一種分層分區(qū)模式化電網(wǎng)規(guī)劃方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力供電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分層分區(qū)模式化電網(wǎng)規(guī)劃方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力企業(yè)是國民經(jīng)濟的主要部門之一，它既為國家的現(xiàn)代化建設(shè)提供必需的動 力，又和廣大人民群眾的日常生活有著密切的聯(lián)系。電力系統(tǒng)規(guī)劃研宄通常包括電源規(guī)劃 和電網(wǎng)規(guī)劃兩部分內(nèi)容，而電網(wǎng)規(guī)劃直接關(guān)系到電源發(fā)出的電能能否可靠地送出，以及電 力系統(tǒng)供電的安全性及經(jīng)濟性能否實現(xiàn)的問題，在整個電力系統(tǒng)規(guī)劃中占據(jù)著非常重要的 地位，電力網(wǎng)絡(luò)投資巨大、影響范圍巨大、電力市場和國民經(jīng)濟發(fā)展迫切需要等特點決定了 電網(wǎng)規(guī)劃的重大意義。分層分區(qū)：是電網(wǎng)發(fā)展的必經(jīng)之路。分層指不同電壓等級的分層，分 區(qū)是同一電壓等級內(nèi)的分區(qū)。按不同電壓等級，電網(wǎng)可分為輸電網(wǎng)絡(luò)（或稱送電網(wǎng)絡(luò)），高 壓配電網(wǎng)絡(luò)和中壓配電網(wǎng)絡(luò)；各級電力網(wǎng)分區(qū)運行，合理的分層分區(qū)會給電網(wǎng)的安全運行 帶來許多好處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種分層分區(qū)模式化電網(wǎng)規(guī)劃方法，分層 指不同電壓等級的分層，分區(qū)是同一電壓等級內(nèi)的分區(qū)。按不同電壓等級，電網(wǎng)可分為輸電 網(wǎng)絡(luò)（或稱送電網(wǎng)絡(luò)），高壓配電網(wǎng)絡(luò)和中低壓配電網(wǎng)絡(luò)；各級電力網(wǎng)分區(qū)運行。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種分層分區(qū)模式化電網(wǎng)規(guī)劃方法，其特征在于，該方法包 括如下步驟：步驟一、根據(jù)不同電壓等級對電網(wǎng)進行分層，分為高壓配電網(wǎng)規(guī)劃模型和中壓 配電網(wǎng)規(guī)劃模型，在同一電壓等級下進行供電區(qū)域的劃分；步驟二、綜合考慮負荷、經(jīng)濟、資 源、環(huán)境因素分別對各低壓供電區(qū)域進行電網(wǎng)規(guī)劃；對同一中壓配電網(wǎng)規(guī)劃模型的各個低 壓供電區(qū)的電網(wǎng)規(guī)劃進行組合，確定低壓配電網(wǎng)規(guī)劃模型；步驟三、綜合考慮負荷、經(jīng)濟、資 源、環(huán)境因素分別對各中低壓供電區(qū)域進行電網(wǎng)規(guī)劃；對同一高壓配電網(wǎng)規(guī)劃模型的中壓 供電區(qū)的電網(wǎng)規(guī)劃進行組合，然后結(jié)合高壓變電站布局對中壓供電層電網(wǎng)規(guī)劃進行優(yōu)化， 確定中壓配電網(wǎng)規(guī)劃模型；步驟四、綜合考慮負荷、經(jīng)濟、資源、環(huán)境因素分別對各高壓供電 區(qū)域進行電網(wǎng)規(guī)劃；然后結(jié)合整個供電區(qū)域電網(wǎng)規(guī)劃對高壓電網(wǎng)規(guī)劃方案進行優(yōu)化，確定 高壓配電網(wǎng)規(guī)劃模型；步驟五、將高壓配電網(wǎng)規(guī)劃模型反饋到中壓配電網(wǎng)規(guī)劃模型，對中壓 配電網(wǎng)規(guī)劃模型進行優(yōu)化調(diào)整，將優(yōu)化后的中壓配電網(wǎng)規(guī)劃模型反饋到低壓配電網(wǎng)規(guī)劃模 型，對低壓配電網(wǎng)規(guī)劃模型優(yōu)化調(diào)整，確定整個供電區(qū)域的電網(wǎng)規(guī)劃。
