本申請(qǐng)涉及一種電力系統(tǒng)中壓配電網(wǎng)規(guī)劃的方法，尤其涉及一種基于負(fù)荷關(guān)聯(lián)系數(shù)的單元制中壓配電網(wǎng)規(guī)劃方法。
背景技術(shù)：
受歷史發(fā)展原因，我國中低壓配電網(wǎng)基本是跟隨用戶需求建設(shè)起來的，受投資方影響較大，其網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和供電模式一直缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和規(guī)范的管理。我國目前廣泛采用的配電網(wǎng)規(guī)劃方法，是基于故障模式后果分析法（Failure Mode and Effects Analysis, FEMA）或“N-k”安全準(zhǔn)則的規(guī)劃方法，即以個(gè)案為基礎(chǔ)研究整個(gè)系統(tǒng)，k指系統(tǒng)在失去k臺(tái)設(shè)備后仍能保持正常運(yùn)行。因此，我國的配電網(wǎng)規(guī)劃方法基本是通過系統(tǒng)預(yù)留充分的備用容量來保證可靠性，往往忽略配電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行過程的系統(tǒng)性。
隨著，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，全社會(huì)對(duì)電力的依賴程度越來越高，對(duì)電力供應(yīng)的質(zhì)量也提出了更高的要求，以城市建成區(qū)最為突出。這樣，一方面社會(huì)的發(fā)展客觀上要求電網(wǎng)必須以一定的規(guī)模和速度發(fā)展，另一方面受資源和環(huán)保因素的制約，電網(wǎng)建設(shè)的問題進(jìn)一步顯現(xiàn)。隨著建成區(qū)土地資源的進(jìn)一步稀缺，很難增加新的電源點(diǎn)布點(diǎn)，因此通過增加系統(tǒng)備用容量來保證可靠性和負(fù)荷發(fā)展需求的方法便無法實(shí)施。因此，從電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，從資源利用最優(yōu)出發(fā)，為解決當(dāng)前電力短缺的問題，我們必須高度重視電力需求側(cè)管理工作，加大電力需求側(cè)特性的研究和應(yīng)用，確保電力供應(yīng)滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。結(jié)合各類用戶負(fù)荷特性及影響因素，分析其在電網(wǎng)資源高效利用中的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本申請(qǐng)的目的在于提出一種滿足負(fù)荷發(fā)展及城市修繕需求的基于負(fù)荷關(guān)聯(lián)系數(shù)的單元制中壓配電網(wǎng)規(guī)劃方法。
本申請(qǐng)是這樣實(shí)現(xiàn)的：基于負(fù)荷關(guān)聯(lián)系數(shù)的單元制中壓配電網(wǎng)規(guī)劃方法，其包括下述步驟；
第一步，依托電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)，采集數(shù)據(jù)獲取不同用戶負(fù)荷日、季度、年負(fù)荷特性，并建立用戶檔案信息；
第二步，政府部門對(duì)接、收集資料，掌握城市各區(qū)塊規(guī)劃建設(shè)性質(zhì)及規(guī)模；
第三步，以地塊用電需求（城市控規(guī)）為導(dǎo)向，結(jié)合典型負(fù)荷預(yù)測模型，開展規(guī)劃區(qū)域空間負(fù)荷預(yù)測，按照供電區(qū)域差異化的規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，將中壓配電網(wǎng)按合理劃分為若干用電單元，以用電單元作為中壓配電網(wǎng)規(guī)劃的基本單位，開展負(fù)荷特性分析，做準(zhǔn)規(guī)劃邊界條件；
第四步，結(jié)合區(qū)域特點(diǎn)將區(qū)域配電設(shè)施劃分為多個(gè)層級(jí)的供電單元；
第五步，利用收集資料中的數(shù)據(jù)，將各個(gè)單元規(guī)劃負(fù)荷特性與其周邊多個(gè)單元負(fù)荷特性（日、季度、年負(fù)荷）關(guān)聯(lián)性進(jìn)行試算，建立各個(gè)單元與不同供電層級(jí)的多個(gè)單元關(guān)聯(lián)性的定量關(guān)系，建立多變量關(guān)聯(lián)測算模型：
假設(shè)單元負(fù)荷特性數(shù)據(jù)及其它單元負(fù)荷特性為一m維數(shù)據(jù)序列，每個(gè)序列代表系統(tǒng)的一個(gè)因素變量的動(dòng)態(tài)行為，且每維數(shù)據(jù)序列有n個(gè)觀測數(shù)據(jù)，即
，i=1，2，···，m；
對(duì)原始數(shù)據(jù)序列進(jìn)行一次累加，生成序列為
