專利名稱：一種基于邏輯框架的電網供電可靠性規劃方法
技術領域：
本發明涉及一種基于邏輯框架的電網供電可靠性規劃方法。
背景技術：
當今社會，電就像空氣和水一樣，已成為人們生活的必需品。隨著經濟的發展和人們生活水平的不斷提高，社會對電網供電可靠性的要求越來越高。因此，供電企業一直把提高電網可靠性水平作為工作的重中之重，并將可靠性規劃作為可靠性技術和管理工作的龍頭。供電可靠性貫穿供電企業的主要業務部門，與電網的關系密切。在編制供電可靠性規劃時，需要協調不同的目標、不同的部門、制定不同的方案，并對這些方案進行比選和優化組合，從而確定達到目標的最優策略和技術方案。目前，還沒有一套完善的、邏輯嚴謹的可靠性規劃方法來支持電網可靠性規劃的編制，包括可靠性目標的提出、可靠性措施策略和可靠性方案比選等。
發明內容
本發明的目的是提供一種基于邏輯框架的電網供電可靠性規劃方法，已解決目前現有技術存在的上述問題。本發明的目的是通過以下技術方案來實現一種基于邏輯框架的電網供電可靠性規劃方法，包括以下步驟步驟1 設定初始值，計算初始方案的可靠性指標，如果達到設定的初識值，則統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；如果整體投資超出投資預算， 則修改可靠性目標，并重新統計整體投資至負荷投資預算，再給出計劃方案；所述步驟1中的可靠性目標計算包括以下步驟步驟1. 1 獲取待評估的配電網電網參數、運行參數、設備參數以及管理參數；步驟1. 2 根據步驟1. 1所獲取的各個參數，確定故障概率、預安排停運概率、故障排查時間以及修復時間；步驟1.3 置總停電時戶數為零，分別計算出電纜系統可轉及不可轉供情況下各元件故障停電影響的總時戶數和預安排停電影響的總時戶數、架空系統可轉供及不可轉供情況下各元件故障停電影響的總時戶數和預安排停電影響的總時戶數，最總求取全網可靠性指標。所述步驟1. 1中電網參數包括總用戶數量N、總饋線數量X^主干線總長度Lml、分支線總長度Lbl、主干線開關數η、分支線開關數m、環網化率H和自動化覆蓋率Ka ；運行參數包括總負荷P、負荷增長率ΔΡ、線路平均負載率F、雙電源用戶率D、帶保護用戶數Np、自動化時間Taut和備自投時間Tbzt ；設備參數包括線路故障率、開關故障率fk、開閉所故障率fk、用戶故障率ft、電纜化率C和絕緣化率I ；以及
管理參數包括故障停電平均排查時間T。he、故障停電平均修復時間、預安排停電平均停電時間Tpre和預安排停電概率fpre ；步驟2 如果計算初始方案的可靠性指標沒有達到設定的初始值，則確定管理參數是否有提升空間，若有提升空間，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值， 并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟3 如果步驟2中的管理參數沒有提升空間，則確定每段戶數是否超過8戶， 若每段戶數超過8戶，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟4 如果步驟3中的每段戶數不足8戶，則確定饋線負載率是否大于40%，若饋線負載率大于40%，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟5 如果步驟4中的若饋線負載率不大于40%，則確定環網化率是否小于 100%，若環網化率小于100%，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟6 如果步驟5中的環網化率不小于100%，則確定故障停電占總戶數是否達到50%，若故障停電占總戶數達到50%，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案； 步驟7 如果步驟6中的故障停電占總戶數沒有達到50 %，則確定是否存在未裝保護的用戶，若存在未裝保護的用戶，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值， 并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟8 如果步驟7中的不存在未裝保護的用戶，則確定規劃目標是否小于2小時，若規劃目標小于兩小時，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟9 如果步驟8中的規劃目標不小于2小時，則確定設備故障率是否高于目標對應的全國平均值，若設備故障率高于目標對應的全國平均值，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟10 如果步驟9中的設備故障率不高于目標對應的全國平均值，則再次確定規劃目標是否小于2小時，若規劃目標小于兩小時，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；減少戶均停電時間并增加成本后還沒有達到設定的初始值，則修改可靠性目標并重新統計整體投資至負荷投資預算，再給出計劃方案。所述步驟2-步驟9中，減少戶均停電時間并增加成本后還沒有達到設定的初始值，則裝入相應的下一步驟。本發明的有益效果為彌補了國內電網供電可靠性規劃方法的空白，為供電企業提供邏輯嚴謹、體系完整、規范化的電網可靠性規劃方法。
