一种城乡配电网综合节能评估与决策方法技术

本发明专利技术涉及一种城乡配电网综合节能评估与决策方法。通过对电网进行建模，获取电网的当前综合数据，通过采用合理的容错及纠错技术，实现配电网数据的统一分析处理与无缝交换对接，确保综合数据信息的准确。结合线损评价体系与降损技术各个环节的成本，根据最优化技术，研究出城乡配电网节能降损优化管理策略。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及配电网节能、线路降损技术与节能改造、变压器降损技术及节能改造、 配电网节能投资决策
，具体涉及。
技术介绍
随着我国电网建设的推进，城乡配电网规划不断扩大，供电问题已经得到解决。但 是从我国电网的可持续性、健康发展角度来看，目前我国城市和农村配电网存在着一些问 题，包括缺乏整体的发展规划、电网结构不合理、供电半径长、无功补偿不足、设备陈旧落 后、高能耗设备多等。这些因素在造成了配电网的电能损耗较大，从而影响了配电网的可持 续性发展。电网的节能降损，关键问题是精细化的损耗分析，但是目前国内配电网损耗的精 细化分析还存在一定的困难。首先，运行数据采集的密度与其准确性、完整性迫切需要解 决。高、中、低压配电网的数据采集基础不扎实，缺乏数据校验的技术手段，数据采集的准确 性、完整性还很低。并且，缺乏精细化的分析方法确定电网理论损耗与管理损耗。其次，电网的节能降损还取决于降损技术与降损措施。目前国内外常用的降损技 术适用的对象、降损的效果以及投资维护成本差异很大，缺乏一套适用于评价各种节能技 术的指标以及评价方法与评价体系，以及相应的降损措施。近来国内许多电力公司公司通 过集成各大系统数据，包括负控系统、集抄系统、配网信息系统(DSCADA)和电能量采集系 统，对每条线路所采集电量数据进行比对，并与理论值相比较，可以进行全网线损的精细化 分析。在电网理论线损计算的基础上，还进行了简单的效益分析。目前这种方法多是依靠 专工的经验，通过手动调整、更换电网中现有变压器或导线的参数，分析调整前后电网的线 损率，因此其决策过程中没有科学的模型，基本依靠经验和人为因素；最终决定实施的决策 粒度粗，对决策将会产生的效果不明确，无法判断是否有合理的投入产出比；措施实施后， 也缺乏跟踪和验证。鉴于此，本专利技术研究出一种城乡配电网综合节能评估方法，以及其节能降损技术 与节能降损决策方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可以用于城乡配电网综合节能的评价体系以及节能降 损技术与管理策略。该专利技术的依据是通过对电网进行建模，获取电网的当前综合数据，通过采用合理 的容错及纠错技术，实现配电网数据的统一分析处理与无缝交换对接，确保综合数据信息 的准确。在此基础上对线路的线损进行精细化计算，包括实际统计线损、理论线损计算分 析、管理线损的计算分析、损耗分解模型(精细化分析，得出损耗分布，包括按照公司分布、 区域分布、电压等级分布和设备分布等，然后进行损耗成因分析)。从而实现配电网损耗的精细化管理。在精细化线损计算的基础上，建立技术性降损模型、模型包括专家规则、投资 收益及风险计算等，从而实现线路降损。最终结合线损评价体系与降损技术各个环节的成本，根据最优化技术，研究出城 乡配电网节能降损优化管理策略。为实现上述的城乡配电网综合节能的评价体系而采用的技术方案包括以下步 骤1)建立电网模型，获取电网的运行参数依据配电网的拓扑结构，设备、电源和负荷的参数建立电网损耗模型，并通过数据 交换与处理获取当前电网的运行参数，数据交换与处理在评估与管理平台中承担电能信息 数据、负荷数据以及配电网拓扑结构数据的采集与预处理工作。它是由分布在特定应用 节点的一台计算机或几台计算机，结合通道设备、网络设备、采集软件模块组成。系统采 集的数据主要来源于电网公司的以下数据源能量管理系统(EMS)、电能量计量计费系统 (TMR)、营销系统、负荷控制系统、配电SCADA系统，以及其它人工输入的数据。在获取数据 时一般选择典型日或者损耗分析的区间，通过接口访问SCADA及TMR系统，获得该时间段的 历史数据，然后对数据进行校验清洗、插值补充，部分数据还要通过人工录入。