專(zhuān)利名稱(chēng)：提供有效配電運(yùn)行服務(wù)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于增加配電業(yè)務(wù)效率的服務(wù)及其系統(tǒng)，其方法是，減小配電系統(tǒng)中的電功率損耗或有效地利用配電系統(tǒng)中的工廠和設(shè)備投資。
背景技術(shù)：
通常，增加配電運(yùn)行效率或經(jīng)濟(jì)經(jīng)營(yíng)配電運(yùn)行主要取決于操作者的主觀判斷。一般地說(shuō)，若配電公司優(yōu)先考慮配電系統(tǒng)的可靠性或電功率的可靠性，而是不考慮它的經(jīng)濟(jì)經(jīng)營(yíng)，則經(jīng)濟(jì)經(jīng)營(yíng)的性能和效益沒(méi)有得到確認(rèn)。
一般地說(shuō)，增加配電運(yùn)行效率是作為增加配電效率系統(tǒng)的一部分，其中設(shè)想具有相對(duì)大規(guī)模的工廠和設(shè)備投資，包括引入遙控?cái)嗦菲?，開(kāi)關(guān)和傳感器。
與電功率自由化運(yùn)動(dòng)有關(guān)，對(duì)于配電公司，強(qiáng)化管理經(jīng)營(yíng)底線(baseline)的重要性增加了。一般認(rèn)為，工廠和設(shè)備投資的優(yōu)化和電功率費(fèi)用的下降是他們的主要任務(wù)。
而且，如上所述，增加配電運(yùn)行效率主要取決于經(jīng)營(yíng)者的主觀判斷，而經(jīng)濟(jì)經(jīng)營(yíng)的性能和效益沒(méi)有得到確認(rèn)，這是一種不安全的商業(yè)模式。
此外，相對(duì)大規(guī)模的工廠和設(shè)備投資對(duì)于增加配電運(yùn)行效率是不可缺少的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種增加配電效率服務(wù)和增加配電效率系統(tǒng)，在沒(méi)有工廠和設(shè)備投資的條件下，能夠增加配電運(yùn)行和確認(rèn)它的效益(ROI投資收益率)，這有助于強(qiáng)化配電公司管理經(jīng)營(yíng)的底線。
為了實(shí)現(xiàn)以上的目的，本發(fā)明的增加配電效率服務(wù)包括規(guī)劃裝置，用于規(guī)劃服務(wù)供應(yīng)商利用初期投資建立的優(yōu)化配電系統(tǒng)；提供裝置，用于提供增加配電效率的咨詢(xún)；引入裝置，用于引入測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量增加配電效率服務(wù)所獲得的收入款；和測(cè)量裝置，用于測(cè)量?jī)?yōu)化配電系統(tǒng)的使用率。
此外，為了實(shí)現(xiàn)以上的目的，本發(fā)明的增加配電效率系統(tǒng)包括測(cè)量裝置，用于測(cè)量配電公司購(gòu)買(mǎi)的電功率；發(fā)射裝置，用于發(fā)射測(cè)量的購(gòu)買(mǎi)電功率數(shù)據(jù)和配電系統(tǒng)的運(yùn)行信息到服務(wù)供應(yīng)商；接收裝置，用于接收測(cè)量的數(shù)據(jù)；用于計(jì)算優(yōu)化配電系統(tǒng)模式的計(jì)算機(jī)；用于計(jì)算優(yōu)化配電系統(tǒng)的使用率的計(jì)算機(jī)；和用于計(jì)算優(yōu)化所獲得的收入款的計(jì)算機(jī)。
所描述的本發(fā)明其他特征是在專(zhuān)利權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)，以下分別描述這些特征。
本發(fā)明的提供增加配電效率服務(wù)方法的特征是，對(duì)于連接到多個(gè)配電點(diǎn)(基本上是電功率用戶，以下稱(chēng)之為配電點(diǎn))的各個(gè)配電系統(tǒng)，通過(guò)改進(jìn)系統(tǒng)模式以減小功率損耗，提供獲得改進(jìn)系統(tǒng)模式的信息，并測(cè)量和計(jì)算具有這種改進(jìn)模式的功率損耗降低效益。在此情況下，最好是從配電公司收取對(duì)應(yīng)于計(jì)算效益的服務(wù)費(fèi)。
