本發(fā)明涉及配電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于同層設(shè)備最大可供能力的配電網(wǎng)運(yùn)行效率評價方法。

背景技術(shù)：

目前，面向配電網(wǎng)規(guī)劃運(yùn)行效率和供電能力的評估已開展了廣泛的研究。面向城市配電網(wǎng)特點(diǎn)的綜合評價體系，考慮抗災(zāi)性指標(biāo)的綜合評估指標(biāo)體系，帶節(jié)約理念的綜合評估體系等研究方向已成為研究的熱點(diǎn)。其中，主要通過投資成本、負(fù)載率等指標(biāo)對電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性和設(shè)備利用率進(jìn)行考量。同時，基于對“n-x”準(zhǔn)則、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性及其發(fā)展裕度等影響因素的配電網(wǎng)設(shè)備利用率評價標(biāo)準(zhǔn)研究也逐步開展，這類方法的特點(diǎn)是所涉及的投入產(chǎn)出指標(biāo)數(shù)量較多，而評價指標(biāo)的選取對評估結(jié)果影響較大。隨著配電網(wǎng)運(yùn)行效率評估工作需求的逐步深入，目前的方法仍存在以下問題：1)指標(biāo)計算中涉及的負(fù)荷值多采用某個時間斷面值或指定時間區(qū)間內(nèi)的最大值(或平均值)，不能夠全面反映設(shè)備在整個運(yùn)行周期內(nèi)的利用情況；2)缺少系統(tǒng)層面的效率評估，未能反映不同層級設(shè)備在投資規(guī)模及運(yùn)行效率方面的均衡程度。為此，本發(fā)明提出了如下的技術(shù)方案，以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種基于同層設(shè)備最大可供能力的配電網(wǎng)運(yùn)行效率評價方法。其目的是能實(shí)現(xiàn)通過關(guān)聯(lián)規(guī)則方法分析配電網(wǎng)供電能力評價指標(biāo)、配電網(wǎng)運(yùn)行效率評價指標(biāo)與不同決策周邊因素對配電網(wǎng)運(yùn)行效率的影響。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

基于同層設(shè)備最大可供能力的配電網(wǎng)運(yùn)行效率評價方法，包括數(shù)據(jù)采集模塊、指標(biāo)計算模塊、指標(biāo)分析模塊三部分組成。

所述數(shù)據(jù)采集分析模塊將原始數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)平臺中心接入到本模塊，通過數(shù)據(jù)接入分析子模塊構(gòu)建設(shè)備-運(yùn)行信息匹配關(guān)系表、數(shù)據(jù)質(zhì)量核查表，設(shè)置數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)約束、分區(qū)、索引信息；通過數(shù)據(jù)歸檔子模塊按配電網(wǎng)同層設(shè)備最大可供電能力評價指標(biāo)計算輸入需求和配電網(wǎng)運(yùn)行效率評價指標(biāo)計算輸入需求進(jìn)行歸檔，輸出與指標(biāo)計算模塊所需的輸入數(shù)據(jù)。

所述指標(biāo)計算模塊包括配電網(wǎng)供電能力評價指標(biāo)計算模塊和配電網(wǎng)運(yùn)行效率與供電能力評價指標(biāo)計算模塊兩個子模塊。

所述配電網(wǎng)供電能力評價指標(biāo)計算模塊包括：同層設(shè)備最大可供電能力指標(biāo)計算子模塊、同層設(shè)備供電能力儲備指標(biāo)計算子模塊、同層設(shè)備供電能力裕度指標(biāo)計算子模塊；

其中，同層設(shè)備最大可供電能力，其計算方法如公式(1)所示：

其中，gsci表示i層設(shè)備總體最大可供電能力，i＝1，2，3，4分別對應(yīng)高壓線路、變電站、中壓線路和配變，mi表示類設(shè)備的總數(shù)量，scj表示第j個設(shè)備的最大可供電能力；

同層設(shè)備供電能力儲備，其計算方法如公式(2)所示；

其中，gscri表示第i層設(shè)備總體供電能力儲備，i＝1，2，3，4分別對應(yīng)高壓線路、變電站、中壓線路和配變，mi表示第i類設(shè)備的總數(shù)量，scrj表示第j個設(shè)備的供電能力儲備；