公式（1）
公式（1）中
；
則可獲得MGM(1，m)模型的一階常微分方程組的形式為
公式（2）
公式（2）中
A=
；
假設(shè)微分方程的初始條件為，且相應(yīng)矩陣均可逆，利用最小二乘法求得參數(shù)向量的估計(jì)值
公式（3）
公式（3）中：分別為A、B的估計(jì)值
L=
Y= ；
則MGM(1，m)預(yù)測模型的時(shí)間響應(yīng)函數(shù)為
公式（4）
公式（4）中：為對(duì)應(yīng)X的估計(jì)值；
通過累減生成還原為對(duì)應(yīng)變量原數(shù)列值的模擬預(yù)測值
，k=2，3， 公式 （5）；
第六步，確定關(guān)聯(lián)性用電單元后，根據(jù)負(fù)荷曲線擬合總負(fù)荷，選擇對(duì)應(yīng)容量的供電單元；
第七步，以供電單元為基礎(chǔ)，根據(jù)城市環(huán)境要求及供電可靠性要求選擇典型供電模式。
進(jìn)一步的，第四步中結(jié)合區(qū)域特點(diǎn)將區(qū)域配電設(shè)施劃分為三個(gè)層級(jí)的供電單元，分別為10千伏開關(guān)站、10千伏配電線路、110千伏變電站10千伏母線段。
進(jìn)一步的，第七步中典型供電模式包括單鏈?zhǔn)健㈦p鏈?zhǔn)剑娎|網(wǎng)）或多分段多聯(lián)絡(luò)（架空網(wǎng)）。
進(jìn)一步的，對(duì)于公式（5）中預(yù)測模型的精度檢驗(yàn)采用殘差檢驗(yàn)法，先計(jì)算出，數(shù)列經(jīng)累減生成數(shù)列，從而可以得到原始數(shù)列和的絕對(duì)殘差數(shù)列
，；
相對(duì)殘差數(shù)列為
，。
進(jìn)一步的，第六步中在根據(jù)負(fù)荷曲線擬合總負(fù)荷選擇對(duì)應(yīng)容量的供電單元時(shí)，考慮1.3倍容量裕度。
由于實(shí)施上述技術(shù)方案，本申請(qǐng)通過對(duì)用電負(fù)荷的特性深度挖掘和分析，以地塊用電需求（城市祥規(guī)）特性為基礎(chǔ)，按照特性統(tǒng)一、規(guī)模適中、低壓側(cè)供電獨(dú)立的原則，將各地塊劃分為獨(dú)立的用電單元；以用電單元為對(duì)象，開展用電需求特性分析，充分利用負(fù)荷特性及峰谷互補(bǔ)性，合理制定各單元的組合方案，做到關(guān)聯(lián)系數(shù)高的用電單元由一個(gè)供電單元供電；解決了現(xiàn)有規(guī)劃技術(shù)中由于對(duì)用電需求分類、分析不足，僅通過擴(kuò)大系統(tǒng)容量滿足負(fù)荷發(fā)展需求造成的負(fù)載率低、建設(shè)投資大、土地爭取困難等問題，能夠大幅度提高電網(wǎng)設(shè)備利用率和電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益，為電網(wǎng)投資及建設(shè)提供參考依據(jù)。
具體實(shí)施方式：
本申請(qǐng)不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本申請(qǐng)的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式。
基于負(fù)荷關(guān)聯(lián)系數(shù)的單元制中壓配電網(wǎng)規(guī)劃方法包括下述步驟；
第一步，依托電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)，采集數(shù)據(jù)獲取不同用戶負(fù)荷日、季度、年負(fù)荷特性，并建立用戶檔案信息；
第二步，政府部門對(duì)接、收集資料，掌握城市各區(qū)塊規(guī)劃建設(shè)性質(zhì)及規(guī)模；
第三步，以地塊用電需求（城市控規(guī)）為導(dǎo)向，結(jié)合典型負(fù)荷預(yù)測模型，開展規(guī)劃區(qū)域空間負(fù)荷預(yù)測，按照供電區(qū)域差異化的規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，將中壓配電網(wǎng)按合理劃分為若干用電單元，以用電單元作為中壓配電網(wǎng)規(guī)劃的基本單位，開展負(fù)荷特性分析，做準(zhǔn)規(guī)劃邊界條件；
第四步，結(jié)合區(qū)域特點(diǎn)將區(qū)域配電設(shè)施劃分為多個(gè)層級(jí)的供電單元；
第五步，利用收集資料中的數(shù)據(jù)，將各個(gè)單元規(guī)劃負(fù)荷特性與其周邊多個(gè)單元負(fù)荷特性（日、季度、年負(fù)荷）關(guān)聯(lián)性進(jìn)行試算，建立各個(gè)單元與不同供電層級(jí)的多個(gè)單元關(guān)聯(lián)性的定量關(guān)系，建立多變量關(guān)聯(lián)測算模型：
假設(shè)單元負(fù)荷特性數(shù)據(jù)及其它單元負(fù)荷特性為一m維數(shù)據(jù)序列，每個(gè)序列代表系統(tǒng)的一個(gè)因素變量的動(dòng)態(tài)行為，且每維數(shù)據(jù)序列有n個(gè)觀測數(shù)據(jù)，即
