面向新能源大规模接入的配网弹性指数评价体系构建方法与流程

1.本发明涉及电力系统技术领域，具体的，涉及面向新能源大规模接入的配网弹性指数评价体系构建方法。


背景技术：

2.构建以新能源为主体的新型电力系统势在必行，配电网将迎来大规模新能源接入的挑战。大规模新能源接入后，电网将出现“源荷缺乏互动、安全依赖冗余、平衡能力缩水、提效手段匮乏”等问题，而传统的配电网评价指标体系对这些问题的针对性不足。因此，需要建立一套面向新能源大规模接入的配电网弹性评价体系，对配电网进行评价，找出电网薄弱环节，从而指导配电网发展方向和投资战略，为新能源的大规模接入提供重要支撑。
3.现有配电网评价体系仍处于探索实践阶段，较先进的是配电网“三效两率一度”评价。具体操作方法如下：首先从“网架结构效能”、“负荷供应效能”、“装备技术效能”维度构建“三效”评价体系，以此评价配电网薄弱环节，明确配电网项目需求；其次充分考虑现状配电网供电能力水平以及未来负荷发展需求，以“供电能力达成率”、“负荷水平达成率”进行联动研判，确定配电网投资时序；最后通过“投资饱和度”校核电网投资迫切度，生成基于配电网功能域的投资饱和度一张图。
4.现有技术的缺点如下：1、现有配电网评价体系只针对电网的传统方面(供电能力、供电可靠性、网架水平)进行评价，没有形成一个全面完整的评价体系；2、现有配电网评价体系只考虑电网侧，未能考虑电源侧、储能侧，评价元素不够多元化，无法适应新型电力系统下大规模新能源的接入。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提出面向新能源大规模接入的配网弹性指数评价体系构建方法，通过设定配电网承载能力、自愈能力、效能水平、互动能力四个方面的弹性指数计算公式，提出面向新能源大规模接入的配电网弹性评价体系，该评价体系能对配电网进行多维全景评价，指导传统配电网向新型电力系统过渡，满足大规模新能稳定消纳和配电网安全高效运行。
6.为实现上述技术目的，本发明提供的一种技术方案是，面向新能源大规模接入的配网弹性指数评价体系构建方法，包括如下步骤：s1、获取影响新能源大规模接入的配网弹性能力的弹性指数；s2、获取影响各个弹性指数的弹性因子，根据弹性因子所占的比重计算弹性指数；s3、根据各个弹性指数的弹性权重构建配网弹性指数评价体系。
7.作为优选，所述弹性指数包括有承载指数fa、自愈指数fb、效能指数fc以及互动指数fd。
8.作为优选，影响承载指数fa的弹性因子包括有：标准接线率f
a1
、线路重载率f
a2
、配变重载率f
a3
、综合电压合格率f
a4
以及主干线小截面比例f
a5
；承载指数fa的计算公式如下：fa＝0.168f
a1
0.248(f
a2
f
a3
f
a4
) 0.088f
a5
；其中：标准接线率f
a1
的计算方式为：区域内采用标准接线的公用线路条数/公用线路总条数；线路重载率f
a2
的计算方式为：区域内重载公用线路条数/公用线路总条数；配变重载率f
a3
的计算方式为：区域内重载公变数量/公变总数量；综合电压合格率f
a4
的计算方式为：用户实际运行电压偏差在限值范围内的累计运行时间与对应总运行统计时间的百分比；主干线小截面比例f
a5
的计算方式为：全部线路中存在小截面主干线的线路条数占区域线路总数的比例。
9.作为优选，影响自愈指数fb的弹性因子包括有：供电可靠率f
b1
、线路n-1通过率f
b2
、线路分段合理率f
b3
、智能开关标准覆盖率f
b4
以及配电自动化自愈率f
b5
；自愈指数fb的计算公式如下：fb＝0.256(f
b1
f
b2
f
b5
) 0.172f
b3
0.06f
b4
；其中：供电可靠率f
b1
的计算方式为：统计期时间减去每户用户平均停电时间后与统计期间时间比值的百分数；线路n-1通过率f
b2
的计算方式为：满足n-1的10kv线路条数与10kv公用线路总条数比值的百分数；线路分段合理率f