同層設(shè)備供電能力裕度，其計算方法如公式(3)所示：

其中，gsmi表示第i層設(shè)備總體供電能力裕度，i＝1，2，3，4分別對應(yīng)高壓線路、變電站、中壓線路和配變；gscri表示第i層設(shè)備總體供電能力儲備，gsci表示i層設(shè)備總體最大可供電能力。

所述配電網(wǎng)運(yùn)行效率與供電能力評價指標(biāo)計算子模塊，包括：配電網(wǎng)主設(shè)備運(yùn)行效率指標(biāo)計算子模塊、同層設(shè)備運(yùn)行效率指標(biāo)計算子模塊、配電系統(tǒng)同層設(shè)備運(yùn)行效率均衡度指標(biāo)計算子模塊、配電系統(tǒng)運(yùn)行效率指標(biāo)計算模塊以及配電系統(tǒng)運(yùn)行效率協(xié)調(diào)度指標(biāo)計算子模塊；

其中，配電網(wǎng)主設(shè)備運(yùn)行效率指標(biāo)計算子模塊，其計算方法如公式(4)所示：

其中，sj表示周期內(nèi)設(shè)備運(yùn)行在第j段的實(shí)際供電量(應(yīng)扣除承擔(dān)負(fù)荷轉(zhuǎn)供任務(wù)的時間段內(nèi)輸送的電量)，s＝s1+s2+s3為評價周期內(nèi)設(shè)備的實(shí)際供電量，sej表示評價周期內(nèi)設(shè)備在第j段中滿足安全運(yùn)行限值的最大可輸送電量(應(yīng)扣除承擔(dān)負(fù)荷轉(zhuǎn)供任務(wù)的時間段內(nèi)最大可輸送電量)，se＝se1+se2+se3表示評價周期內(nèi)設(shè)備滿足安全運(yùn)行限值的最大可輸送電量，ρ1表示設(shè)備運(yùn)行在第1段的效率權(quán)重系數(shù)，即設(shè)備第1段持續(xù)供電時間占評價周期的比重或設(shè)備第1段最大可輸送電量占評價周期內(nèi)最大可輸送電量的比重；

同層設(shè)備運(yùn)行效率指標(biāo)計算子模塊，其計算方法如公式(5)所示：

seri表示第i類設(shè)備基于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的系統(tǒng)運(yùn)行效率，mi表示第i類設(shè)備的總數(shù)量，θij表示第j個i類設(shè)備資產(chǎn)價值占該類設(shè)備總資產(chǎn)價值的權(quán)重(或者為第j個i類設(shè)計輸送電量占該類設(shè)備總設(shè)計輸送電量的權(quán)重)，eerij表示第j個i類設(shè)備效率值；

配電系統(tǒng)同層設(shè)備運(yùn)行效率均衡度指標(biāo)計算子模塊，其計算方法如公式(6)所示：

其中，beer表示配電系統(tǒng)同層設(shè)備運(yùn)行效率均衡度，

配電系統(tǒng)運(yùn)行效率指標(biāo)計算模塊，其計算方法如公式(7)所示：

其中，ser表示設(shè)備基于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的系統(tǒng)運(yùn)行效率，seri表示第i類設(shè)備基于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的系統(tǒng)運(yùn)行效率，n表示系統(tǒng)中設(shè)備層級個數(shù)(一般為4，即包括高壓線路、主變、中壓線路、配變)，ωi第i類設(shè)備資產(chǎn)價值(現(xiàn)值，下同)占系統(tǒng)總資產(chǎn)價值的權(quán)重(或者為第i類設(shè)備設(shè)計輸送電量占系統(tǒng)設(shè)備總設(shè)計輸送電量的權(quán)重)；

配電系統(tǒng)運(yùn)行效率協(xié)調(diào)度指標(biāo)計算子模塊，其計算方法如公式(8)所示：

其中，cser表示配電系統(tǒng)運(yùn)行效率協(xié)調(diào)度，

所述指標(biāo)分析模塊包括指標(biāo)衍生器子模塊、決策周邊因素數(shù)據(jù)庫、關(guān)聯(lián)性追溯計算子模塊三部分。

所述指標(biāo)衍生器子模塊分為地區(qū)衍生器和時間衍生器兩部分，地區(qū)衍生器按區(qū)級、市級、省級三個維度將指標(biāo)計算模塊中的各指標(biāo)衍生為附帶地區(qū)屬性的指標(biāo)；時間衍生器按日度、月度、年度將指標(biāo)計算模塊中各指標(biāo)衍生為附帶時間屬性的指標(biāo)；最終，指標(biāo)計算模塊中每個指標(biāo)均能衍生為3*3指標(biāo)矩陣，并將其輸出至關(guān)聯(lián)性追溯計算子模塊當(dāng)中。

