一种城市配电网改造方案的评估方法技术

本发明专利技术提供一种城市配电网改造方案的评估方法，建立包含可靠性、供电能力、经济性、DG接纳能力、抗灾能力、适应性以及协调性等指标的配网改造方案综合评价指标体系和各指标的量化计算方法，再利用区间直觉模糊层次分析法和CRITIC法求解各指标的主、客观权重，结合最小信息鉴别原理得到综合权重，最后结合TOPSIS求解出各改造方案的综合评价值，依据方案的综合评价值最大原则选取出最优的改造方案并交由该技术领域的相关工作人员进行实施。本发明专利技术构建的指标体系简明、易于计算，能够从不同的角度综合反映配网改造方案的整体性能，得到的评估结果辨识度高，使得决策结果更符合实际，更具可信度，更具有工程应用价值。

An evaluation method of urban distribution network transformation scheme

【技术实现步骤摘要】
一种城市配电网改造方案的评估方法
本专利技术属于配电系统改造领域，具体涉及一种城市配电网改造方案的评估方法。
技术介绍
随着用电负荷的丰富和对供电品质要求的提高，城市配电网已成为制约我国经济和社会发展的关键因素之一。同时，渗透率逐步提升的DG，即分布式电源，带来的不确定性影响对城市配电网结构和性能提出了更高的要求。现阶段，对城市配电网改造的方案主要可以归纳到三方面：升级交流配电线路、采用中压直流配电和提升分布式电源的渗透率，其中各个改造方案具有各自的优势和局限性。因此，如何合理有效地对城市配电网改造方案进行综合决策便成了一个亟待解决的问题。城市配电网改造方案综合决策问题是一个评估问题，包含了综合评估指标的建立、使用合适的评价方法对改造方案进行综合评估和排序。考虑含DG的配网改造方案综合决策研究的主要有两个难点，一是对配网中分布式电源的配置是否合理缺乏判断依据，二是未计及未来负荷类型和占比变化的影响，另外评估结果方法中没有充分考虑决策者偏好的模糊性和不确定性，和对决策中的主、客观信息利用不充分，使得评估结果受极大的主观影响。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提出了一种城市配电网改造方案的评估方法，根据综合评价指标体系，对改造后的城市配电网进行评估，合理有效地对不同改造方案进行优选实施，其特征在于，包括如下步骤：根据改造方案中的特殊影响因素和不确定因素，对于改造后的城市配电网，构建一套包含可靠性指标、供电能力指标、经济性指标、DG接纳能力指标、抗灾能力指标、适应性指标以及协调性指标在内的综合评价指标体系。根据综合评价指标体系，经过采集和计算，获得改造后的城市配电网的指标结果。根据获得的指标结果，采用区间直觉模糊层次分析法和CRITIC法，求取其主管主观权重、客观权重和综合权重。根据求得的综合权重，结合TOPSIS法得出综合评估值，并依据综合评估值最大化原则将改造方案排序，选出最优改造方案并实施。其中，综合评价指标体系包括DG接纳能力指标，采用城市配电网的DG最大准入容量、DG年利用率、电压波动指数与电压支撑指数作为DG接纳能力的指标，定义电压波动指数IVF：式中，ITSI为灵敏度因数，Nk为总采样数，Wk为采样瞬间tk的权重系数，n为网络中的母线数目，Wbi为母线i的权重系数，△P表示DG出力的变化，Vi(tk,P0+△P)表示母线i在DG出力变化下采样瞬间的电压，△P+表示DG出力增加，△P—表示DG出力减少。定义电压支撑指标IVS：式中，Ni为所选的故障个数，WFi为不同故障权重系数，Nk是在所选故障Fl后的采样总数，Wk表示采样瞬间tk的权重系数，n为网络中的母线数目，Wbi为母线i的权重系数，Vi(tk)为采样瞬间tk的电压。本专利技术提出的一种城市配电网改造方案的评估方法，还可以具有这样的技术特征，综合评价指标体系还包括：采用改造后城市配电网的平均停电次数、平均停电时间和供电可用率作为可靠性指标，利用序贯蒙特卡洛法进行评估；采用改造后城市配电网的最大供电能力和节点最大电压偏移率作为供电能力指标；采用改造后城市配电网的网架年投资和运维费用、年网损费用、年停电损失费用、投资回收期和净现值作为经济性指标，利用基于概率方法的全寿命周期经济性评估法进行评估；采用“N—m”故障发生后改造后城市配电网的最大负荷损失率、平均负荷损失率以及最大可恢复时间作为抗灾能力指标；采用改造后城市配电网的的负荷发展适应性、环境适应性和系统扩建裕度作为适应性指标；采用改造后城市配电网的对大电网安全的影响性和运行调度的灵活性作为协调性指标。