b3
的计算方式为：合理分段要求的线路与10kv公用线路总条数比值的百分数；智能开关标准覆盖率f
b4
的计算方式为：采用智能开断设备的数量/应配置智能开断设备的数量；配电自动化自愈率f
b5
的计算方式为：具备自愈功能的公用线路条数/公用线路总条数。
10.作为优选，影响效能指数fc的弹性因子包括有：线路利用率f
c1
、配变利用率f
c2
、间隔平均负载率f
c3
、综合线损率f
c4
以及单位投资增售电量f
c5
；影响效能指数fc的计算公式如下：fc＝0.168(f
c1
f
c2
f
c3
) 0.248(f
c4
f
c5
)；其中：线路利用率f
c1
的计算方式为：公用线路年供电量/(公用线路最大传输容量
×
全年小时数)；配变利用率f
c2
的计算方式为：配变年供电量/(配变额定容量
×
全年小时数
×
cosφ)，φ为功率因数角；间隔平均负载率f
c3
的计算方式为：典型日变电站已出线10kv间隔最大负载率的平均值；综合线损率f
c4
的计算方式为：10kv及以下配电网供电量与售电量之差与10kv及以下配电网供电量比值的百分数；
单位投资增售电量f
c5
的计算方式为：期末年售电量与期初年售电量之差与统计期内电网投资额的比值。
11.作为优选，影响互动指数fd的弹性因子包括有分布式能源渗透率f
d1
、充电桩渗透率f
d2
、储能渗透率f
d3
、负荷峰谷差率f
d4
以及配变智能终端覆盖率f
d5
；影响互动指数fd的计算公式如下：fd＝0.124(f
d1
f
d2
f
d3
) 0.376f
d4
0.252f
d5
；其中：分布式能源渗透率f
d1
的计算方式为：新能源渗透率为新能源装机容量与区域年最大负荷比值的百分数；充电桩渗透率f
d2
的计算方式为：区域内充电桩功率之和与区域年最大荷比值的百分数；储能渗透率f
d3
的计算方式为：区域内储能配置容量/(典型日区域最大负荷峰谷差/2)；负荷峰谷差率f
d4
的计算方式为：(典型日区域高峰负荷-典型日区域低谷负荷)/典型日区域高峰负荷；配变智能终端覆盖率f
d5
的计算方式为：安装配变智能终端的公用台区/公用台区总规模。
12.作为优选，配网弹性指数评价体系f的计算公式如下：f＝λafa λbfb λcfc λdfd；λa λb λc λd＝1；其中，λa为承载指数fa对应的弹性权重，λb为自愈指数fb对应的弹性权重，λc为效能指数fc对应的弹性权重，λd为互动指数fd对应的弹性权重。
13.本发明的有益效果：本发明提出的面向新能源大规模接入的配网弹性指数评价体系构建方法，弥补了面向新能源大规模接入的配电网有效评价的空白，为供电企业提供可量化的、多维度的配电网弹性评价体系。具体体来看：a、通过配电网弹性评价体系的构建，配电网项目将有效的评估出所在区域配电网或单体项目弹性水平，可以针对薄弱环节进行配电网升级改造，提升配电网安全、可靠供电水平和设备效率。同时，减少配电网建设的冗余裕量，提升设备利用率，避免不必要电网投资。借助配电网弹性评价体系，评价配电网现状的弹性指数，揭示薄弱环节，挖掘滞后指标，为规划工作提供依据；b、通过评价结论引导配电网建设方向，能够减少电网投资、提升电网投资精准水平、降低损耗，提升公司管理水平和经济效益。
附图说明
14.图1为本发明配网弹性指数评价体系构建方法的流程图。
15.图2为本发明配网弹性指数评价体系的框架图。
具体实施方式
16.为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种
最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.实施例：如图1所示为面向新能源大规模接入的配网弹性指数评价体系构建方法的流程图，包括如下步骤：s1、获取影响新能源大规模接入的配网弹性能力的弹性指数；s2、获取影响各个弹性指数的弹性因子，根据弹性因子所占的比重计算弹性指数；s3、根据各个弹性指数的弹性权重构建配网弹性指数评价体系。