此外，本發(fā)明的提供增加配電效率服務(wù)方法的特征是，合適地配置和運(yùn)行配電系統(tǒng)(它的意思是大大減小損耗，或損耗最小化，即，優(yōu)化損耗，以下提到的術(shù)語(yǔ)“優(yōu)化”是為了簡(jiǎn)化解釋?zhuān)景l(fā)明的范圍不受術(shù)語(yǔ)“優(yōu)化”的限制)，得到基于優(yōu)化效益測(cè)量結(jié)果的成功條件。更具體地說(shuō)，(1)通過(guò)改進(jìn)配電系統(tǒng)中斷路器或開(kāi)關(guān)的開(kāi)路狀態(tài)和閉路狀態(tài)的組合，提供一種配置優(yōu)化配電系統(tǒng)的方法，以減小配電系統(tǒng)中的功率損耗；(2)通過(guò)改進(jìn)電路上設(shè)備的布局，包括斷路器，開(kāi)關(guān)或構(gòu)成配電系統(tǒng)的其他裝置，或通過(guò)去掉這種設(shè)備，提供一種配置優(yōu)化配電系統(tǒng)的方法，為的是暫停工廠和設(shè)備的投資；和(3)，提供一種配置優(yōu)化配電系統(tǒng)的方法，其中考慮預(yù)定權(quán)重的第一模式和第二模式，第一模式是改進(jìn)優(yōu)化的配電系統(tǒng)以減小配電系統(tǒng)中的電功率損耗，這是通過(guò)改進(jìn)配電系統(tǒng)中斷路器或開(kāi)關(guān)的開(kāi)路狀態(tài)和閉路狀態(tài)的組合得到的；和第二模式是改進(jìn)配電系統(tǒng)，通過(guò)改進(jìn)電路上的設(shè)備布局，包括斷路器，開(kāi)關(guān)或構(gòu)成配電系統(tǒng)的其他裝置，或通過(guò)去掉這種設(shè)備，能夠暫停工廠和設(shè)備的投資。
注意，電力公司中配電部門(mén)的配電公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為配電公司)從發(fā)電公司或電力公司的發(fā)電分公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為發(fā)電公司)購(gòu)買(mǎi)的電功率數(shù)量，最好是，在一段恒定的時(shí)間內(nèi)，分別測(cè)量引入增加配電效率服務(wù)之前(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為引入前)購(gòu)買(mǎi)的電功率數(shù)量和引入增加配電效率服務(wù)之后(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為引入后)購(gòu)買(mǎi)的電功率數(shù)量，基于引入前電功率數(shù)量與引入后電功率數(shù)量之間的差值，估算增加配電效率服務(wù)所獲得的效益。允許發(fā)電公司和配電公司是相同的公司。
此外，服務(wù)供應(yīng)商最好提供用于增加配電效率的咨詢(xún)服務(wù)。在此情況下，服務(wù)供應(yīng)商給配電公司提供的咨詢(xún)服務(wù)包括運(yùn)行配電系統(tǒng)所需綜合技術(shù)的及時(shí)信息服務(wù)，例如，配電系統(tǒng)的管理和控制，配電線的結(jié)構(gòu)和工程任務(wù)，配電系統(tǒng)中故障的消除，和配電設(shè)備的投資規(guī)劃。
此外，以下的一些做法是有效的，服務(wù)供應(yīng)商規(guī)劃初期的投資，并提供系統(tǒng)的安裝，用于測(cè)量增加配電效率服務(wù)所獲得的效益和制作規(guī)劃優(yōu)化配電系統(tǒng)的軟件；成功的條件是，從增加配電效率服務(wù)所獲得的效益可以被配電公司和服務(wù)供應(yīng)商分享，或作為服務(wù)費(fèi)。在后者的情況下，以下的一些做法是特別有效的，服務(wù)供應(yīng)商從配電公司接收運(yùn)行記錄信息，并基于這個(gè)信息，估算優(yōu)化配電系統(tǒng)的使用率，且服務(wù)供應(yīng)商可以確定以下的二者之一，或接收增加配電效率服務(wù)所獲得的分成利潤(rùn)，或接收考慮到優(yōu)化配電系統(tǒng)估算使用率的服務(wù)費(fèi)。
本發(fā)明的增加配電效率方法的特征是，配電公司從服務(wù)供應(yīng)公司接收有關(guān)改進(jìn)系統(tǒng)模式的信息，這是通過(guò)改進(jìn)現(xiàn)有系統(tǒng)模式以減小配電系統(tǒng)功率損耗所得到的，配電系統(tǒng)連接到配電公司服務(wù)區(qū)內(nèi)的多個(gè)電功率用戶；和配電公司給服務(wù)供應(yīng)公司支付費(fèi)用，該費(fèi)用對(duì)應(yīng)于測(cè)量改進(jìn)系統(tǒng)模式所獲得功率損耗降低效益的估算值。在此情況下，服務(wù)費(fèi)最好在一段恒定的時(shí)間內(nèi)保持固定，它是事先協(xié)商或者與配電公司分享利潤(rùn)所確定的。
