一种基于成本效益比的多措施降损评估方法技术

本发明专利技术提供了一种基于成本效益比的多措施降损评估方法，属于电网降损技术领域。通过计算各项降损措施及其降损对象之间的成本效益比，然后确定单项最优降损措施，再构建减损改造方案的备选措施集，利用自适应遗传算法的选择、交叉及变异功能，计算不同措施组合下的降损效果，最终输出最优改造方案，达到降低电网损耗的目的。本发明专利技术充分考虑各种成本因素，效益因素以及约束性条件，在保证系统低于要求损耗率的同时，最小化改造成本。该评估方法科学合理、判断过程简明易懂、收敛速度快、方案正确性高，可以有效在复杂电网环境中协助工作者迅速作出更科学的判断。迅速作出更科学的判断。迅速作出更科学的判断。

【技术实现步骤摘要】
一种基于成本效益比的多措施降损评估方法


[0001]本专利技术属于电网降损
，尤其涉及一种基于成本效益比的多措施降损评估方法。

技术介绍

[0002]线路损耗一直以来都是电网加强管理监测，实现降低成本，增加效率的核心业务。线损率是综合反映电网生产运行、传输变换和检测管理水平的重要技术经济指标，直接反映一定时空区域损耗电量占供电量的比率。
[0003]配电系统的线损没有转化为有用的能量而白白浪费，而且还要通过如通风、冷却等方式对热量进行散发，也需要电能。根据统计数据，一般配电网的线损率在3％，严重者可达到10％甚至更高。这不仅意味着电能的损失，更表现在一次能源的大量浪费以及对环境造成更多的污染。因此，配电系统的线损产生的经济损失，体现在发、供、用电的各个环节。如果不采取措施降低配电系统的线损率，必然对国家能源利用、环境保护和企业的经济效益产生不良影响，而且随着电力需求的不断增长，电量损失也会越来越大。每个用电企业都必须从大局出发，从技术上、管理上降低线损。
[0004]不论是一个国家，一个大型电力系统或一个供电区域，先进的线损率要控制在5％～8％之间，供电条件差的线损率可达百分之十几。当前，国内外对配电网降损措施的研究和实施重点包括改善网络中的功率分布、调整电力系统和电力网的经济运行、调节电力网的合理运行电压、调整负荷曲线和平衡三项负荷、设备导线选择调整、主配变压器的经济运行、合理搭配配电网网络结构等。
[0005]在复杂网架条件下，单一的降损措施无法达到理想的降损指标。因此，为实现配网的降损目标，高效率的多措施组合降损已经成为电网精细化管理要求的研究关键。
[0006]中国专利技术专利CN114662852A中公布了一种有源配电网多措施降损效果评估方法及系统，该系统的降损步骤如下：先获取有源配电网的参量数据，再根据获取的参量数据，分别得到降损效益评估结果和降损代价评估结果，然后以降损效益和降损代价的比值最大为目标，得到最终的降损效果评估结果。该有源配电网多措施降损效果评估系统，虽然在一定程度上实现了对降损策略进行量化评估，起到了降损的作用，但是配电网降损的效果并不显著，对降低电网线损率没有指导意义。