18.如图2所示，配网弹性指数评价体系以“承载指标、自愈指标、效能指标、互动指标”为导向，对应构建承载、自愈、效能、互动四个维度共20个指标组成的弹性因子，客观评价配电网发展。
19.承载指数：提升电网承载能力，承载清洁能源优化接入与消纳，承载大规模区外来电的接入，承载能源大范围广域配置，从而满足日益增长的负荷需求。
20.自愈指数：规划科学合理、预警灵敏及时、防御精准高效、恢复快速智能，全面提升电网抵御灾害和灾后自愈恢复的能力。
21.效能指数：构建以电为中心的能源体系，推动能源领域电能替代和清洁替代，推进建立清洁低碳、安全高效的能源消费体系，实现全社会的能效提升。
22.互动指数：构建多能耦合的能源生态圈，唤醒海量沉睡资源，实现源网荷储多元互动、灵活机制支撑互动、能源互联高效互动。
23.1.承载指数(fa)的计算公式如下：fa＝0.168f
a1
0.248(f
a2
f
a3
f
a4
) 0.088f
a5
。
24.标准接线率(f
a1
)计量单位：％；指标释义：中压线路接线模式符合导则要求的电缆单环网、双环网，架空多分段单联络、多分段适度联络；计算方法：标准接线率(％)为区域内采用标准接线的公用线路条数(条)/公用线路总条数 (条)。
25.线路重载率(f
a2
)计量单位：％；指标释义：线路重载是指线路最大负载率超过80％，且持续时间达1小时以上；计算方法：线路重载率(％)为区域内重载公用线路条数(条)/公用线路总条数(条)。
26.配变重载率(f
a3
)计量单位：％；指标释义：配变重载是指配变最大负载率超过80％，且持续2小时；计算方法：配变重载率(％)为区域内重载公变数量(台)/公变总数量(台)。
27.综合电压合格率(f
a4
)计量单位：％；指标释义：用户实际运行电压偏差在限值范围内的累计运行时间与对应总运行统计时间的百分比。
28.综合电压合格率(％)计算公式如下：v＝0.5
×va
0.5
×
(vb vc vd)/3监测点电压合格率计算公式如下：vi＝(1-(t
up-t
low
)/t)
×
100％v—综合电压合格率；va—a类监测点合格率；vb—b类监测点合格率；vc—c类监测点合格率；vd—d类监测点合格率；vi—监测点电压合格率；t
up
—电压超上限时间；t
low
—电压超下限时间；t—总运行统计时间。
29.主干线小截面比例(f
a5
)计量单位：无；计量单位：％；指标释义：主干线存在小截面导线时，常造成供电“卡脖子”现象，影响线路承载能力的发挥；计算方法：全部线路中存在小截面主干线的线路条数占区域线路总数的比例。
30.自愈指数(fb)计算公式如下：fb＝0.256(f
b1
f
b2
f
b5
) 0.172f
b3
0.06f
b4
。
31.供电可靠率(f
b1
)计量单位：％；指标释义：在统计期间内，对用户有效供电时间总小时数与统计期间小时数的比值，记作 rs-1；计算方法：供电可靠率(％)为统计期时间(h)减去每户用户平均停电时间(h)后与统计期间时间(h)比值的百分数。
32.线路n-1通过率(f
b2
)计量单位：％；指标释义：满足n-1的10kv线路条数占10kv公用线路总条数的比例；计算方法：10kv线路n-1通过率(％)为满足n-1的10kv线路条数(条)与10kv公用线路总条数(条)比值的百分数。
33.线路分段合理率(f
b3
)计量单位：％；指标释义：满足导则规定合理分段要求的线路条数占10kv公用线路总条数的比例；计算方法：线路分段合理率(％)为合理分段要求的线路(条)与10kv公用线路总条数(条) 比值的百分数。
34.智能开关标准覆盖率(f
b4
)计量单位：％。
35.指标释义：采用智能开断设备的数量占总数量的比例；计算方法：智能开关标准覆盖率(％)为采用智能开断设备(开关、环网室等)的数量/应配置智能开断设备的数量。