具体的数据 有电网的拓扑结构信息及相关用户负荷侧与节能损耗相关的信息，其来源主要分为以下几 种①配电SCADA 母线、柱上开关、环网柜和电能表；②生产管理信息系统；③配电地理信息系统；④配电变压器监测系统；⑤负荷管理系统采集的用户节点信息；⑥计量计费系统采集的小区终端用电的汇集节点信息；⑦配电网拓扑结构信息；⑧各配电网一次设备的链接信息；⑨负荷特性；⑩电压合格率、谐波含量等；2)实现配电网数据的统一处理和无缝对接通过对以上数据的采集、交换和处理，采用合理的容错及纠错技术，实现配电网数 据的统一分析处理和无缝交换对接。3)精细化线损计算城乡配电网综合节能平台线损计算要经过潮流计算进行线损精细化分析，具体如 下①实际统计线损集成用户现有系统，统计分析用户电网的实际损耗数据；②理论线损计算分析依据配电网的实际损耗模型及数据指标库，设定负荷随着 时间变化的特征，计算各个子网及全网的损耗数据；③管理线损的计算分析根据实际统计线损值减去理论线损值得到管理线损的数 据；④损耗分解模型精细化分析，得出损耗分布，包括按照公司分布、区域分布、电压等级分布和设备分布等，然后进行损耗成因分析。为实现上述的城乡配电网节能降损而采用的技术方案如下建立技术性降损模型，模型包括专家规则，投资收益及风险计算。在建立技术性降 损模型过程中，分析配电网节能降损方法，所能采取的技术性降损措施有①馈线改造变更导线型号对馈线的线路型号进行改造，变更线路的截面积、绞线方式、导线 类型；或对馈线增加并列运行线路；②变压器改造变压器改造的方式包括增加变压器容量，选取容量更大的变压器型号；选取低耗 能的变压器；或根据具体网架结构，有针对性的使用单相变压器，降低改造成本及空载损 耗；③无功补偿包括根据需要在变电站低压侧母线上配置无功补偿装置；根据需要在馈线及配变 低压侧配置无功补偿装置；④负荷分布改造根据实际负荷分布状况，进行三相负荷平衡调整，并调整负荷的分布，合理分配负 荷；⑤谐波管理对谐波进行管理，降低网损；为实现上述的城乡配电网节能优化管理策略而采用的技术方案如下1)建立单项节能技术的技术经济模型。建立并管理各种节能降技术性措施的实施成本，作为优化决策过程中的参考基 准，包括①改造措施涉及的范围、规模的描述；②所需要的资金投入包括设备、工程所需要的资金；③改造设备的生命周期；④建立成本计算模型；2)设定优化目标及约束配电网综合节能评估与决策体系设定了降损所需要达到的目标和约束，包括成本 控制目标、风险控制目标、投资改造的时间约束和投资改造适用范围的约束，作为对所有备 选方案进行统一计算的基础，以得到满足目标和约束的最优方案，具体包括①目标管理所有目标可以设置优先级，可以设定一个或多个目标；③投资改造的时间约束设定改造工期的时间约束，以及先后顺序的约束。设定人力资源总量约束、机器设 备总量约束；②投资改造适用范围的约束包括对于节能降损措施的限制约束与对于改造范围、规模的限制约束；详细约束为a)对于某些区域，不准进行投资改造；b)对于某类手段措施的采用限制在某种范围、规模之内；c)对于某些手段，在某些区域必须采用；当目标及约束设定完成之后，进行综合节能优化方案的求解，在求解过程中，需要 针对场景管理工具的初始场景，基于单项技术性降损措施模型，运用潮流/损耗计算工具， 对优化组合过程中的电网模型进行损耗数据计算、改造成本、风险数据、收益分析的计算和 统计，以获得对优化决策分析过程的支持；当优化求解并未求得解时，可通过结果查看影响该结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城乡配电网综合节能评估与决策方法，其特征在于包括以下步骤：１）建立电网模型，获取电网的运行参数依据配电网的拓扑结构，以及设备、电源和负荷的参数建立电网损耗模型，并通过数据交换与处理获取当前电网的运行参数，数据交换与处理在评估与管理平台中承担电能信息数据、负荷数据以及配电网拓扑结构数据的采集与预处理工作；数据交换与处理是由分布在特定应用节点的一台计算机或多台计算机，结合通道设备、网络设备、采集软件模块组成；系统采集的数据来源于电网的数据源，包括：能量管理系统ＥＭＳ、电能量计量计费系统ＴＭＲ、营销系统、负荷控制系统、配电数据采集与监视控制系统ＳＣＡＤＡ，以及人工输入的数据，在获取数据时选择典型日或者损耗分析的区间，通过接口访问ＳＣＡＤＡ及电能量计量计费系统，获得该时间段的历史数据，然后对数据进行校验清洗、插值补充，部分数据通过人工进行录入；２）实现配电网数据的统一处理和无缝对接通过对上述数据的采集、交换和处理，采用合