[0005] 在同一電壓等級下依據(jù)行政級別或規(guī)劃水平年的負荷密度將電網(wǎng)區(qū)域劃分為A+ 供電區(qū)域、A供電區(qū)域、B供電區(qū)域、C供電區(qū)域、D供電區(qū)域、E供電區(qū)域六類供電區(qū)域。所 述A+供電區(qū)域σ彡30, A供電區(qū)域負荷密度30 > σ彡15, B供電區(qū)域15 > σ彡6, C供 電區(qū)域6 > σ彡1，D供電區(qū)域1 > σ彡〇. 1，Ε供電區(qū)域σ > 〇. 1，其中σ為供電區(qū)域的 負荷密度。在同一電壓等級下的同類供電區(qū)域電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相同，其中為A+供電區(qū)域、A供電區(qū) 域、B供電區(qū)域的110~35kV變電站采用雙側(cè)電源供電。所述電網(wǎng)規(guī)劃方法包含縱向組合 和橫向優(yōu)化兩個過程；縱向組合是從低壓供電區(qū)域到中壓供電區(qū)域，再到高壓供電區(qū)域的 過程，為組合過程；橫向優(yōu)化是對供電區(qū)域某電壓等級進行電網(wǎng)優(yōu)化的過程，包括電網(wǎng)配置 優(yōu)化和電網(wǎng)設(shè)計優(yōu)化。所述電網(wǎng)配置優(yōu)化包括電網(wǎng)裝備優(yōu)化、供電單元優(yōu)化及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu) 化。所述電網(wǎng)設(shè)計優(yōu)化包括電壓等級匹配、供電半徑優(yōu)化和電網(wǎng)布局優(yōu)化。
[0006] 所述高壓配電網(wǎng)規(guī)劃模型包括變電站選址優(yōu)化，包括以下步驟：從GIS系統(tǒng)中讀 出個備選站址的地理信息數(shù)據(jù)，結(jié)合電網(wǎng)信息確定對備選站址對象的原始評價數(shù)據(jù)矩陣； 確定所需的白化權(quán)函數(shù)類型，按照相應(yīng)的白化權(quán)函數(shù)表達式確定對于各灰類的白化權(quán)函 數(shù)；計算各指標的灰色聚類熵權(quán)權(quán)重；根據(jù)得到的白化權(quán)函數(shù)、聚類權(quán)重及原始評價數(shù)據(jù) 矩陣計算灰色定權(quán)聚類系數(shù)；判斷各對象所屬灰類，確定最優(yōu)站址。
[0007] 所述高壓配電網(wǎng)規(guī)劃模型包括電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，設(shè)置進線電源至少為雙電源模式， 具體采用以下三種方式：方式一、電源來自兩發(fā)電廠，或一個發(fā)電廠和一個變電所，或兩個 變電所；方式二、電源來自同一變電所一個半斷路接線不同串的兩條母線，或同一個變電所 兩條母線分段的母線；方式三、電源來自同一個變電所雙母線的正、副母線。
[0008] 本發(fā)明有如下積極效果：合理的分層分區(qū)會給電網(wǎng)的安全運行帶來許多好處：一 是減小系統(tǒng)短路電流；二是有利于調(diào)度員在任何情況下都可以更加方便地控制潮流，既有 利于事故處理，也有利于事故預(yù)案的編制與運行方式的調(diào)整；三是從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上有利于發(fā) 現(xiàn)故障，并有效隔離故障，控制事故的波及范圍；四是有利于地區(qū)小系統(tǒng)安全自動解列裝置 的整定，在發(fā)生大的事故時，可有效確保地區(qū)小系統(tǒng)的安全運行。因此，電網(wǎng)的分層分區(qū)運 行是電網(wǎng)發(fā)展中具有戰(zhàn)略意義的舉措之一。分層分區(qū)的原則要首先體現(xiàn)在電網(wǎng)規(guī)劃中，有 計劃地隨著電網(wǎng)的發(fā)展主動實施分層分區(qū)運行。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明【具體實施方式】電網(wǎng)規(guī)劃模型圖解；
[0010] 圖2為本發(fā)明【具體實施方式】模式化電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計步驟；
[0011] 圖3為本發(fā)明【具體實施方式】典型白化權(quán)函數(shù)圖像；
[0012] 圖4為本發(fā)明【具體實施方式】上限測度的白化權(quán)函數(shù)坐標圖；
[0013] 圖5為本發(fā)明【具體實施方式】下限測度的白化權(quán)函數(shù)圖像；
[0014] 圖6為本發(fā)明【具體實施方式】適中測度的白化權(quán)函數(shù)；
[0015] 圖7為本發(fā)明【具體實施方式】基于熵權(quán)的灰色定權(quán)聚類決策模型的變電站選址流 程圖；
[0016] 圖8為本發(fā)明【具體實施方式】開關(guān)站接線示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發(fā)明的【具體實施方式】如所涉及的各構(gòu)件 的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及 操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù) 方案有更完整、準確和深入的理解。
