路的负荷，如果对线路进行合理分段就能够通过负荷开关的配合操作有效缩小故障时的停电范围，恢复上层无故障段部分负荷的供电，所以对线路进行合理的分段有助于提高区域配电网的风险承受能力；线路的供电半径过长不仅增大了故障几率，还增加了线路的损耗导致线路末端电压偏低，使区域配电网承受因负荷的不确定性导致的运行风险的能力降低；因此采用设备老化率指标、主干线路分段数指标和供电半径超限线路占比指标来衡量区域配电网的网架结构水平；c.配电网运行水平综合电压合格率、户均停电时间、供电可靠性和综合线损率指标都能在一定程度上反映出区域配电网的整体运行状况；区域配电网运行水平的各项指标越好，表明该区域配电网承受因负荷的不确定性导致的运行风险的能力也越强；综合电压合格率反映了区域配电网的供电电压质量，也在一定程度上反映了该区域配电网负荷供应能力的大小和网架结构水平的高低，当综合电压合格率低于国家电网有限公司相关规定时，其值越小则该区域配电网承受因负荷的不确定性导致的运行风险的能力就越弱；在区域配电网网架结构相同的情况下，如果在某观测时间范围内户均停电时间越短，则表明该区域配电网对负荷不确定性的适应能力越强，其风险承受能力也越强；可靠供电是指系统在正常或故障的情况下，都能够按照一定的质量标准保证向用户不间断供电，区域配电网的供电可靠性越高，表明该区域配电网的规划方案越合理，其承受因负荷的不确定性导致的运行风险的能力也越强；综合线损率不仅反映了区域配电网运行的经济性，还能在一定程度上反映出该区域配电网负荷分配和网架规划方案的合理性，综合线损率越高则表明该区域配电网运行的经济性越差，负荷的分配和网架规划方案越不合理，该区域配电网承受因负荷的不确定性导致的运行风险的能力也就越弱；因此采用综合电压合格率指标、户均停电时间指标、供电可靠性指标和综合线损率指标来衡量区域配电网的运行水平；②基于组合赋权法的指标权重计算指标权重能够对评价指标的相对重要性进行衡量，指标权重的大小能够反映出指标之间相对重要性的高低，在评价体系中指标权重系数的确定是否科学合理，直接影响到评价结果的可信度；主观赋权法和客观赋权法各有其优缺点，为了避免各自的缺点并充分发挥各自的优点，使指标的最终权重实现主观与客观的相互协调，采用将基于层次分析法的主观赋权法和基于熵权法的客观赋权法相结合的组合赋权法来确定各指标的最终权重，以保证指标综合权重的可信度；a.主观权重计算采用层次分析法计算各级指标的主观权重，该方法主要是由专家结合自身的现场工作经验给出指标之间的相对重要性排序并形成判断矩阵，再根据判断矩阵的最大特征值及其对应的特征向量求取相应指标的权重；采用9级标度扩展法来形成各级指标之间的相对重要性程度判断矩阵；对一级指标而言，区域配电网的负荷供应能力是衡量配电网规划与改造工作成效的重要标准之一，最大限度的保证对负荷的安全可靠供电也是区域配电网的核心目标，因此认为该指标是最重要的一级指标；网架是区域配电网的关键组成部分，是区域配电网向负荷输送电能的重要桥梁，网架结构水平的高低是评价区域配电网规划方案是否合理的重要理论依据，也应该高度重视，但相较于负荷供应能力指标其重要性程度稍微弱一些；配电网运行水平体现了系统整体的安全性和经济性，是区域配电网的网架规划方案是否合理的直观反映，也是区域配电网承受因负...
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