對(duì)于增加配電效率的系統(tǒng)，以下的一些做法是特別有效的(1)在配電公司的功率接收設(shè)備中安裝測(cè)量裝置，用于測(cè)量配電公司購(gòu)買(mǎi)的電功率，配電公司從發(fā)電公司輸入電功率，或(2)發(fā)射裝置和接收裝置使用互聯(lián)網(wǎng)，公用電話網(wǎng)或?qū)Ｓ猛ㄐ啪W(wǎng)。
在本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“優(yōu)化”包含這樣的語(yǔ)境，可以實(shí)現(xiàn)或預(yù)期功率損耗降低的效益，因此，獲得很小的效益也是在本發(fā)明定義的優(yōu)化語(yǔ)境下。


圖1是一個(gè)配電系統(tǒng)的例子。
圖2是一個(gè)配電系統(tǒng)的例子。
圖3是一個(gè)配電系統(tǒng)的例子。
圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中增加配電效率服務(wù)的配置圖。
圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中增加配電效率服務(wù)的配置圖。
圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中增加配電效率服務(wù)的信息流方框圖。
圖7是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中增加配電效率服務(wù)的過(guò)程流程圖。
圖8是基地分站負(fù)載調(diào)度區(qū)中電功率零售合同數(shù)量的總和與時(shí)間之間關(guān)系的特性曲線圖。
圖9增加配電效率服務(wù)覆蓋的整個(gè)負(fù)載調(diào)度區(qū)中電功率零售合同數(shù)量的總與時(shí)間之間關(guān)系的特性曲線圖。
圖10是從發(fā)電公司購(gòu)買(mǎi)的電功率數(shù)量和購(gòu)買(mǎi)的電功率單價(jià)與時(shí)間之間關(guān)系的特性曲線圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，參照?qǐng)D1至圖3，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中公開(kāi)本發(fā)明。首先，利用優(yōu)選實(shí)施例描述配電系統(tǒng)模式的改進(jìn)。
按照這個(gè)實(shí)施例，利用以下的方法增加配電系統(tǒng)的效率。通過(guò)改進(jìn)配電系統(tǒng)中斷路器或開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)模式，在不改變給電功率用戶提供電功率的條件下，可以實(shí)現(xiàn)減小電損耗的優(yōu)化配電系統(tǒng)模式。
圖1是配電系統(tǒng)例子中的一部分，這個(gè)實(shí)施例的增加效率服務(wù)應(yīng)用于這個(gè)配電系統(tǒng)，其中部分的配電系統(tǒng)包括配電分站變壓器S1(＝BANK 01，02，...)，分段開(kāi)關(guān)2(＝TYS 01，02，03，04，05，06，07...)，協(xié)作開(kāi)關(guān)3(＝TL 01，...)，和饋電斷路器4(＝FCB 01，02，...)。
從發(fā)電公司購(gòu)買(mǎi)的電功率是從配電分站變壓器S1的原線圈一側(cè)提供的，其電壓被減低，然后，電功率通過(guò)饋電斷路器4流入到配電系統(tǒng)。配電系統(tǒng)中的分段開(kāi)關(guān)2和協(xié)作開(kāi)關(guān)3分別有各自的開(kāi)路狀態(tài)和閉路狀態(tài)，并確定配電系統(tǒng)的特定模式。
圖2表示在給定配電系統(tǒng)模式下給負(fù)載5提供電功率的線路。通過(guò)從配電分站變壓器1中BANK 02開(kāi)始的線路給負(fù)載5提供電功率，它連接到作為饋電斷路器4的FCB 02，再連接到作為分段開(kāi)關(guān)2的TYS 04，再連接到作為分段開(kāi)關(guān)的TYS 05，并最后通過(guò)作為分段開(kāi)關(guān)的TYS 07。
圖3表示在給定配電系統(tǒng)模式下給負(fù)載5提供電功率的另一個(gè)線路例子，這個(gè)模式是通過(guò)改變與圖2所示例子不同的分段開(kāi)關(guān)2中開(kāi)關(guān)狀態(tài)確定的。更具體地說(shuō)，與圖2所示的配電系統(tǒng)比較，在圖3所示的配電系統(tǒng)中，作為分段開(kāi)關(guān)2的TYS 05是從閉路狀態(tài)轉(zhuǎn)換到開(kāi)路狀態(tài)，而作為分段開(kāi)關(guān)的TYS 06是從開(kāi)路狀態(tài)轉(zhuǎn)換到閉路狀態(tài)，其結(jié)果是，給負(fù)載5提供的電功率是通過(guò)這樣的線路，它從配電分站變壓器1中的BANK 01開(kāi)始，再連接到作為饋電斷路器4的FCB 01，再連接到作為分段開(kāi)關(guān)2的TYS 01，再連接到作為分段開(kāi)關(guān)的TYS02，再連接到作為分段開(kāi)關(guān)的TYS 03，再連接到作為協(xié)作開(kāi)關(guān)3的TL 01，再連接到作為分段開(kāi)關(guān)2的TYS 06，并最后通過(guò)作為分段開(kāi)關(guān)的TYS 07。