下面根據附圖對本發明作進一步詳細說明。
圖1是本發明實施例所述的一種基于邏輯框架的電網供電可靠性規劃方法的流程圖；圖2是本發明實施例所述的一種基于邏輯框架的電網供電可靠性規劃方法中可靠性指標的評估流程圖。
具體實施例方式如圖1-2所示，本發明實施例所述的一種基于邏輯框架的電網供電可靠性規劃方法，包括以下步驟步驟1 設定初始值，計算初始方案的可靠性指標，如果達到設定的初識值，則統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；如果整體投資超出投資預算， 則修改可靠性目標，并重新統計整體投資至負荷投資預算，再給出計劃方案；所述步驟1中的可靠性目標計算包括以下步驟步驟1. 1 獲取待評估的配電網電網參數、運行參數、設備參數以及管理參數；步驟1. 2 根據步驟1. 1所獲取的各個參數，確定故障概率、預安排停運概率、故障排查時間以及修復時間；步驟1. 3 置總停電時戶數為零，分別計算出電纜系統可轉及不可轉供情況下各元件故障停電影響的總時戶數和預安排停電影響的總時戶數、架空系統可轉供及不可轉供情況下各元件故障停電影響的總時戶數和預安排停電影響的總時戶數，最總求取全網可靠性指標。所述步驟1. 1中電網參數包括總用戶數量N、總饋線數量X^主干線總長度Lml、分支線總長度Lbl、主干線開關數η、分支線開關數m、環網化率H和自動化覆蓋率Ka ；運行參數包括總負荷P、負荷增長率ΔΡ、線路平均負載率F、雙電源用戶率D、帶保護用戶數Np、自動化時間Taut和備自投時間Tbzt ；設備參數包括線路故障率、開關故障率fk、開閉所故障率fk、用戶故障率ft、電纜化率C和絕緣化率I ；以及管理參數包括故障停電平均排查時間T。he、故障停電平均修復時間、預安排停電平均停電時間Tpre和預安排停電概率fpCT ；步驟2 如果計算初始方案的可靠性指標沒有達到設定的初始值，則確定管理參數是否有提升空間，若有提升空間，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值， 并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟3 如果步驟2中的管理參數沒有提升空間，則確定每段戶數是否超過8戶， 若每段戶數超過8戶，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟4 如果步驟3中的每段戶數不足8戶，則確定饋線負載率是否大于40%，若饋線負載率大于40%，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟5 如果步驟4中的若饋線負載率不大于40%，則確定環網化率是否小于 100%，若環網化率小于100%，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；
步驟6 如果步驟5中的環網化率不小于100%，則確定故障停電占總戶數是否達到50%，若故障停電占總戶數達到50%，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟7 如果步驟6中的故障停電占總戶數沒有達到50 %，則確定是否存在未裝保護的用戶，若存在未裝保護的用戶，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值， 并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟8 如果步驟7中的不存在未裝保護的用戶，則確定規劃目標是否小于2小時，若規劃目標小于兩小時，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟9 如果步驟8中的規劃目標不小于2小時，則確定設備故障率是否高于目標對應的全國平均值，若設備故障率高于目標對應的全國平均值，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟10 如果步驟9中的設備故障率不高于目標對應的全國平均值，則再次確定規劃目標是否小于2小時，若規劃目標小于兩小時，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；減少戶均停電時間并增加成本后還沒有達到設定的初始值，則修改可靠性目標并重新統計整體投資至負荷投資預算，再給出計劃方案。