一種10kV配電網饋線自動化差異化優(yōu)化配置方法
【專利摘要】一種10kV配電網饋線自動化差異化優(yōu)化配置方法。其包括步驟1)現(xiàn)狀分析；步驟2)可靠性目標設定；步驟3)差異化配置方案；步驟4)方案評估及方案生成。本發(fā)明有效解決了10kV配電網饋線自動化可靠性與經濟性相矛盾的問題，結合10kV配電網饋線自動化建設取得經濟效益較少的實際情況，提出了饋線自動化差異化配置策略，因此該方法更為科學、全面。為配電網規(guī)劃人員進行10kV配電網饋線自動化差異化優(yōu)化配置提供了有益參考，為日后配電網規(guī)劃工作提供了強有力的技術支持。易于掌握與操作，簡單易懂，方便實際操作人員熟練掌握。
【專利說明】—種1kV配電網饋線自動化差異化優(yōu)化配置方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于智能配電網饋線自動化【技術領域】，特別是涉及一種1kV配電網饋線自動化差異化優(yōu)化配置方法。
【背景技術】
[0002]目前，關于智能配電網饋線自動化方案研究，見“在智能配電網饋線自動化方案研究及應用”(電工技術，2003-1)，該文中介紹了電壓-時間型饋線自動化方案和集中型饋線自動化方案，并結合實際應用，對饋線自動化原理、定值設置和主站邏輯處理等進行了說明和分析。結果表明，電壓-時間型饋線自動化方案適用于長的架空線路，集中型饋線自動化方案適用于短的架空線路以及電纜線路。
[0003]但該方法存在的缺點是:沒有考慮不同地區(qū)的供電可靠性需求以及饋線自動化的經濟性。
[0004]目前，關于饋線自動化解決方案探討，見“10kV饋線自動化解決方案探討”(電力系統(tǒng)保護與控制，2010)，該文中提出的1kV饋線自動化方案通過增設斷路器和負荷開關將主干線分為幾段，并配置智能控制器(FTU)，通過配合減少了出線斷路器的跳閘，在發(fā)生故障的架空線路中能自動隔離故障區(qū)域，縮短故障查找的時間，迅速恢復非故障區(qū)域的正常供電。該方案能顯著降低饋線出線開關的跳閘次數(shù)，提高重合閘成功率，有效地提升配網架空線路運行水平。
[0005]但該方法存在的缺點是:雖然針對配電網架空網的饋線自動化方式給出了解決方案，但對配電網電纜網的饋線自動化方式沒有進行研究。
【發(fā)明內容】
[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種1kV配電網饋線自動化差異化優(yōu)化配置方法。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明提供的1kV配電網饋線自動化差異化優(yōu)化配置方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟:
[0008]步驟I)現(xiàn)狀分析:配電網規(guī)劃人員首先選取出1kV饋線自動化建設地區(qū)，并查找政府年鑒和政府公布的相關經濟數(shù)據，分析該地區(qū)的地理位置、經濟社會歷史發(fā)展及規(guī)劃；同時利用電網公司已有的調度自動化系統(tǒng)、PMS系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、可靠性系統(tǒng)查找電網設備情況、網架情況、運行情況和可靠性水平作為差異化配置方案的重要參考數(shù)據；
[0009]步驟2)可靠性目標設定:根據步驟I)得到的相關經濟數(shù)據并參照該地區(qū)的包括負荷密度、經濟發(fā)達程度、用戶重要程度、用電水平、GDP在內的因素，依據可靠性性能持續(xù)改進原則，設定不同地區(qū)的供電可靠性目標，實現(xiàn)令用戶滿意的供電可靠性；
[0010]步驟3)差異化配置方案:根據步驟I)得到的差異化配置方案的重要參考數(shù)據并基于滿足地區(qū)電網可靠性要求的原則，對地區(qū)內的1kV饋線分別按比例配置初始的重合器方式、智能分布式、半自動式和全自動式的1kV配電網饋線自動化方案；
[0011]步驟4)方案評估及方案生成:對上述初始配置方案進行配電網可靠性計算，以對其可靠性進行評估，如果能達到可靠性目標，則進行下一步經濟性評估，如果達不到可靠性目標，則需要規(guī)劃人員重新配置1kV配電網饋線自動化方案；在配置方案達到可靠性目標之后，對上述初始配置方案進行配電網經濟性計算，如果該方案的單位投資最小，則該方案為最終方案，如果單位投資不是最小，則需要重新配置1kV配電網饋線自動化方案。
[0012]在步驟4)中，所述的可靠性計算的方法為:
[0013]首先將1kV配電網輻射分段接線和聯(lián)絡分段接線模型化為m分段η聯(lián)絡，并設定每個分段上均有一個有效的聯(lián)絡；計算每條線路的停電戶時數(shù)，該數(shù)值包括下列所用時間:線路故障停電時間、線路預安排停電時間、斷路器故障時間、斷路器預安排停電時間、配變故障時間、配變預安排停電時間。