比較圖2所示線路提供電功率的情況與圖3所示線路提供電功率的情況，我們證明，由于配電纜線阻抗和功率源與負(fù)載之間距離的不同，各條線路中的電損耗是互不相同的。為了實(shí)現(xiàn)能減小配電損耗的優(yōu)化配電系統(tǒng)，這相當(dāng)于在幾個(gè)不同模式中選取配電損耗最小的模式，在給定服務(wù)覆蓋的區(qū)域內(nèi)，每個(gè)模式的配電系統(tǒng)中有各自的斷路器和開(kāi)關(guān)的開(kāi)路和閉路狀態(tài)組合。由于使用計(jì)算機(jī)選取優(yōu)化模式的計(jì)算耗費(fèi)大量時(shí)間，一般是利用稱(chēng)之為Genetic算法(GA算法)的方法，為了在較短的時(shí)間內(nèi)得到近似的結(jié)果。
作為補(bǔ)充說(shuō)明，現(xiàn)在描述分段開(kāi)關(guān)2和協(xié)作開(kāi)關(guān)3的功能。分段開(kāi)關(guān)2和協(xié)作開(kāi)關(guān)3都是工作在電路上的開(kāi)關(guān)，并有相同的電功能。它們的差別僅僅是由所在電路中的位置確定。它們所起的作用是與它們的位置有關(guān)。
關(guān)于分段開(kāi)關(guān)2，電功率用戶連接到配電系統(tǒng)中配置成樹(shù)形結(jié)構(gòu)的各個(gè)分支(其中在功率源與各個(gè)電功率用戶(負(fù)載)之間僅建立單條線路)，其中分段開(kāi)關(guān)的位置是為了形成多個(gè)小型用戶組。例如，在城市地區(qū)，配電系統(tǒng)被分段開(kāi)關(guān)分割成幾段，每段安排3至10個(gè)用戶。雖然所有的用戶(負(fù)載)沒(méi)有明確地表示成圖1所示那樣，一般地說(shuō)，多個(gè)用戶在各個(gè)分段開(kāi)關(guān)之前和之后實(shí)際上是連接到各段。在配置成樹(shù)形結(jié)構(gòu)的配電系統(tǒng)中，一旦分段開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換到OFF狀態(tài)，給這段下游用戶提供的電功率被切斷。在實(shí)際操作中，當(dāng)配電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，對(duì)協(xié)作開(kāi)關(guān)進(jìn)行組合，使功率故障區(qū)減至最小。
協(xié)作開(kāi)關(guān)3是用于耦合配置成樹(shù)形結(jié)構(gòu)的配電系統(tǒng)中各段的開(kāi)關(guān)，在日本，協(xié)作開(kāi)關(guān)通常是在OFF狀態(tài)。當(dāng)協(xié)作開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換到ON狀態(tài)時(shí)，可能發(fā)生這樣一種情況，幾個(gè)段形成一個(gè)環(huán)路。這意味著，從功率源到用戶之間形成多條供電線路。由于這種配置，可以提高供電的可靠性。在利用協(xié)作開(kāi)關(guān)的例子中，協(xié)作開(kāi)關(guān)通常是在OFF狀態(tài)，一旦配電系統(tǒng)中發(fā)生事故，該事故引起的禁止段被分段開(kāi)關(guān)隔離，于是，協(xié)作開(kāi)關(guān)關(guān)轉(zhuǎn)換到ON狀態(tài)，可以從分支配電系統(tǒng)中的另一段提供電功率給位于禁止段下游的工作段，禁止段是由于事故造成的。
僅僅利用幾個(gè)分段開(kāi)關(guān)從功率源到用戶建立幾條備用線路是困難的。因?yàn)閺钠渌β试赐ㄟ^(guò)協(xié)作開(kāi)關(guān)提供電功率，可以建立備用的配電模式，我們可以得到這樣一種模式，開(kāi)關(guān)模式分別轉(zhuǎn)換到OFF或ON狀態(tài)，可以使配電損耗最小。