所述步驟2至步驟9中，減少戶均停電時間并增加成本后還沒有達到設定的初始值，則裝入相應的下一步驟。本發明對每個電網不同的情況，步驟2到步驟10的順序可以根據邊際效益進行調整，首先實施邊際效益大的策略，再實施邊際效益小的策略。本發明方法首先根據電網規劃、技改規劃和配電自動化規劃等確定可靠性評估預測的電網參數、運行參數、設備參數、 和管理參數的初始值，采用圖2所示的可靠性評估預測算法計算初始方案的可靠性指標， 可靠性考辛指標評估方法將配電系統可靠性計算分為電纜系統、架空系統兩部分計算。而停電影響范圍、停電時間主要與負荷是否可以轉供有關，因此將典型接線模式分為有聯絡模式與無聯絡模式兩種進行分析。可靠性指標計算模型的函數為多變量函數，為了便于描述，將可靠性評估預測函數簡記為下面的函數Y = f[(fpre, Tche, Trep)，η, F，H，ka，Np, C，(f1 fk, fn, ft)，D，Lml，Lbl，Tbzt]注解F表示線路平均負載率，H表示線路環網化率，線路平均負載率、環網化率和轉供率之間的關系如下 = 2*H+3*H*F步驟1 計算步驟2減少的戶均停電時間和增加的投資Tcne*, Trep*, fpre*分別表示步驟2實施后故障停電排查時間、故障/預安排停電修復時間和預安排停電率，其他變量保持不變，由此減少的戶均停電時間f[ (fpre*，Tche*, Trep*)，η, F，H，ka，Np, C，(f1 fk, fn, ft)，D，Lml，Lbl，Tbzt]-f [ (fpre, Tche, Trep)，η，F，H，ka Np，C，(f\，fk fn ft)，D，Lml Lbl Tbzt]增加的投資可靠性技術和管理項目投資+增加的人員投資步驟2 計算步驟3減少的戶均停電時間和增加的投資
其他變量保持不變，由此減少的戶均停電時間f[(fpre, Tche, Trep)，n*，F，H，ka，Np, C，(f1 fk, fn, ft)，D，Lml，Lbl，Tbzt]-f [ (fpre, Tche, Trep)，η，F，H，ka Np，C，(f\，fk fn ft)，D，Lml Lbl Tbzt]增加的投資(3*饋線數-主干線開關)*每臺開關投資步驟3 計算步驟4減少的戶均停電時間和增加的投資可轉供率與環網化率和饋線平均負載率的關系Hn = 2*H+3*H*FF*表示步驟4實施后線路平均負載率值，其他變量保持不變，根據Hn = 2 · H+3 · H · F算出可轉供率值!1,*，由此計算減少的戶均停電時間如下f [ (fpre, Tche, Trep), η, F*, H, ka, Np, C, (fx, fk, fn, ft), D, Lml, Lbl, Tbzt]Tche ‘ Trep)，η，F，H，ka Np，C，(f\，fk fn ft)，D，Lml Lbl Tbzt]增加的投資(總負荷/2500-饋線數)*每條饋線投資步驟4 計算步驟5減少的戶均停電時間和增加的投資可轉供率與環網化率和饋線平均負載率的關系Hn = 2*H+3*H*FH*表示步驟5實施后電網環網率值，其他變量保持不變，根據Hn = 2 · H+3 · H · F 算出可轉供率值11,*，由此計算減少的戶均停電時間如下f[(fpre, Tche, Rrep)，η, F，H*，ka，Np, C，(f1 fk, fn, ft)，D，Lml，Lbl，Tbzt]-f [ (fpre, Tche, Trep)，η，F，H，ka Np，C，(f\，fk fn ft)，D，Lml Lbl Tbzt]增加的投資(目標環網化率-現狀環網化率)*每個環網工程投資步驟5 計算步驟6減少的戶均停電時間和增加的投資ka*表示步驟6實施后配電自動化覆蓋率值，其他變量保持不變，由此減少的戶均停電時間f [(fpre, Tche, Trep)，η, F, H, ka*，Np, C, (f1 fk, fn, ft), D, Lml，Lbl，Tbzt]-f [ (fpre, Tche, Tr印)，n，F，H，ka, Np, C，(f\，fk, fn, ft)，D，Lml, Lbl, Tbzt]增加的投資(配電自動化目標覆蓋率-配電自動化覆蓋率)*主干開關數*配電自動化單位投資步驟6 