所述決策周邊因素數(shù)據(jù)庫向關(guān)聯(lián)性追溯計算子模塊輸出全體因素數(shù)據(jù)，典型的因素數(shù)據(jù)包括社會環(huán)境因素、電網(wǎng)運(yùn)行因素和戶終端因素；

所述關(guān)聯(lián)性追溯計算子模塊接收來自指標(biāo)衍生器子模塊的指標(biāo)數(shù)據(jù)與決策周邊因素數(shù)據(jù)庫的因素數(shù)據(jù)，輸出高關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)項集；詳細(xì)描述如下：

步驟一：選取決策周邊因素數(shù)據(jù)dm；

步驟二：選取配電網(wǎng)同層設(shè)備最大可供電能力評價指標(biāo)dx和配電網(wǎng)運(yùn)行效率評價指標(biāo)in；

步驟三：計算dm和in的相關(guān)系數(shù)，計算方法為：

將配電網(wǎng)同層設(shè)備最大可供電能力評價指標(biāo)和配電網(wǎng)運(yùn)行效率評價指標(biāo)中的元素對應(yīng)相減得到一個排行差分集合d，其中di＝dm-in，1<＝i<＝n。隨機(jī)變量dm、in之間的相關(guān)系數(shù)ρ可以通過計算得到，其計算方式：

步驟四：判斷相關(guān)系數(shù)是否大于閾值，如果是，備選指標(biāo)集記錄in與其對應(yīng)相關(guān)系數(shù)，否則，in＝in+1，并返回選取成配電網(wǎng)同層設(shè)備最大可供電能力評價指標(biāo)和配電網(wǎng)運(yùn)行效率評價指標(biāo)in；

步驟五：判斷n是否循環(huán)到最大值，如果是，則備選指標(biāo)集前k項加入高關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)集，否則，in＝in+1，并返回選取成配電網(wǎng)同層設(shè)備最大可供電能力評價指標(biāo)和配電網(wǎng)運(yùn)行效率評價指標(biāo)in；

步驟六：判斷m是否循環(huán)到最大值，如果是，則輸出高關(guān)聯(lián)項集結(jié)束，否則，dm＝dm+1，并返回到選取決策周邊因素數(shù)據(jù)dm。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是：

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)通過關(guān)聯(lián)規(guī)則方法分析配電網(wǎng)供電能力評價指標(biāo)、配電網(wǎng)運(yùn)行效率評價指標(biāo)與不同決策周邊因素對配電網(wǎng)運(yùn)行效率的影響。能夠全面反映設(shè)備在整個運(yùn)行周期內(nèi)的利用情況，系統(tǒng)層面的效率評估，反映不同層級設(shè)備在投資規(guī)模及運(yùn)行效率方面的均衡程度。使配電網(wǎng)運(yùn)行效率評估工作的技術(shù)要求得到了顯著的提升和進(jìn)步，為電力行業(yè)提供了更加先進(jìn)的技術(shù)指導(dǎo)。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的總體框架圖；

圖2是圖1中配電網(wǎng)供電能力評價指標(biāo)計算模塊示意圖；

圖3是圖1中配電網(wǎng)運(yùn)行效率與供電能力評價指標(biāo)計算模塊示意圖；

圖4是本申請實(shí)施例公開的一種指標(biāo)分類模塊示意圖；

圖5是本申請實(shí)施例公開的一種關(guān)聯(lián)性追溯算法流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明是一種基于同層設(shè)備最大可供能力的配電網(wǎng)運(yùn)行效率評價方法，包括：數(shù)據(jù)采集模塊、指標(biāo)計算模塊、指標(biāo)分析模塊三部分，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

數(shù)據(jù)采集分析模塊將原始數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)平臺中心接入到本模塊，通過數(shù)據(jù)接入分析子模塊構(gòu)建設(shè)備-運(yùn)行信息匹配關(guān)系表、數(shù)據(jù)質(zhì)量核查表，設(shè)置數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)約束、分區(qū)、索引等信息。通過數(shù)據(jù)歸檔子模塊按配電網(wǎng)同層設(shè)備最大可供電能力評價指標(biāo)計算輸入需求和配電網(wǎng)運(yùn)行效率評價指標(biāo)計算輸入需求進(jìn)行歸檔，輸出與指標(biāo)計算模塊所需的輸入數(shù)據(jù)。