在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方法中，在引入增加配電效率服務(wù)之前和之后，配電公司從發(fā)電公司購(gòu)買(mǎi)電功率數(shù)量；基于引入之前與引入之后電功率數(shù)量之差，可以計(jì)算引入增加配電效率服務(wù)所獲得的利潤(rùn)；利潤(rùn)是基于配電公司與服務(wù)供應(yīng)商之間簽訂的合同進(jìn)行分配，或者，配電公司給服務(wù)供應(yīng)商支付服務(wù)費(fèi)。
首先，在引入增加配電效率服務(wù)之前，在給定的時(shí)間段內(nèi)，測(cè)量分配給配電公司服務(wù)區(qū)中購(gòu)買(mǎi)的電功率。其次，在引入這個(gè)服務(wù)之后的給定時(shí)間段內(nèi)，測(cè)量購(gòu)買(mǎi)的電功率。這個(gè)服務(wù)效益的定義是，通過(guò)服務(wù)前運(yùn)行與服務(wù)后運(yùn)行之間比較，配電公司減小的購(gòu)買(mǎi)電功率數(shù)量。
以上描述的給定時(shí)間段是足夠地長(zhǎng)，不是一周內(nèi)幾天，季節(jié)和/或意外事故引起功率需求量的變化。這個(gè)給定時(shí)間段在以下的描述中規(guī)定為1年。
如上所述，基于測(cè)量配電公司購(gòu)買(mǎi)的電功率數(shù)量結(jié)果，可以計(jì)算增加配電效率服務(wù)所獲得的效益，然而，一般地說(shuō)，由于氣候條件和用戶數(shù)目的增減，電功率需求量(或配電公司購(gòu)買(mǎi)的電功率數(shù)量)是不規(guī)則和逐年變化的。在計(jì)算增加配電效率服務(wù)所獲得的效益時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到這種變化。
參照?qǐng)D4，描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。圖4是增加配電效率服務(wù)的基本配置工作流程。
在配電公司1010與服務(wù)供應(yīng)商1009之間簽訂增加配電效率服務(wù)的合同。配電公司1010從發(fā)電公司1012購(gòu)買(mǎi)(1013)電功率，并給發(fā)電公司1012支付(1014)零售電費(fèi)帳單。此外，配電公司1010零售(1007)電功率給電功率用戶1011，并收取(1008)電費(fèi)帳單。若配電公司1010增加配電運(yùn)行的效率，則可以減小從發(fā)電公司購(gòu)買(mǎi)的電功率數(shù)量，而不影響給電功率用戶1011的供電。換句話說(shuō)，可以定性地解釋成，在不犧牲從電功率用戶1011收取電費(fèi)帳單的情況下，可以減小支付給發(fā)電公司1012的批發(fā)電費(fèi)帳單，因此，在配電運(yùn)行中可以實(shí)現(xiàn)成本的下降。
按照配電公司1010與服務(wù)供應(yīng)商1009之間簽訂的合同，服務(wù)供應(yīng)商1009給配電公司1010最初投資(1004)工廠和設(shè)備的原始資本。工廠和設(shè)備的原始資本投資(1004)包括測(cè)量系統(tǒng)，用于測(cè)量增加配電效率服務(wù)所獲得的效益；建造設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)；和安裝計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于計(jì)算優(yōu)化配電系統(tǒng)模式，以下描述這些內(nèi)容。
此外，服務(wù)供應(yīng)商1009提供(1001)增加配電效率的咨詢(xún)，而配電公司1010實(shí)施增加配電效率的運(yùn)行并給服務(wù)供應(yīng)商1009反饋(1003)它的運(yùn)行信息。服務(wù)供應(yīng)商1009收集(1002)從發(fā)電公司1012購(gòu)買(mǎi)的電功率數(shù)量測(cè)量值。服務(wù)供應(yīng)商1009計(jì)算根據(jù)以上信息增加配電效率所獲得的利潤(rùn)，并將它通知(1005)給配電公司1010。服務(wù)供應(yīng)商1009從配電公司1010接收(1006)對(duì)應(yīng)于這個(gè)利潤(rùn)的分成款或固定的服務(wù)費(fèi)。
圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例模式的系統(tǒng)配置圖。發(fā)電公司1012的發(fā)電設(shè)施2001中產(chǎn)生的電功率通過(guò)配電線2002提供給配電公司的電力變換設(shè)施2005，然后，從配電系統(tǒng)設(shè)施2006通過(guò)配電線2003提供給電功率用戶1011。