計算步驟7減少的戶均停電時間和增加的投資Np*表示步驟7實施后加裝保護的用戶數，其他變量保持不變，由此減少的戶均停電時間f[(fpre, Tche, Trep)，η, F，H，ka，Np*，C，(f1 fk, fn, ft)，D，Lml，Lbl，Tbzt]-f [ (fpre, Tche, Trep)，η，F，H，ka Np，C，(f\，fk fn ft)，D，Lml Lbl Tbzt]增加的投資(1-用戶故障保護率)*總用戶數*用戶保護裝置單位投資步驟7 計算步驟8減少的戶均停電時間和增加的投資C*表示步驟8實施后的電纜化率，其他變量保持不變，由此減少的戶均停電時間f [(fpre, Tche, Trep)，η, F, H, ka, Np, C*，(f1 fk, fn, ft)，D, Lml，Lbl，Tbzt]-f [ (fpre, Tche, Tr印)，n，F，H，ka, Np, C，(f\，fk, fn, ft)，D，Lml, Lbl, Tbzt]*增加的投資(目標電纜化率-電纜化率)*線路總長度*電纜單位投資步驟8 計算步驟9減少的戶均停電時間和增加的投資
步驟9更換老舊設備，降低了設備的故障概率，f^, fk*，fn*，ft*表示實施步驟9后四種元件故障概率值。其他變量保持不變，由此減少的戶均停電時間f[(fpre, Tche, Trep)，η, F，H，ka，Np, C，(f\*，fk*，fn*，ft*)，D，Lml，Lbl，Tbzt]-f [ (fpre, Tche' Trep)，η, F, H, ka, Np, C, (f\，fk，fn，ft)，D，Lml, Lbl, Tbzt]增加的投資線路更新公里數*線路單位投資+開關更新臺數*開關單位投資+ 開閉所更新臺數*開閉所單位投資+配變更新臺數*配變單位投資設備更新數量計算(設備故障率/規劃目標對應的全國平均值-1) *設備總數或線路總長度步驟9 計算步驟10減少的戶均停電時間和增加的投資D*表示步驟10實施后雙電源用戶率值，其他變量保持不變，由此減少的戶均停電時間f[(fpre, Tche, Trep)，η, F，H，ka，Np, C，(f1 fk, fn, ft)，D*，Lml，Lbl，Tbzt]-f [ (fpre, Tche, Trep)，η，F，H，ka Np，C，(f\，fk fn ft)，D，Lml Lbl Tbzt]增加的投資(雙電源用戶目標值-雙電源用戶數)*平均每個用戶加裝雙電源的投資。其中，圖2所示的可靠性評估預測算法具體為一、可靠性指標計算模型1、計算方法采用解析法(故障枚舉法)進行可靠性計算，首先選擇系統的一個故障狀態，估計該狀態可能引起的后果，考慮其對負荷點可靠性指標的影響，然后重復所有的故障狀態，得到各負荷點的指標，并進而獲得整個系統的指標。任一元件故障停電時戶數AS =故障影響用戶戶數*排查時間+故障隔離區域停電戶數*檢修時間(元件包含主干線ml、開關k、分支線bl以及配變t)，即負荷點停電時戶數Σ AS=E Δ Sml+ Σ ASk+ Σ Δ Sbl+ Σ Δ St (單位為時戶數)系統的停電時戶數=Σ AS(單位為時戶數)系統的可靠性指標=Σ AS。/N(單位為小時)2、邊界條件計算的邊界條件，如下(1)單條饋線長度相同，分段數相同；(2)負荷沿饋線均勻分布，平均單段線路負荷相同、單個開閉所供電負荷相同；(3)考慮分支線出線開關有保護功能，故障被直接隔離，不影響主環；(4)考慮用戶按照主干線和分支線均勻分布。3、故障停電影響時戶數函數匯總(1)電纜系統Σ ASc
權利要求
1.一種基于邏輯框架的電網供電可靠性規劃方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1 設定初始值，計算初始方案的可靠性指標，如果達到設定的初識值，則統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟2 如果計算初始方案的可靠性指標沒有達到設定的初始值，則確定管理參數是否有提升空間，若有提升空間，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟3 如果步驟2中的管理參數沒有提升空間，則確定每段戶數是否超過8戶，若每段戶數超過8戶，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資， 整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟4 如果步驟3中的每段戶數不足8戶，則確定饋線負載率是否大于40%，若饋線負載率大于40%，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資， 