[发明专利]一种配电网设备准实时资产运行效率的计算方法

权利要求书

1.一种配电网设备准实时资产运行效率的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：根据配网所需满足的安全准则、负荷增长所留裕度对配网设备负载能力的影响，计算各中压配电线路和配电变压器的最佳负载率；包括以下步骤：

S11：所述安全准则为“N-1”安全准则，在满足“N-1”安全准则情况下架空多分段N-1联络和电缆“N-1”主备中压配电线路的最佳负载率计算公式如下式所示：

其中，为中压配电线路的最佳负载率；

S12：设变压器的最佳负载率为则其计算公式如下：

其中，ΔP₀为变压器空载有功损耗，单位：kW；ΔQ₀为变压器空载无功损耗，单位：kvar；ΔP_k为变压器负载有功损耗，单位：kW；ΔQ_k为变压器负载无功损耗，单位：kvar；T_g为变压器年投入运行小时数，单位：h；τ为变压器最大负荷年损耗小时数；K_q为无功功率经济当量，单位：kW/kvar；

S13：在计算配网设备最佳负载率时还需要考虑负荷增长所留裕度，其计算公式如下：

其中，α_optimal为不考虑负荷增长所留裕度情况下的设备最佳负载率；α_o′_ptimal为考虑负荷增长所留裕度情况下的设备最佳负载率；v为设备负荷增速；n为所考虑负荷增长时间，单位：年；

S2：基于配网设备负荷持续曲线计算对应各时刻点的负载率，以时刻点设备负载率与配网设备最佳负载率的偏离程度来衡量配网设备资产运行效率，构建配网设备准实时资产运行效率评价模型；基于配网设备负荷持续曲线计算对应各时刻点的负载率，以时刻点设备负载率与配网设备最佳负载率的偏离程度来衡量配网设备资产运行效率，偏离程度越高，效率越低，反之效率越高，并将中压配电线路和配电变压器的健康度考虑在内构建配网设备准实时资产运行效率评价模型；

设t时刻点所对应的设备i的负载率为α_i(t)，则当t时刻点所对应的设备i的负载率α_i(t)≤设备最佳负载率时，有t时刻点设备i的资产运行效率评价模型如下：

则当t时刻点所对应的设备i的负载率α_i(t)≥设备最佳负载率时，有t时刻点设备i的资产运行效率评价模型如下：

其中，η′_i(t)为t时刻点设备i资产运行效率；G_i为设备i运行状态评价体系评价所得设备健康度评分；T_i^run为设备i实际投运年限；T_average为同类型设备平均退运年限；α_i(t)为t时刻点所对应的设备i的负载率；为设备i的最佳负载率；

S3：选取中压配电线路、配电变压器运行状态评价指标，建立运行状态评价体系，加权求和计算设备健康度来量化设备运行状态，作为设备状态参数代入配网设备准实时资产运行效率评价模型中；采用熵权法确定各运行状态评价指标的权重，包括以下步骤：

S31：随机选取n个设备进行分析，设评价指标个数为m，则有数据矩阵X_nm：

S32：对评价指标进行归一化，归一化的数据矩阵为X'_nm，其中正向指标归一化公式如下：

其中，为第j个指标n个设备中的最小值，为第j个指标n个设备中的最大值；x′_ij为归一化的数据矩阵为X'_nm中第i行第j列的归一化的元素；x_ij为数据矩阵X_nm中第i行第j列的元素；

负向指标归一化公式如下：

S33：计算归一化的数据矩阵X'_nm中各元素的比重，x′_ij的比重计算公式如下：

y_ij为元素x′_ij的比重；

S34：计算完矩阵各元素比重后，计算第j个指标的信息熵e_j，计算公式如下：

S35：计算各指标权重，第j个指标的权重w_j计算公式如下：

加权求和计算设备健康度来量化设备运行状态利用如下加权求和公式计算：

其中，G_i为第i个配网设备的健康度评分，因为x′_ij取值为[0,1]，因此G_i的取值范围为[0,1]；

S4：分析配网设备准实时资产运行效率评价模型中各参数变化对资产运行效率的影响，在此基础上构建配网设备准实时运行效率优化模型；所述构建配网设备准实时运行效率优化模型为：

maxP_η′(t₁,Δt,η′(t))； (13)

约束条件为：

其中，t₁为谷时段开始时刻；Δt为谷时段持续时间；η′(t)为设备资产运行效率，P_η′的大小反映不确定性负荷曲线峰谷差的大小；

S5：采用传统遗传算法求解配网设备准实时运行效率优化模型，具体步骤如下：

S51：在优化模型决策参数取值范围内生成初始种群(t₁,Δt,η′(t))；

S52：调用步骤S42所示概率值P_θ′计算程序，输入优化模型的传递参数(t₁,Δt,η′(t))，并确定设备所接用电客户总数；将设备所接所有用电客户负荷持续曲线进行叠加形成设备负荷曲线，并按照步骤S42确定设备峰谷负载率所形成的区间带，即设备负荷持续曲线处于正常安全运行区间的概率P_θ′；计算各种群对应的P_θ′，并确定其中最大值；

S53：判断是否满足遗传算法所设定的计划迭代数，若满足跳转步骤S56，若不满足则跳转步骤S54；

S54：计算适用度值并排序，选择、重组、变异，按照适应度值重新插入子代新种群并更新代数；

S56：输出结果，结束。