配電管理和控制系統(tǒng)2007管理和控制配電公司1010中的配電系統(tǒng)設(shè)施2006和電力變換設(shè)施2005。配電系統(tǒng)設(shè)施2006的運(yùn)行信息存儲(chǔ)在配電管理和控制系統(tǒng)2007中。購(gòu)買(mǎi)的電功率測(cè)量系統(tǒng)2004測(cè)量配電公司1010從發(fā)電公司1012購(gòu)買(mǎi)的電功率數(shù)量。配電系統(tǒng)設(shè)施2006的運(yùn)行信息和購(gòu)買(mǎi)的電功率測(cè)量系統(tǒng)2004的測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)通信單元2010和公用網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)2011定期發(fā)射給服務(wù)供應(yīng)商。
服務(wù)供應(yīng)商1009有通信單元2009，并從配電公司1010接收數(shù)據(jù)。此外，服務(wù)供應(yīng)商有計(jì)算機(jī)2008，其中計(jì)算優(yōu)化的配電系統(tǒng)模式，計(jì)算優(yōu)化配電系統(tǒng)的使用率和優(yōu)化所獲得的利潤(rùn)。
圖6是本發(fā)明的增加配電效率服務(wù)實(shí)施例中的信息流方框圖。
在配電公司1010中，利用設(shè)施信息數(shù)據(jù)庫(kù)3008，配電管理和控制系統(tǒng)2007管理和控制配電系統(tǒng)，運(yùn)行信息存儲(chǔ)在設(shè)施信息數(shù)據(jù)庫(kù)3008中。購(gòu)買(mǎi)的電功率測(cè)量系統(tǒng)2004得到的購(gòu)買(mǎi)電功率數(shù)量數(shù)據(jù)通過(guò)通信單元2010和2009發(fā)射給服務(wù)供應(yīng)商1009。
在服務(wù)供應(yīng)商1009中，基于通信單元2009接收的數(shù)據(jù)和估算優(yōu)化配電系統(tǒng)模式的計(jì)算(3002)結(jié)果，計(jì)算(3003)優(yōu)化配電系統(tǒng)使用率的估算值。估算優(yōu)化配電系統(tǒng)模式的計(jì)算(3002)是基于設(shè)施信息數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的設(shè)施信息。設(shè)施信息包括配電線的阻抗，以及負(fù)載，斷路器和開(kāi)關(guān)在各個(gè)配電系統(tǒng)中的位置或距離信息。存儲(chǔ)在設(shè)施信息數(shù)據(jù)庫(kù)3008中的信息通過(guò)在線方式或離線方式提供給計(jì)算單元(3002)，用于估算服務(wù)供應(yīng)商1009中的優(yōu)化配電系統(tǒng)模式。估算優(yōu)化配電系統(tǒng)模式的計(jì)算(3002)所得到的數(shù)據(jù)通過(guò)在線方式或離線方式存儲(chǔ)到設(shè)施信息數(shù)據(jù)庫(kù)3008中，然后用于操作配電系統(tǒng)。
基于估算優(yōu)化配電系統(tǒng)使用率的計(jì)算(3003)所得到的數(shù)據(jù)，配電系統(tǒng)的運(yùn)行信息和通過(guò)通信單元2009接收的購(gòu)買(mǎi)電功率數(shù)量，計(jì)算(3001)優(yōu)化所獲得的的估算利潤(rùn)。
圖7是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例模式中增加配電服務(wù)的過(guò)程流程圖。首先，服務(wù)供應(yīng)商1009調(diào)查和研究配電公司購(gòu)買(mǎi)的電功率數(shù)量和它的配電系統(tǒng)配置，并預(yù)報(bào)引入服務(wù)將獲得的利潤(rùn)(步驟i)。其次，服務(wù)供應(yīng)商1009給配電公司1010提供引入這種服務(wù)的咨詢(xún)(步驟ii)。然后，簽訂這種服務(wù)的合同(步驟iii)。
在簽訂合同之后，安裝用于測(cè)量增加配電效率所獲得效益的系統(tǒng)(步驟iv)。其次，服務(wù)供應(yīng)商1009給配電公司提供增加配電效率的咨詢(xún)(步驟v)。
其次，配電公司實(shí)施增加配電效率的操作(步驟vi)，然后，測(cè)量服務(wù)供應(yīng)商提供的優(yōu)化配電系統(tǒng)的使用率和增加配電效率所獲得的效益(步驟vii)。