整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟5 如果步驟4中饋線負載率不大于40%，則確定環網化率是否小于100%，若環網化率小于100%，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟6 如果步驟5中的環網化率不小于100%，則確定故障停電占總戶數是否達到 50%，若故障停電占總戶數達到50%，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟7 如果步驟6中的故障停電占總戶數沒有達到50 %，則確定是否存在未裝保護的用戶，若存在未裝保護的用戶，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟8 如果步驟7中的不存在未裝保護的用戶，則確定規劃目標是否小于2小時，若規劃目標小于兩小時，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟9 如果步驟8中的規劃目標不小于2小時，則確定設備故障率是否高于目標對應的全國平均值，若設備故障率高于目標對應的全國平均值，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案；步驟10 如果步驟9中的設備故障率不高于目標對應的全國平均值，則再次確定規劃目標是否小于2小時，若規劃目標小于兩小時，則減少戶均停電時間并增加成本以達到設定的初始值，并統計整體投資，整體投資沒有超出投資預算，則給出計劃方案。
2.根據權利要求1所述的基于邏輯框架的電網供電可靠性規劃方法，其特征在于所述步驟1中的可靠性目標計算包括以下步驟步驟1. 1 獲取待評估的配電網電網參數、運行參數、設備參數以及管理參數； 步驟1. 2 根據步驟1. 1所獲取的各個參數，確定故障概率、預安排停運概率、故障排查時間以及修復時間；步驟1. 3 置總停電時戶數為零，分別計算出電纜系統可轉及不可轉供情況下各元件故障停電影響的總時戶數和預安排停電影響的總時戶數、架空系統可轉供及不可轉供情況下各元件故障停電影響的總時戶數和預安排停電影響的總時戶數，最總求取全網可靠性指標。
3.根據權利要求2所述的基于邏輯框架的電網供電可靠性規劃方法，其特征在于所述步驟1. 1中電網參數包括總用戶數量N、總饋線數量X總、主干線總長度Lml、分支線總長度Lbl、主干線開關數η、分支線開關數m、環網化率H和自動化覆蓋率Ka ；運行參數包括總負荷P、負荷增長率ΔΡ、線路平均負載率F、雙電源用戶率D、帶保護用戶數Np、自動化時間Taut和備自投時間Tbzt ；設備參數包括線路故障率、開關故障率fk、開閉所故障率fk、用戶故障率ft、電纜化率 C和絕緣化率I ；以及管理參數包括故障停電平均排查時間Tcte、故障停電平均修復時間Trep、預安排停電平均停電時間Tpre和預安排停電概率fpre。
4.根據權利要求3所述的基于邏輯框架的電網供電可靠性規劃方法，其特征在于所述步驟1中，如果整體投資超出投資預算，則修改可靠性目標，并重新統計整體投資至負荷投資預算，再給出計劃方案。
5.根據權利要求4所述的基于邏輯框架的電網供電可靠性規劃方法，其特征在于所述步驟2-9中，減少戶均停電時間并增加成本后還沒有達到設定的初始值，則進入相應的下一步驟。
6.根據權利要求1-5任一項所述的基于邏輯框架的電網供電可靠性規劃方法，其特征在于所述步驟10中，減少戶均停電時間并增加成本后還沒有達到設定的初始值，則修改可靠性目標并重新統計整體投資至負荷投資預算，再給出計劃方案。
全文摘要
本發明涉及一種基于邏輯框架的電網供電可靠性規劃方法，包括以下步驟設定初始值，計算初始方案的可靠性指標，如果達到設定初識值，統計整體投資，給出計劃方案；如果計算初始方案的可靠性指標沒有達到設定的初始值，則依次確定管理參數是否有提升空間、每段戶數是否超過8戶、饋線負載率是否大于40％、環網化率是否小于100％、故障停電占總戶數是否達到50％、是否存在未裝保護的用戶、規劃目標是否小于2小時、設備故障率是否高于目標對應的全國平均值、再次確定規劃目標是否小于2小時，最終給出計劃方案。本發明的有益效果為彌補國內電網供電可靠性規劃方法的空白，為供電企業提供邏輯嚴謹、體系完整、規范化的電網可靠性規劃方法。
文檔編號H02J3/00GK102545217SQ201210023880
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月3日 優先權日2012年2月3日
發明者劉文山, 劉永禮, 劉莎, 康文韜, 李銳, 車詒穎, 黃學彥 申請人:廣東電網公司深圳供電局