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技术

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，属于主动配电网风险评估领域，本发明专利技术是以主动配电网为基础，选用以指数标度法作为核心架构的层次分析法并结合了环境因素和分布式能源对主动配电网影响的一种计及分布式能源的主动配电网风险评估方法。指数标度法的判定结果更符合人们心中的判定结果，更加贴近于实际工作，可以快速为相关从业人员提供更加准确的判断依据。有利于电力企业的电网资源优势整合和发挥电力部门在统筹、协调资源方面的管理优势，以及更科学系统化地管理电力网络，降低大面积停电事件发生的事故率，更好地促进民生发展。

A real-time risk assessment method of active distribution network considering distributed energy

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术属于主动配电网风险评估领域，尤其是涉及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。
技术介绍
近年来，随着分布式光伏能源和分布式风电能源的大力开发利用，给电网带来了巨大压力，其中分布式光伏能源和分布式风电能源接入电网的接入点在配电网一侧。由于分布式光伏能源和分布式风电能源是极易受环境因素影响的两种新形式能源，所以在环境因素的影响下极易引起电网电压的闪变和频率的闪变，以及在飓风和暴晒等天气情况下极易产生较大的冲击电流，从而对配电网乃至整个电网产生较大的危害，另外分布式光伏能源和分布式风电能源的电气结构上存在大量的电力电子器件，容易产生大量的谐波电流，众所周知，谐波电流对电网的危害是最大的。现有的风险评估方法中，大多数没有将分布式能源考虑在其中，其中，少数的评估方法中，虽然将分布式能源考虑在其中，但是并没有考虑环境因素通过分布式能源对主动配电网的影响。此外层次分析法的核心架构的选择一般有3标度法、1～9标度法。对于主动配电网这个庞大的评估体系并不合适。本专利技术是以主动配电网为基础，选用以指数标度法作为核心架构的层次分析法并结合了环境因素和分布式能源对主动配电网影响的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。
技术实现思路
本专利技术的目的：就是为了解决现有的主动配电网风险评估方法在环境因素和分布式能源方面考虑不足的问题。以指数标度法作为核心架构的层次分析法为基础，结合主动配电网和分布式能源的评估指标，形成完整的、有效的主动配电网风险实时评估方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种计及分布式能源的主动配电网风险评估方法，其特征在于包括下列步骤：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，包括以下步骤：(1)首先结合《城市配电网运行水平和供电能力评估标准》和新能源发电并网特性，确定含分布式能源的主动配电网的评估层次和评估指标，本专利技术将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，具体的，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，所述的主动配电网评估指标的具体划分如图1所示，将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划分为供电可靠性评估、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，再将4个第二层评估指标划分为24个第一层评估指标。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)根据上述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标度值ak-1(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、极端重要分别量化为a0、a2、a4、a6、a8，其余标度值均处于各重要程度中间，将指数标度值ak-1与1-9标度法的标度值K一一对应，即可得到a8＝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；当j>i时，判断矩阵内的每一个元素为：aij＝ak-1；当j＝i时，判断矩阵内的每一个元素为：aij＝1；当j<i时，判断矩阵内的每一个元素为：aij＝1/ak-1；具体的，依据指数标度值ak-1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，确定矩阵中各元素的具体取值，即各重要程度对应的指数标度值ak-1(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。具体的，依据指数标度值ak-1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，确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
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：/n(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，/n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；/n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；/n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；/n其中，/n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；/n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；/n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；/n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；/n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；/n具体的，/n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；/n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；/n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；/n(2)根据上述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，/n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标度值a...

【技术特征摘要】
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)根据上述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标度值ak-1(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、极端重要分别量化为a0、a2、a4、a6、a8，其余标度值均处于各重要程度中间，将指数标度值ak-1与1-9标度法的标度值K一一对应，即可得到a8＝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；
当j>i时，判断矩阵内的每一个元素为：aij＝ak-1；
当j＝i时，判断矩阵内的每一个元素为：aij＝1；
当j<i时，判断矩阵内的每一个元素为：aij＝1/ak-1；
具体的，依据指数标度值ak-1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，确定矩阵中各元素的具体取值，即各重要程度对应的指数标度值ak-1(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；
具体的，依据指数标度值ak-1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，确定矩阵中各元素的具体取值，即各重要程度对应的指数标度值ak-1(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；
具体的，依据指数标度值ak-1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ak-1(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...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪秀，王晖，白东平，张红，王佳宁，孙超，徐佳钰，
申请(专利权)人：长春工程学院，
类型：发明
国别省市：吉林;22