指標(biāo)計算模塊包括配電網(wǎng)供電能力評價指標(biāo)計算模塊和配電網(wǎng)運(yùn)行效率與供電能力評價指標(biāo)計算模塊兩個子模塊。

其中，配電網(wǎng)供電能力評價指標(biāo)計算模塊如圖2所示，具體指標(biāo)計算包括：同層設(shè)備最大可供電能力指標(biāo)計算子模塊、同層設(shè)備供電能力儲備指標(biāo)計算子模塊、同層設(shè)備供電能力裕度指標(biāo)計算子模塊。

其中，同層設(shè)備最大可供電能力，其計算方法如公式(1)所示：

其中，gsci表示i層設(shè)備總體最大可供電能力，i＝1，2，3，4分別對應(yīng)高壓線路、變電站、中壓線路和配變，mi表示類設(shè)備的總數(shù)量，scj表示第j個設(shè)備的最大可供電能力。

同層設(shè)備供電能力儲備，其計算方法如公式(2)所示：

其中，gscri表示第i層設(shè)備總體供電能力儲備，i＝1，2，3，4分別對應(yīng)高壓線路、變電站、中壓線路和配變，mi表示第i類設(shè)備的總數(shù)量，scrj表示第j個設(shè)備的供電能力儲備。

同層設(shè)備供電能力裕度，其計算方法如公式(3)所示：

其中，gsmi表示第i層設(shè)備總體供電能力裕度，i＝1，2，3，4分別對應(yīng)高壓線路、變電站、中壓線路和配變；gscri表示第i層設(shè)備總體供電能力儲備，gsci表示i層設(shè)備總體最大可供電能力。

其中，配電網(wǎng)運(yùn)行效率與供電能力評價指標(biāo)計算子模塊如圖3所示，具體指標(biāo)計算包括：配電網(wǎng)主設(shè)備運(yùn)行效率指標(biāo)計算子模塊、同層設(shè)備運(yùn)行效率指標(biāo)計算子模塊、配電系統(tǒng)同層設(shè)備運(yùn)行效率均衡度指標(biāo)計算子模塊、配電系統(tǒng)運(yùn)行效率指標(biāo)計算模塊以及配電系統(tǒng)運(yùn)行效率協(xié)調(diào)度指標(biāo)計算子模塊。

其中，配電網(wǎng)主設(shè)備運(yùn)行效率指標(biāo)計算子模塊，其計算方法如公式(4)所示：

其中，sj表示周期內(nèi)設(shè)備運(yùn)行在第j段的實(shí)際供電量(應(yīng)扣除承擔(dān)負(fù)荷轉(zhuǎn)供任務(wù)的時間段內(nèi)輸送的電量)，s＝s1+s2+s3為評價周期內(nèi)設(shè)備的實(shí)際供電量，sej表示評價周期內(nèi)設(shè)備在第j段中滿足安全運(yùn)行限值的最大可輸送電量(應(yīng)扣除承擔(dān)負(fù)荷轉(zhuǎn)供任務(wù)的時間段內(nèi)最大可輸送電量)，se＝se1+se2+se3表示評價周期內(nèi)設(shè)備滿足安全運(yùn)行限值的最大可輸送電量，ρ1表示設(shè)備運(yùn)行在第1段的效率權(quán)重系數(shù)，即設(shè)備第1段持續(xù)供電時間占評價周期的比重或設(shè)備第1段最大可輸送電量占評價周期內(nèi)最大可輸送電量的比重；

同層設(shè)備運(yùn)行效率指標(biāo)計算子模塊，其計算方法如公式(5)所示：

seri表示第i類設(shè)備基于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的系統(tǒng)運(yùn)行效率，mi表示第i類設(shè)備的總數(shù)量，θij表示第j個i類設(shè)備資產(chǎn)價值占該類設(shè)備總資產(chǎn)價值的權(quán)重(或者為第j個i類設(shè)計輸送電量占該類設(shè)備總設(shè)計輸送電量的權(quán)重)，eerij表示第j個i類設(shè)備效率值；