，i=1，2，···，m；
對(duì)原始數(shù)據(jù)序列進(jìn)行一次累加，生成序列為
公式（1）
公式（1）中
；
則可獲得MGM(1，m)模型的一階常微分方程組的形式為
公式（2）
公式（2）中
A=
；
假設(shè)微分方程的初始條件為，且相應(yīng)矩陣均可逆，利用最小二乘法求得參數(shù)向量的估計(jì)值
公式（3）
公式（3）中：分別為A、B的估計(jì)值
L=
Y= ；
則MGM(1，m)預(yù)測模型的時(shí)間響應(yīng)函數(shù)為
公式（4）
公式（4）中：為對(duì)應(yīng)X的估計(jì)值；
通過累減生成還原為對(duì)應(yīng)變量原數(shù)列值的模擬預(yù)測值
，k=2，3， 公式 （5）；
第六步，確定關(guān)聯(lián)性用電單元后，根據(jù)負(fù)荷曲線擬合總負(fù)荷，選擇對(duì)應(yīng)容量的供電單元；
第七步，以供電單元為基礎(chǔ)，根據(jù)城市環(huán)境要求及供電可靠性要求選擇典型供電模式。
開展用電單元?jiǎng)澐郑詥卧鳛橹袎号潆娋W(wǎng)規(guī)劃的基本單位，可以很好的開展負(fù)荷特性分析、預(yù)測及供電方案制定。通過負(fù)荷特性的分析，研究各單元的之間負(fù)荷特性的關(guān)聯(lián)度，尋找可用于同一供電單元供電的單元，從而優(yōu)化供電方案。在負(fù)荷關(guān)聯(lián)性分析中，黨政機(jī)關(guān)、學(xué)校、市政等受節(jié)假日影響負(fù)荷下降的用戶可以與賓館、酒店、集中商貿(mào)區(qū)等受節(jié)假日影響負(fù)荷上升的用戶形成負(fù)荷互補(bǔ)，集中商貿(mào)區(qū)、學(xué)校、市政等用戶可以與居民生活類用戶在日負(fù)荷上形成互補(bǔ)；農(nóng)業(yè)灌溉受季節(jié)及氣候影響較大，僅可以在7~9月份與學(xué)校負(fù)荷形成互補(bǔ)。如從學(xué)校、市政、商貿(mào)區(qū)等用戶與居民生活類用戶的日負(fù)荷曲線來看，前者白天負(fù)荷高，夜晚負(fù)荷低，后者正好與之相反，二者具有很強(qiáng)的互補(bǔ)特性。
因此準(zhǔn)確的掌握不同類用電單元的負(fù)荷特性，根據(jù)不同供電層級(jí)關(guān)聯(lián)度分析，可以制定出優(yōu)化的供電規(guī)劃方案，提高配電網(wǎng)的規(guī)劃水平，可以明顯降低變電站及線路的極端負(fù)荷，提高設(shè)備的負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率。此外，還可以為合理規(guī)劃選擇變電容載比提供參考和依據(jù)，避免由于容載比選擇不當(dāng)所造成的投資浪費(fèi)及電網(wǎng)的可靠性低等問題
電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)：是一種用來檢測電能的系統(tǒng)管理系統(tǒng)；電網(wǎng)由“發(fā)、輸、變、配、用”五個(gè)環(huán)節(jié)組成，作為用戶側(cè)的“配、用”電環(huán)節(jié)消耗著總電能的80%。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電氣化鐵路、電弧爐、變頻器等沖擊性、非線性、不平衡度負(fù)載在電力應(yīng)用中越來越多，諧波、負(fù)序、閃變、電壓暫態(tài)等電能質(zhì)量問題直接影響著電力系統(tǒng)的供電安全。電能是一種商品，其質(zhì)量問題是供應(yīng)商和客戶共同關(guān)注的問題。用電企業(yè)有必要建立電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)配電電網(wǎng)電能質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
第四步中結(jié)合區(qū)域特點(diǎn)將區(qū)域配電設(shè)施劃分為三個(gè)層級(jí)的供電單元，分別為10千伏開關(guān)站、10千伏配電線路、110千伏變電站10千伏母線段。
第七步中典型供電模式包括單鏈?zhǔn)?、雙鏈?zhǔn)剑娎|網(wǎng)）或多分段多聯(lián)絡(luò)（架空網(wǎng)）。
對(duì)于公式（5）中預(yù)測模型的精度檢驗(yàn)采用殘差檢驗(yàn)法，先計(jì)算出，數(shù)列經(jīng)累減生成數(shù)列，從而可以得到原始數(shù)列和的絕對(duì)殘差數(shù)列
，；
相對(duì)殘差數(shù)列為
，。
第六步中在根據(jù)負(fù)荷曲線擬合總負(fù)荷選擇對(duì)應(yīng)容量的供電單元時(shí)，考慮1.3倍容量裕度。
以上技術(shù)特征構(gòu)成了本申請(qǐng)的最佳實(shí)施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實(shí)施效果，可根據(jù)實(shí)際需要增減非必要技術(shù)特征，來滿足不同情況的需要。