此后，判斷優(yōu)化配電系統(tǒng)的使用是否達(dá)到合同使用率或更大(步驟viii)，若使用率沒(méi)有達(dá)到預(yù)定值，則服務(wù)所獲得的利潤(rùn)是在配電公司1010與服務(wù)供應(yīng)商1009之間按照合同進(jìn)行適當(dāng)分配，或者，配電公司1010給服務(wù)供應(yīng)商1009支付服務(wù)費(fèi)(步驟ix)。若使用率達(dá)到或超過(guò)預(yù)定值，則服務(wù)所獲得的利潤(rùn)是在配電公司1010與服務(wù)供應(yīng)商1009之間大致按照合同進(jìn)行分配，或者，配電公司1010給服務(wù)供應(yīng)商1009支付服務(wù)費(fèi)(步驟x)。
雖然以上描述了增加配電效率服務(wù)和增加配電效率系統(tǒng)的要點(diǎn)，以下具體地描述一種方法，用于修改配電公司1010從發(fā)電公司1012購(gòu)買(mǎi)的電功率數(shù)量測(cè)量值和估算服務(wù)所獲得的效益。
假設(shè)位于服務(wù)覆蓋區(qū)中的配電分站數(shù)目為n。從這個(gè)服務(wù)區(qū)或與這個(gè)服務(wù)區(qū)相鄰區(qū)域的配電分站中隨機(jī)抽取多個(gè)分站，這些分站稱(chēng)之為基站。假設(shè)基站的數(shù)目為m。在此條件下，流入m個(gè)基站的電功率在引入服務(wù)之前和之后沒(méi)有變化，因此，它不受引入這個(gè)服務(wù)的影響。在以下的描述中，首先假設(shè)這樣一種情況，電功率用戶數(shù)目不發(fā)生變化以簡(jiǎn)化解釋。
Year1代表引入服務(wù)之前的1年，而Year2代表引入服務(wù)之后的1年。Year1時(shí)段內(nèi)流入到基站的電功率與Year2時(shí)段內(nèi)流入到基站的電功率之比率，配電公司在引入服務(wù)之后的Year1時(shí)段內(nèi)購(gòu)買(mǎi)的電功率與配電公司在沒(méi)有引入服務(wù)的Year2時(shí)段內(nèi)購(gòu)買(mǎi)的電功率之比率，我們假設(shè)，這兩個(gè)比率在一定誤差范圍內(nèi)是相等的。
配電公司1010與服務(wù)供應(yīng)商1009按照合同一致同意，以上定義的兩個(gè)比率之間的誤差是足夠小，以及根據(jù)引入服務(wù)之前和之后流入基站的電功率之比率估算服務(wù)所獲得的效益。
我們假設(shè)，PByear1是引入服務(wù)之前1年內(nèi)(Year1)配電公司1010購(gòu)買(mǎi)的電功率數(shù)量，PByear2是引入服務(wù)之后1年內(nèi)(Year2)配電公司1010購(gòu)買(mǎi)的電功率數(shù)量，PB′year2是沒(méi)有引入服務(wù)的1年內(nèi)(Year2)配電公司1010購(gòu)買(mǎi)的電功率數(shù)量，PIbefore是在Year1內(nèi)流入基站的電功率，PIafter是在Year2內(nèi)流入基站的電功率，PIafter與PIbefore的比率等于因氣候條件在Year1和Year2內(nèi)電功率需求量變化的比率Rbase，它與是否引入服務(wù)無(wú)關(guān)。Rbase=PlafterPlbefore----(1)]]>于是，若在Year2時(shí)段內(nèi)沒(méi)有引入服務(wù)，則配電公司從發(fā)電公司在Year2時(shí)段內(nèi)購(gòu)買(mǎi)的電功率與在Year1時(shí)段內(nèi)購(gòu)買(mǎi)的電功率之比率R可以表示成以下的公式。R=PB′year2PByebr1=Rbase+Err----(2)]]>假設(shè)服務(wù)增加的效率之比率是Rservice(0≤Rservice＜1)，并假設(shè)公式(2)中的Err＝0，以下的公式得到滿足。
PBafter＝PBbefore×Rbase×(1-Rservice) ...(3)其次，我們考慮電功率用戶數(shù)目的增加和減少，即，零售電功率中合同數(shù)量總和的增加和減少。
首先，我們注意Rbase。如圖8所示，我們定義基站配電區(qū)中零售電功率合同數(shù)量總和的變化是函數(shù)FC1(t)，由于氣候條件在Year1與Year2時(shí)段內(nèi)電功率需求變化之間的比率Rbase，考慮到以上的修正，但與是否引入服務(wù)無(wú)關(guān)，可以表示成以下的公式。R′base=∫t0t1Fc1(t)dt∫t1t2Fc1(t)dt×Rbase----(4)]]>類(lèi)似地，如圖9所示，我們定義全部服務(wù)區(qū)中零售電功率合同數(shù)量總和的變化是函數(shù)FC2(t)，以上定義的公式(3)可以表示成以下的公式。PBafter=∫t0t1Fc2(t)dt∫t1t2Fc2(t)dt=PBbefore×R′base×(1-Rservice)----(5)]]>以上的表示式是基于這樣的假設(shè)，因電功率用戶數(shù)目增加和減少的電功率需求正比于零售電功率合同數(shù)量的總和。C2=∫t0t1Fc2(t)dt∫t1t2Fc2(t)dt----(6)]]>