本专利技术提出的一种城市配电网改造方案的评估方法，还可以具有这样的技术特征，对于适应性指标和协调性指标，采用德尔菲法将相关定性评价信息转化为定量分数。本专利技术提出的一种城市配电网改造方案的评估方法，还可以具有这样的技术特征，求取各指标的主观权重的步骤包括：采用区间直觉模糊层次分析法，定义综合区间直觉模糊判断矩阵R：R＝(rij)n×n其中表示决策者对指标i和指标j的重要程度进行比较时偏爱指标i的程度区间，表示决策者对指标i和指标j的重要程度进行比较时偏爱指标j的程度区间，用表示决策者的犹豫度区间，所有的矩阵R中均满足计算综合区间直觉模糊判断矩阵R的主观权重的向量α，α＝[α1,α2,…αn]，计算公式为：计算得到的权重αi为区间直觉模糊数。本专利技术提出的一种城市配电网改造方案的评估方法，还可以具有这样的技术特征，求取各指标的客观权重的步骤包括：根据m个改造方案和n个综合评价指标建立方案属性矩阵Xn×m并进行标准化处理，然后转化为无量纲的标准矩阵Gn×m，用gij表示标准矩阵Gn×m第i行第j列的值，计算公式为：式中：其中，xij表示方案属性矩阵Xn×m第i行第j列的值，max|Xi|为方案属性矩阵Xn×m中第i行的最大值，p为协调系数，取0.1；采用CRITIC法，以不同改造方案的同一综合评价指标的标准差si表征对比度，以综合评价指标之间的相关系数ρij表征冲突性，得到量化表达式：式中，Mi为各指标的所含信息量的大小，为第i个与其他指标冲突性的量化指标，为第i个指标的均值，cov(Gi,Gj)为标准矩阵Gn×m中的第i行和j行的协方差；计算得到客观权重的向量β，β＝[β1,β2,…βn]，计算公式为：本专利技术提出的一种城市配电网改造方案的评估方法，还可以具有这样的技术特征，求取各指标的客观权重的步骤包括：根据计算得到的主观权重αi和客观权重βi，得到综合权重wi，计算公式为：计算得到的综合权重wi是一个区间直觉模糊数。本专利技术提出的一种城市配电网改造方案的评估方法，还可以具有这样的技术特征，优选实施步骤具体包括如下步骤：根据计算得到的综合权重和标准矩阵，计算得到加权属性决策矩阵Z，Z＝[Z1,Z2,…Zn]，计算公式为：Zi＝Giwi建立绝对理想参考点，定义正理想方案为定义负理想方案为以正、负理想方案的连接线作为参考，定义改造方案在参考向量上的投影为贴近度Cj，计算公式为：计算得到的贴近度Cj为区间直接模糊数；贴近度Cj越大，则判断该改造方案越好；根据计算得到的贴近度Ci，定义一种利用得分函数的打分排序方法，将贴近度Cj转换为实数ρ(Cj)，计算公式为：其中，和分别表示的下限和上限，表示决策者对指标i和指标j的重要程度进行比较时偏爱指标i的程度区间，和分别表示的下限和上限，表示决策者对指标i和指标j的重要程度进行比较时偏爱指标j的程度区间，和分别表示的下限和上限，表示决策者的犹豫度区间。实数ρ(Cj)即为改造后的城市配电网的综合评价值，实数ρ(Cj)值越大，则判断该改造方案越好。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市配电网改造方案的评估方法，根据综合评价指标体系，对改造后的城市配电网进行评估，合理有效地对不同改造方案进行优选实施，其特征在于，包括如下步骤：/n体系构建步骤：根据所述改造方案中的特殊影响因素和不确定因素，对于改造后的所述城市配电网，构建一套包含可靠性指标、供电能力指标、经济性指标、DG接纳能力指标、抗灾能力指标、适应性指标以及协调性指标在内的综合评价指标体系，根据所述综合评价指标体系，经过采集和计算，获得改造后的所述城市配电网的指标结果；/n权重获得步骤：根据获得的所述指标结果，采用区间直觉模糊层次分析法和CRITIC法，求取其主管主观权重、客观权重和综合权重；/n优选实施步骤：根据求得的所述综合权重，结合TOPSIS法得出综合评估值，并依据综合评估值最大化原则将所述改造方案排序，选出最优所述改造方案并实施；/n其中，所述综合评价指标体系包括DG接纳能力指标，采用所述城市配电网的DG最大准入容量、DG年利用率、电压波动指数与电压支撑指数作为所述DG接纳能力的指标，定义电压波动指数I