[0014]在步驟4)中，所述的經濟性計算的方法為:
[0015]在滿足可靠性目標的前提下，分為重合器方式、智能分布式、半自動式和全自動式四種方式進行計算，重合器方式的建設成本主要包括重合器和分段器兩部分；智能分布式饋線自動化的建設成本主要是斷路器和FTU兩部分，不需改變變電站出線開關和保護配置，且出線開關僅需一次重合就能實現(xiàn)故障隔離及非故障區(qū)域的供電恢復；半自動式饋線自動化的建設成本主要有配電系統(tǒng)主站、后臺分析軟件和前端的執(zhí)行斷路器；全自動式的建設成本主要有配電系統(tǒng)主站、后臺分析軟件、通信網絡和前端的FTU及斷路器。
[0016]本發(fā)明提供的1kV配電網饋線自動化差異化優(yōu)化配置方法的有益效果:
[0017](I)本方法有效解決了 1kV配電網饋線自動化可靠性與經濟性相矛盾的問題，結合1kV配電網饋線自動化建設取得經濟效益較少的實際情況，提出了饋線自動化差異化配置策略，因此該方法更為科學、全面。
[0018](2)本方法為配電網規(guī)劃人員進行1kV配電網饋線自動化差異化優(yōu)化配置提供了有益參考，為日后配電網規(guī)劃工作提供了強有力的技術支持。
[0019](3)本方法易于掌握與操作，簡單易懂，方便實際操作人員熟練掌握。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明提供的1kV配電網饋線自動化差異化優(yōu)化配置方法流程圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的1kV配電網饋線自動化差異化優(yōu)化配置方法進行詳細說明。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明提供的1kV配電網饋線自動化差異化優(yōu)化配置方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟:
[0023]步驟I)現(xiàn)狀分析:配電網規(guī)劃人員首先選取出1kV饋線自動化建設地區(qū)，并查找政府年鑒和政府公布的相關經濟數(shù)據，分析該地區(qū)的地理位置、經濟社會歷史發(fā)展及規(guī)劃；同時利用電網公司已有的調度自動化系統(tǒng)、PMS系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、可靠性系統(tǒng)查找電網設備情況、網架情況、運行情況和可靠性水平作為差異化配置方案的重要參考數(shù)據；
[0024]步驟2)可靠性目標設定:根據步驟I)得到的相關經濟數(shù)據并參照該地區(qū)的包括負荷密度、經濟發(fā)達程度、用戶重要程度、用電水平、GDP在內的因素，依據可靠性性能持續(xù)改進原則，設定不同地區(qū)的供電可靠性目標，實現(xiàn)令用戶滿意的供電可靠性；例如直轄市的市中心區(qū)可靠性達到99.99%,市區(qū)可靠性達到99.98% ；
[0025]步驟3)差異化配置方案:根據步驟I)得到的差異化配置方案的重要參考數(shù)據并基于滿足地區(qū)電網可靠性要求的原則，對地區(qū)內的1kV饋線分別按比例配置初始的重合器方式、智能分布式、半自動式和全自動式的1kV配電網饋線自動化方案；
[0026]步驟4)方案評估及方案生成:對上述初始配置方案進行配電網可靠性計算，以對其可靠性進行評估，如果能達到可靠性目標，則進行下一步經濟性評估，如果達不到可靠性目標，則需要規(guī)劃人員重新配置1kV配電網饋線自動化方案；在配置方案達到可靠性目標之后，對上述初始配置方案進行配電網經濟性計算，如果該方案的單位投資最小，則該方案為最終方案，如果單位投資不是最小，則需要重新配置1kV配電網饋線自動化方案。
[0027]在步驟4)中，所述的可靠性計算的方法為:
[0028]由于1kV饋線的可靠性指標通常以平均供電可用度時間ASAI來衡量，為計算實際配電系統(tǒng)的可靠性指標，可首先將1kv配電網輻射分段接線和聯(lián)絡分段接線模型化為m分段η聯(lián)絡，并設定每個分段上均有一個有效的聯(lián)絡；計算每條線路的停電戶時數(shù)，該數(shù)值包括下列所用時間:線路故障停電時間、線路預安排停電時間、斷路器故障時間、斷路器預安排停電時間、配變故障時間、配變預安排停電時間。
[0029]在步驟4)中，所述的經濟性計算的方法為:
[0030]由于1kV饋線自動化的設備廠家諸多，產品質量高低不一，設備價格差異較大，為了方便計算，在滿足可靠性目標的前提下，分為重合器方式、智能分布式、半自動式和全自動式等四種方式進行計算，重合器方式的建設成本主要包括重合器和分段器兩部分，不需要主站控制，不需要建設通信網絡，因此投資省，見效快。智能分布式饋線自動化的建設成本主要是斷路器和FTU兩部分，不需改變變電站出線開關和保護配置，且出線開關僅需一次重合就能實現(xiàn)故障隔離及非故障區(qū)域的供電恢復；半自動式饋線自動化的建設成本主要有配電系統(tǒng)主站、后臺分析軟件和前端的執(zhí)行斷路器等。全自動式的建設成本主要有配電系統(tǒng)主站、后臺分析軟件、通信網絡和前端的FTU及斷路器等。
[0031]由于饋線自動化是提高配電網可靠性的重要措施，但其投入資金巨大。本發(fā)明提供的1kV配電網饋線自動化差異化優(yōu)化配置方法，有效解決可靠性與經濟性相矛盾的問題，結合1kV配電網饋線自動化建設取得經濟效益較少的實際情況，提出了一種饋線自動化差異化優(yōu)化配置方法。
[0032]為了合理計及1kV配電網不同供電分區(qū)、電網的經濟性和可靠性等多因素影響，本方法提出以單位投資減少停電時間為目標函數(shù)的饋線自動化考核參數(shù)指標，1kV饋線自動化的優(yōu)化配置方式是一個單目標、多約束的優(yōu)化問題:即在滿足供電區(qū)域供電可靠性的基礎上，單位投資越小，從而饋線自動化方案越優(yōu)，經濟效益越明顯。
【權利要求】
1.一種1kV配電網饋線自動化差異化優(yōu)化配置方法，其特征在于:所述的1kV配電網饋線自動化差異化優(yōu)化配置方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟: 步驟I)現(xiàn)狀分析:配電網規(guī)劃人員首先選取出1kV饋線自動化建設地區(qū)，并查找政府年鑒和政府公布的相關經濟數(shù)據，分析該地區(qū)的地理位置、經濟社會歷史發(fā)展及規(guī)劃；同時利用電網公司已有的調度自動化系統(tǒng)、PMS系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、可靠性系統(tǒng)查找電網設備情況、網架情況、運行情況和可靠性水平作為差異化配置方案的重要參考數(shù)據； 步驟2)可靠性目標設定:根據步驟I)得到的相關經濟數(shù)據并參照該地區(qū)的包括負荷密度、經濟發(fā)達程度、用戶重要程度、用電水平、GDP在內的因素，依據可靠性性能持續(xù)改進原則，設定不同地區(qū)的供電可靠性目標，實現(xiàn)令用戶滿意的供電可靠性； 步驟3)差異化配置方案:根據步驟I)得到的差異化配置方案的重要參考數(shù)據并基于滿足地區(qū)電網可靠性要求的原則，對地區(qū)內的1kV饋線分別按比例配置初始的重合器方式、智能分布式、半自動式和全自動式的1kV配電網饋線自動化方案； 步驟4)方案評估及方案生成:對上述初始配置方案進行配電網可靠性計算，以對其可靠性進行評估，如果能達到可靠性目標，則進行下一步經濟性評估，如果達不到可靠性目標，則需要規(guī)劃人員重新配置1kV配電網饋線自動化方案；在配置方案達到可靠性目標之后，對上述初始配置方案進行配電網經濟性計算，如果該方案的單位投資最小，則該方案為最終方案，如果單位投資不是最小，則需要重新配置1kV配電網饋線自動化方案。
2.根據權利要求1所述的1kV配電網饋線自動化差異化優(yōu)化配置方法，其特征在于:在步驟4)中，所述的可靠性計算的方法為: 首先將1kV配電網輻射分段接線和聯(lián)絡分段接線模型化為m分段η聯(lián)絡，并設定每個分段上均有一個有效的聯(lián)絡；計算每條線路的停電戶時數(shù)，該數(shù)值包括下列所用時間:線路故障停電時間、線路預安排停電時間、斷路器故障時間、斷路器預安排停電時間、配變故障時間、配變預安排停電時間。
3.根據權利要求1所述的1kV配電網饋線自動化差異化優(yōu)化配置方法，其特征在于:在步驟4)中，所述的經濟性計算的方法為: 在滿足可靠性目標的前提下，分為重合器方式、智能分布式、半自動式和全自動式四種方式進行計算，重合器方式的建設成本主要包括重合器和分段器兩部分；智能分布式饋線自動化的建設成本主要是斷路器和FTU兩部分，不需改變變電站出線開關和保護配置，且出線開關僅需一次重合就能實現(xiàn)故障隔離及非故障區(qū)域的供電恢復；半自動式饋線自動化的建設成本主要有配電系統(tǒng)主站、后臺分析軟件和前端的執(zhí)行斷路器；全自動式的建設成本主要有配電系統(tǒng)主站、后臺分析軟件、通信網絡和前端的FTU及斷路器。
【文檔編號】H02J13/00GK104242448SQ201410410216
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權日:2014年8月20日
【發(fā)明者】王哲, 翟瑋, 劉聰, 宗志剛, 徐晶, 徐科, 謝秦, 李娟 , 崔榮靖 申請人:國家電網公司, 國網天津市電力公司