36.配电自动化自愈率(f
b5
)计量单位：％；指标释义：符合配电自动化典型配置，按要求接入配电自动化系统，可实现故障定位、隔离和非故障段的恢复送电；计算方法：配电自动化自愈率(％)为具备自愈功能的公用线路条数(条)/公用线路总条数 (条)。
37.效能指数(fc)计算公式如下：fc＝0.168(f
c1
f
c2
f
c3
) 0.248(f
c4
f
c5
)。
38.线路利用率(f
c1
)计量单位：％；指标释义：中压公用线路一年中的综合利用效率；计算方法：线路利用率(％)为公用线路年供电量(kwh)/(公用线路最大传输容量(kw)
ꢀ×
8760(h))。
39.配变利用率(f
c2
)计量单位：％；指标释义：公用配电变压器一年中的综合利用效率；计算方法：配变年供电量(kwh)/(配变额定容量(kva)
×
8760
×
cosφ)。
40.间隔平均负载率(f
c3
)计量单位：％；指标释义：变电站已利用出线间隔的负载情况；计算方法：间隔平均负载率(％)为典型日变电站已出线10kv间隔最大负载率平均值。
41.综合线损率(f
c4
)计量单位：％；指标释义：10kv及以下配电网供电量与售电量之差占10kv及以下配电网供电量的比例；计算方法：10kv及以下综合线损率(％)为10kv及以下配电网供电量与售电量之差(kwh) 与10kv及以下配电网供电量(kwh)比值的百分数。
42.单位投资增售电量(f
c5
)计量单位：kwh/元；指标释义：期末年售电量与期初年售电量之差与统计期内电网投资的比值；计算方法：单位投资增售电量(kwh/元)为期末年售电量与期初年售电量(kwh)之差与统计期内电网投资(元)的比值。
43.互动指数(fd)计算公式如下：fd＝0.124(f
d1
f
d2
f
d3
) 0.376f
d4
0.252f
d5
。
44.分布式能源渗透率(f
d1
)计量单位：％；指标释义：新能源装机容量占区域年最大负荷的比例；计算方法：新能源渗透率(％)为新能源装机容量(mw)与区域年最大负荷(mw)比值
的百分数。
45.充电桩渗透率(f
d2
)计量单位：％；指标释义：充电桩功率之和占区域年最大负荷的比例；计算方法：充电桩渗透率(％)为区域内充电桩功率(mw)之和与区域年最大荷(mw)比值的百分数。
46.储能渗透率(f
d3
)计量单位：％；指标释义：储能容量占典型日区域最大负荷峰谷差值一半的比例；计算方法：储能渗透率(％)为区域内储能配置容量(mw)/(典型日区域最大负荷峰谷差 (mw)/2)。
47.负荷峰谷差率(f
d4
)计量单位：％；指标释义：反映典型负荷日区域峰谷差大小；计算方法：负荷峰谷差率(％)为(典型日区域高峰负荷(mw)-典型日区域低谷负荷)(mw) /典型日区域高峰负荷(mw)。
48.配变智能终端覆盖率(f
d5
)计量单位：％；指标释义：反映公用配变智能终端安装规模；计算方法：配变智能终端覆盖率(％)为安装配变智能终端的公用台区(个)/公用台区总规模(个)。
49.配网弹性指数评价体系f的计算公式如下：f＝λafa λbfb λcfc λdfd；λa λb λc λd＝1；其中，λa为承载指数fa对应的弹性权重，λb为自愈指数fb对应的弹性权重，λc为效能指数fc对应的弹性权重，λd为互动指数fd对应的弹性权重；本方案的一种具体实施例中，λa、λb、λc、λd均为0.25。
50.如表1所示为各个弹性指标的弹性权重占比以及各个弹性因子在弹性指标中的权重占比参照表。表1.评价指标权重参照表
51.如表2所示为各个弹性指标评分公式表。表2.弹性指标评分公式表
52.以上所述之具体实施方式为本发明面向新能源大规模接入的配网弹性指数评价体系构建方法的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。