【技术特征摘要】
1.一种城市配电网改造方案的评估方法，根据综合评价指标体系，对改造后的城市配电网进行评估，合理有效地对不同改造方案进行优选实施，其特征在于，包括如下步骤：
体系构建步骤：根据所述改造方案中的特殊影响因素和不确定因素，对于改造后的所述城市配电网，构建一套包含可靠性指标、供电能力指标、经济性指标、DG接纳能力指标、抗灾能力指标、适应性指标以及协调性指标在内的综合评价指标体系，根据所述综合评价指标体系，经过采集和计算，获得改造后的所述城市配电网的指标结果；
权重获得步骤：根据获得的所述指标结果，采用区间直觉模糊层次分析法和CRITIC法，求取其主管主观权重、客观权重和综合权重；
优选实施步骤：根据求得的所述综合权重，结合TOPSIS法得出综合评估值，并依据综合评估值最大化原则将所述改造方案排序，选出最优所述改造方案并实施；
其中，所述综合评价指标体系包括DG接纳能力指标，采用所述城市配电网的DG最大准入容量、DG年利用率、电压波动指数与电压支撑指数作为所述DG接纳能力的指标，定义电压波动指数IVF：



式中，ITSI为灵敏度因数，Nk为总采样数，Wk为采样瞬间tk的权重系数，n为网络中的母线数目，Wbi为母线i的权重系数，△P表示DG出力的变化，Vi(tk,P0+△P)表示母线i在DG出力变化下采样瞬间的电压，△P+表示DG出力增加，△P—表示DG出力减少；
定义电压支撑指标IVS：



式中，Ni为所选的故障个数，WFi为不同故障权重系数，Nk是在所选故障Fl后的采样总数，Wk表示采样瞬间tk的权重系数，n为网络中的母线数目，Wbi为母线i的权重系数，Vi(tk)为采样瞬间tk的电压。


2.根据权利要求1所述的城市配电网改造方案的评估方法，其特征在于，所述体系构建步骤具体包括：
采用所述改造后城市配电网的平均停电次数、平均停电时间和供电可用率作为所述可靠性指标，利用序贯蒙特卡洛法进行评估；
采用所述改造后城市配电网的最大供电能力和节点最大电压偏移率作为所述供电能力指标；
采用所述改造后城市配电网的网架年投资和运维费用、年网损费用、年停电损失费用、投资回收期和净现值作为所述经济性指标，利用基于概率方法的全寿命周期经济性评估法进行评估；
采用“N—m”故障发生后所述改造后城市配电网的最大负荷损失率、平均负荷损失率以及最大可恢复时间作为所述抗灾能力指标；
采用所述改造后城市配电网的的负荷发展适应性、环境适应性和系统扩建裕度作为所述适应性指标；
采用所述改造后城市配电网的对大电网安全的影响性和运行调度的灵活性作为所述协调性指标。


3.根据权利要求1所述的城市配电网改造方案的评估方法，其特征在于：
对于所述适应性指标和所述协调性指标，采用德尔菲法将相关定性评价信息转化为定量分数。


4.根据权利要求1所述的城市配电网改造方案的评估方法，其特征在于，求取所述主观权重的步骤包括：
采用区间直觉模糊层次分析法，定义综合区间直觉模糊判断矩阵R：
R＝(rij)n×n
其中表示决策者对指标i和指标j的重要程度进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗志刚，韦钢，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：上海;31