理的容错及纠错技术，实现配电网数据的统一分析处理和无缝交换对接；３）进行潮流计算通过城乡配电网综合节能平台线损潮流计算模块对上述数据进行潮流计算，所述潮流计算模块的一部分参数为调用接口注入的，称为场景数据；所述潮流计算模块的另一部分数据是自身通过场景数据到数据库中获取的，在计算完毕后，将结果也保留到数据库中，由调用者自行获取；４）精细化线损计算通过城乡配电网综合节能平台线损潮流计算模块进行精细化线损计算分析，具体如下：①实际统计线损：集成用户现有的系统，统计分析用户电网的实际损耗数据；②理论线损计算分析：依据配电网的实际损耗模型及数据指标库，设定负荷随着时间变化的特征，计算各个子网及全网的损耗数据；③管理线损的计算分析：根据实际统计线损值减去理论线损值得到管理线损的数据；④损耗分解模型：精细化分析，得出损耗分布，包括按照公司分布、区域分布、电压等级分布和设备分布进行损耗成因分析；５）建立技术性降损模型，模型包括专家规则，投资收益及风险计算；６）建立单项节能技术的技术经济模型建立并管理各种节能降损技术性措施的实施成本，作为优化决策过程中的参考基准，包括：①改造措施涉及的范围、规模的描述；②所需要的资金投入：包括设备、工程所需要的资金；③改造设备的生命周期；④建立成本计算模型；７）设定优化目标及约束并求解，确定优化策略通过设定优化目标及约束，对所有备选方案进行统一优化计算，得到满足目标和约束的最优方案；...

【技术特征摘要】
1. 一种城乡配电网综合节能评估与决策方法，其特征在于包括以下步骤1)建立电网模型，获取电网的运行参数依据配电网的拓扑结构，以及设备、电源和负荷的参数建立电网损耗模型，并通过数 据交换与处理获取当前电网的运行参数，数据交换与处理在评估与管理平台中承担电能信 息数据、负荷数据以及配电网拓扑结构数据的采集与预处理工作；数据交换与处理是由分 布在特定应用节点的一台计算机或多台计算机，结合通道设备、网络设备、采集软件模块组 成；系统采集的数据来源于电网的数据源，包括能量管理系统EMS、电能量计量计费系统 TMR、营销系统、负荷控制系统、配电数据采集与监视控制系统SCADA，以及人工输入的数据， 在获取数据时选择典型日或者损耗分析的区间，通过接口访问SCADA及电能量计量计费系 统，获得该时间段的历史数据，然后对数据进行校验清洗、插值补充，部分数据通过人工进 行录入；2)实现配电网数据的统一处理和无缝对接通过对上述数据的采集、交换和处理，采用合理的容错及纠错技术，实现配电网数据的 统一分析处理和无缝交换对接；3)进行潮流计算通过城乡配电网综合节能平台线损潮流计算模块对上述数据进行潮流计算，所述潮流 计算模块的一部分参数为调用接口注入的，称为场景数据；所述潮流计算模块的另一部分 数据是自身通过场景数据到数据库中获取的，在计算完毕后，将结果也保留到数据库中，由 调用者自行获取；4)精细化线损计算通过城乡配电网综合节能平台线损潮流计算模块进行精细化线损计算分析，具体如下①实际统计线损集成用户现有的系统，统计分析用户电网的实际损耗数据；②理论线损计算分析依据配电网的实际损耗模型及数据指标库，设定负荷随着时间 变化的特征，计算各个子网及全网的损耗数据；③管理线损的计算分析根据实际统计线损值减去理论线损值得到管理线损的数据；④损耗分解模型精细化分析，得出损耗分布，包括按照公司分布、区域分布、电压等级 分布和设备分布进行损耗成因分析；5)建立技术性降损模型，模型包括专家规则，投资收益及风险计算；6)建立单项节能技术的技术经济模型建立并管理各种节能降损技术性措施的实施成本，作为优化决策过程中的参考基准， 包括①改造措施涉及的范围、规模的描述；②所需要的资金投入包括设备、工程所需要的资金；③改造设备的生命周期；④建立成本计算模型；7)设定优化目标及约束并求解，确定优化策略通过设定优化目标及约束，对所有备选方案进行统一优化计算，得到满足目标和约束 的最优方案；2配电网综合节能评估与决策体系设定了降损所需要达到的目标和约束，包括成本控制 目标、风险控...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，徐焜耀，何建军，吴彬，付永长，张文斌，
申请(专利权)人：重庆电力科学试验研究院，中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：85[]