配電系統(tǒng)同層設(shè)備運(yùn)行效率均衡度指標(biāo)計算子模塊，其計算方法如公式(6)所示：

其中，beer表示配電系統(tǒng)同層設(shè)備運(yùn)行效率均衡度，

配電系統(tǒng)運(yùn)行效率指標(biāo)計算模塊，其計算方法如公式(7)所示：

其中，ser表示設(shè)備基于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的系統(tǒng)運(yùn)行效率，seri表示第i類設(shè)備基于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的系統(tǒng)運(yùn)行效率，n表示系統(tǒng)中設(shè)備層級個數(shù)(一般為4，即包括高壓線路、主變、中壓線路、配變)，ωi第i類設(shè)備資產(chǎn)價值(現(xiàn)值，下同)占系統(tǒng)總資產(chǎn)價值的權(quán)重(或者為第i類設(shè)備設(shè)計輸送電量占系統(tǒng)設(shè)備總設(shè)計輸送電量的權(quán)重)；

配電系統(tǒng)運(yùn)行效率協(xié)調(diào)度指標(biāo)計算子模塊，其計算方法如公式(8)所示：

其中，cser表示配電系統(tǒng)運(yùn)行效率協(xié)調(diào)度，

指標(biāo)分析模塊包括指標(biāo)衍生器子模塊、決策周邊因素數(shù)據(jù)庫、關(guān)聯(lián)性追溯計算子模塊三部分。

其中，指標(biāo)衍生器子模塊分為地區(qū)衍生器和時間衍生器兩部分，如圖4所示。地區(qū)衍生器按區(qū)級、市級、省級三個維度將指標(biāo)計算模塊中的各指標(biāo)衍生為附帶地區(qū)屬性的指標(biāo)；時間衍生器按日度、月度、年度將指標(biāo)計算模塊中各指標(biāo)衍生為附帶時間屬性的指標(biāo)。最終，指標(biāo)計算模塊中每個指標(biāo)均能衍生為圖4中的3*3指標(biāo)矩陣，并將其輸出至關(guān)聯(lián)性追溯計算子模塊當(dāng)中。

其中，決策周邊因素數(shù)據(jù)庫向關(guān)聯(lián)性追溯計算子模塊輸出全體因素數(shù)據(jù)，典型的因素數(shù)據(jù)包括社會環(huán)境因素、電網(wǎng)運(yùn)行因素和戶終端因素等；

其中，關(guān)聯(lián)性追溯計算子模塊接收來自指標(biāo)衍生器子模塊的指標(biāo)數(shù)據(jù)與決策周邊因素數(shù)據(jù)庫的因素數(shù)據(jù)，輸出高關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)項集。其具體計算如圖5所示，詳細(xì)描述如下：

步驟一：選取決策周邊因素數(shù)據(jù)dm；

步驟二：選取配電網(wǎng)同層設(shè)備最大可供電能力評價指標(biāo)dm和配電網(wǎng)運(yùn)行效率評價指標(biāo)in；

步驟三：計算dm和in的相關(guān)系數(shù)，計算方法為：

將配電網(wǎng)同層設(shè)備最大可供電能力評價指標(biāo)和配電網(wǎng)運(yùn)行效率評價指標(biāo)中的元素對應(yīng)相減得到一個排行差分集合d，其中di＝dm-in，1<＝i<＝n。隨機(jī)變量dm、in之間的相關(guān)系數(shù)ρ可以通過計算得到，其計算方式：

步驟四：判斷相關(guān)系數(shù)是否大于閾值，如果是，備選指標(biāo)集記錄in與其對應(yīng)相關(guān)系數(shù)，否則，in＝in+1，并返回選取成配電網(wǎng)同層設(shè)備最大可供電能力評價指標(biāo)和配電網(wǎng)運(yùn)行效率評價指標(biāo)in；

步驟五：判斷n是否循環(huán)到最大值，如果是，則備選指標(biāo)集前k項加入高關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)集，否則，in＝in+1，并返回選取成配電網(wǎng)同層設(shè)備最大可供電能力評價指標(biāo)和配電網(wǎng)運(yùn)行效率評價指標(biāo)in；

步驟六：判斷m是否循環(huán)到最大值，如果是，則輸出高關(guān)聯(lián)項集結(jié)束，否則，dm＝dm+1，并返回到選取決策周邊因素數(shù)據(jù)dm。