技术实现思路

[0007]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于成本效益比的多措施降损评估方法，本专利技术要解决的技术问题是结合多措施组合相关性，通过对各种降损方案的组合方式进行判断比较，辅助电网工作者选择最合适的降损方案，达到降低电网损耗的目的。
[0008]一种基于成本效益比的多措施降损评估方法，包括以下步骤：
[0009]步骤H1:蒙特卡罗取样和灰度识别算法对区域各配电网进行薄弱点分析，确定异
常点位置，其中包括薄弱节点和老化支路；
[0010]步骤H2:根据异常点位置分别形成相对应的各单项备选降损措施，主要包括更换配电导线，更换配电变压器和提供无功补偿；
[0011]步骤H3:计算单项降损措施下配电网降损效益，同时考虑措施实施成本，计算成本效益比，依次排序，生成最佳备选单优化措施集合；
[0012]步骤H4:采取自适应遗传算法，对备选措施集合进行0，1编号，生成初代群体，对每一代群体进行选择、交叉、变异；
[0013]步骤H5:对群体适应度进行计算，收敛时退出循环，群体中最小适应度个体为最优解，输出最优改造方案。
[0014]优选地，步骤H1中使用蒙特卡洛取样确定负荷典型曲线，依据负荷曲线使用灰度识别算法判断异常点位置。
[0015]其中，步骤H2中结合设备实际供需情况对各薄弱点进行设备改造，对各点生成单项备选降损措施集合。
[0016]其中，步骤H3中考虑典型日下新措施下电网降损效益，综合考虑约束条件下的出力情况，线路传输功率，计算经济效益，对比改造成本，选择基于成本效益比的单项最优改造方案，成本计算如下：
[0017][0018]式(1)中，C为多措施组合的降损改造方案涉及到的成本之和；C
lossi
为第i个降损改造方案的线损成本；C
vci
为第i个降损改造方案的无功补偿成本；为第i个降损改造方案的配电线路更换成本；为第i个降损改造方案的配电变压器更换成本。
[0019]步骤H4中适应度函数f为：
[0020]f＝C+aδ(I
i，j
‑
I
max
)+b[δ(Q
i
‑
Q
i，max
)+δ(Q
i，min
‑
Q
i
)]+c[δ(U
i
‑
U
max
)+δ(U
min
‑
U
i
)]+dδ(P
loss
‑
η) 2)
[0021]式(2)中：a、b、c、d为惩罚因子；δ为阶跃函数：
[0022][0023]式(3)为δ的解析式。
[0024]步骤H5中交叉概率为：
[0025][0026]式(4)中：f
max
为群体最大适应度；f
′
为参与交叉的2个个体中较大的适应度；f
av
为群体的平均适应度；P
cmax
、P
cmin
分别为最大、最小交叉概率；
[0027]自适应遗传算法根据子代群体的适应度值动态调整变异概率为
[0028][0029]式(5)中：f为变异个体的适应度；P
mmax
、P
mmin
分别为最大、最小变异概率。
[0030]步骤H3中预先构建电网的约束条件的具体内容见下：
[0031]线损率约束为：
[0032][0033]式(6)中，P
l
oss为配电网馈线降损改造后的线损率；P
sup
为供电量；P
sale
为售电量；η为配电网馈线降损改造后线损率的目标设定值。
[0034]所述配电网潮流约束为：
[0035][0036]式(7)中，P
i
为节点注入有功功率；Q
i
为节点注入无功功率；U
i
为节点i电压；U
j
为节点j电压；δ
ij
为节点i和节点j间夹角；G
ij
为节点i和节点j间的电导；B
ij
为节点i和节点j间的电纳；G
ij
+jB
ij
为节点i自导纳；N为电网节点数目。
[0037]支路容量约束为：
[0038]0≤I
ij
≤I
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0039]式(8)中，I
max
为支路允许载流量的最大值，I
ij
为节点i和节点j的电流，
[0040本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于成本效益比的多措施降损评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤H1:对区域各配电网进行薄弱点分析，确定异常点位置；步骤H2:根据异常点位置分别形成相对应的各单项备选降损措施；步骤H3:计算单项降损措施降损效益，同时考虑单项降损措施降损成本，计算成本效益比，生成最佳备选单优化措施集合；步骤H4:采取自适应遗传算法，针对备选措施集合生成初代群体，对每一代群体进行选择、交叉、变异；步骤H5:对群体适应度进行计算，输出最优改造方案。2.根据权利要求1所述的基于成本效益比的多措施降损评估方法，其特征在于，步骤H1中使用蒙特卡洛取样确定负荷典型曲线，依据负荷曲线使用灰度识别算法判断异常点位置。3.根据权利要求1所述的基于成本效益比的多措施降损评估方法，其特征在于，步骤H2中结合设备实际供需情况对各薄弱点进行设备改造，主要包括更换配电导线、更换配电变压器和提供无功补偿，对各点生成单项备选降损措施集合。4.根据权利要求1所述的基于成本效益比的多措施降损评估方法，其特征在于，步骤H3中考虑典型日下新措施下电网降损效益，综合考虑约束条件下的出力情况，线路传输功率，计算经济效益，对比改造成本，选择基于成本效益比的单项最优改造方案，成本计算如下：式(1)中，C为多措施组合的降损改造方案涉及到的成本之和；C
lossi
为第i个降损改造方案的线损成本；C
vci
为第i个降损改造方案的无功补偿成本；为第i个降损改造方案的配电线路更换成本；为第i个降损改造方案的配电变压器更换成本。5.根据权利要求4所述的基于成本效益比的多措施降损评估方法，其特征在于，所述约束条件包括线损率约束、配电网潮流约束、支路容量约束、节点电压约束、无功补偿容量约束、电压偏差约束。6.根据权利要求5所述的基于成本效益比的多措施降损评估方法，其特征在于，所述线损率约束为：式(6)中，P
loss
为配电网馈线降损改造后的线损率；P
sup
为供电量；P
sale...

【专利技术属性】
技术研发人员：路民辉，段军红，梁琛，马喜平，刘淳，保承家，李亚昕，董晓阳，杨军亭，康晓华，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司，
类型：发明
国别省市：