[0018] 模式化的電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計方法基于區(qū)域供電思想，從區(qū)域供電需求出發(fā)，選擇相適 應(yīng)的供電模式制定電網(wǎng)規(guī)劃方案。該方法采用由下至上的規(guī)劃設(shè)計順序，制定各供電區(qū)域 的電網(wǎng)規(guī)劃方案，進而優(yōu)化組合確定全供電區(qū)的電網(wǎng)規(guī)劃方案。按照經(jīng)濟水平、負荷性質(zhì)、 區(qū)域功能等對供電區(qū)域（含供電分區(qū)、子區(qū)域）進行劃分，并可提煉出具有代表性的典型 供電區(qū)域，實際供電區(qū)域可以分解為一個或多個典型供電區(qū)域。同類型供電區(qū)由于負荷特 性、供電需求等各方面與某典型供電區(qū)域相同或相近，可直接采用該典型供電區(qū)域的供電 模式。因而，采用區(qū)域供電思想進行電網(wǎng)規(guī)劃時，各區(qū)域可采用相應(yīng)的供電模式同時進行規(guī) 劃。
[0019] 供電模式以電網(wǎng)規(guī)劃理論、規(guī)程規(guī)范為支撐，在電壓等級匹配、供電半徑優(yōu)化、電 網(wǎng)布局優(yōu)化等基礎(chǔ)上，對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、供電單元和電網(wǎng)裝備等供電系統(tǒng)主要組成要素進行優(yōu) 化配置。
[0020] 以某具有高、中、低壓供電區(qū)域的電網(wǎng)規(guī)劃方案為例說明其方案制定步驟，具體內(nèi) 容如下：
[0021] (1)將規(guī)劃區(qū)域劃分為若干個低壓供電區(qū)（如村）、中壓供電區(qū)和高壓供電區(qū)（若 只需1座變電站則無需劃分高壓供電區(qū)）；
[0022] (2)對于低壓供電區(qū)，根據(jù)經(jīng)濟、負荷等（其中一項或者多項指標）指標選擇低壓 供電模式，并制定各低壓供電區(qū)的電網(wǎng)規(guī)劃方案。將同一中壓供電區(qū)的低壓電網(wǎng)規(guī)劃方案 進行組合，即可得到低壓電網(wǎng)規(guī)劃方案。由于低壓電網(wǎng)通常不相互聯(lián)絡(luò)且互供電能力低、供 電范圍小，一般情況下不需要進行不同區(qū)域間的規(guī)劃優(yōu)化；
[0023] (3)對于中壓供電區(qū)，根據(jù)經(jīng)濟、負荷等指標選擇中壓供電模式，并制定各中壓供 電區(qū)的中壓電網(wǎng)規(guī)劃方案。將同一高壓供電區(qū)的中壓規(guī)劃方案進行組合，然后結(jié)合高壓變 電站布局對中壓電網(wǎng)規(guī)劃方案進行優(yōu)化，優(yōu)化對象主要包括各回路供電范圍、線路路徑、形 成某種接線方式的回路（即回路間聯(lián)絡(luò)）等，最后確定中壓規(guī)劃方案；
[0024] (4)對于高壓供電區(qū)，根據(jù)經(jīng)濟、負荷等指標選擇高壓供電模式，并制定各高壓供 電區(qū)的高壓電網(wǎng)規(guī)劃方案，然后結(jié)合上級電網(wǎng)規(guī)劃方案對高壓電網(wǎng)規(guī)劃方案進行優(yōu)化，優(yōu) 化對象主要包括各變電站供電范圍、高壓電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、高壓線路路徑等，確定高壓電網(wǎng)規(guī)劃方 案；
[0025] (5)根據(jù)高壓電網(wǎng)規(guī)劃方案對中壓電網(wǎng)規(guī)劃方案進行優(yōu)化調(diào)整，確定中壓電網(wǎng)最 終規(guī)劃方案，最后將低壓網(wǎng)規(guī)劃方案、中壓網(wǎng)規(guī)劃方案、高壓網(wǎng)規(guī)劃進行組合，即得到包含 了各電壓等級的電網(wǎng)規(guī)劃方案。
[0026] 根據(jù)"分層"思想，以《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》為指導(dǎo)，按不同電壓等級進行模 型建立，可分為高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃模型和中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃模型。1高壓配電網(wǎng)規(guī)劃模 型
[0027] 高壓配電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)要貫徹電力與經(jīng)濟、社會、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的方針，加強高壓 配電網(wǎng)的建設(shè)與改造，滿足社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的