公式(6)給出以下的公式。Rservlce=PBafterPBbefore×C2R′base-1----(7)]]>配電公司在Year2時(shí)段內(nèi)購(gòu)買(mǎi)電功率的費(fèi)用與以上定義的Rservice相乘，得到的值是引入服務(wù)所獲得的利潤(rùn)Yprofit。
如圖10所示，假設(shè)配電公司1010從發(fā)電公司1012購(gòu)買(mǎi)的電功率單價(jià)變化是函數(shù)Fp(t)，和購(gòu)買(mǎi)電功率數(shù)量的變化表示為函數(shù)Fb(t)，則引入服務(wù)獲得的利潤(rùn)Yprofit可以表示成以下的公式。Yprofit=∫t1t2{Fp(t)×Fb(t)}dt×Rservice----(8)]]>以上定義的利潤(rùn)是在配電公司1010與服務(wù)供應(yīng)商1009之間按照他們簽訂的合同進(jìn)行分配。
在服務(wù)中，要求在服務(wù)時(shí)段Year2內(nèi)把具有最小配電損耗的上述優(yōu)化配電網(wǎng)應(yīng)用于實(shí)際配電運(yùn)行是必要條件。這是因?yàn)閷?shí)際配電運(yùn)行是配電公司1010經(jīng)營(yíng)者的主觀判斷，根據(jù)整體經(jīng)濟(jì)效益的估算，配電系統(tǒng)可靠性，供電可靠性，和操作簡(jiǎn)易性，還因?yàn)榕潆娤到y(tǒng)的可靠性和供電可靠性?xún)?yōu)先于運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。
若在時(shí)段1內(nèi)應(yīng)用具有最小配電損耗的優(yōu)化配電系統(tǒng)的發(fā)生率極低，則服務(wù)所獲得的利潤(rùn)Yprofit可能極低，或在某些情況下可能為零或負(fù)值。為此，按照配電公司1010與服務(wù)供應(yīng)商1009之間簽訂的合同，事先確定優(yōu)化配電系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際配電運(yùn)行的發(fā)生率下限Pmin，若Papplied≥Pmin，則根據(jù)上述他們之間簽訂的合同，服務(wù)所獲得的利潤(rùn)Yprofit是在配電公司1010與服務(wù)供應(yīng)商1009之間進(jìn)行分配。另一方面，若Papplied＜Pmin，則配電公司1010在Year1和Year2時(shí)段內(nèi)給服務(wù)供應(yīng)商1009支付服務(wù)供應(yīng)商1009提供服務(wù)的服務(wù)費(fèi)，而不是分享利潤(rùn)，不管Yprofit是大是小，是正是負(fù)無(wú)關(guān)。
以下描述計(jì)算Papplied和優(yōu)化配電系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際配電運(yùn)行中的發(fā)生率。
在這個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算Papplied的方法是基于實(shí)際配電系統(tǒng)中配電損耗Wactual與優(yōu)化配電系統(tǒng)中配電損耗Wmin之間的差值。關(guān)于配電損耗，利用公式(9)一般得到單相線路系統(tǒng)的配電損耗W1，而利用公式(10)一般得到三相線路系統(tǒng)的配電損耗。假設(shè)負(fù)載功率是P，線間電壓是V，負(fù)載功率因子是cosθ，和布線阻抗是R。w1=212R=2(PVcos0)2R=2P2RV2cos20----(9)]]>w3=312R=2(P2Vcos0)2R=P2RV2cos20----(10)]]>一旦知道服務(wù)區(qū)中配電系統(tǒng)的斷路器和開(kāi)關(guān)的開(kāi)路狀態(tài)和閉路狀態(tài)，在優(yōu)化配電系統(tǒng)完全應(yīng)用于實(shí)際配電系統(tǒng)中負(fù)載的情況下，可以得到實(shí)際配電系統(tǒng)中配電損耗的總和Wactual，和理論配電損耗的總和Wmin。
利用Wactual和Wmin，按照公式(11)可以確定優(yōu)化配電系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際配電系統(tǒng)的發(fā)生率Papplied。Papplied=1-Wactual-WminWmin----(11)]]>其次，計(jì)算整個(gè)Year2時(shí)段內(nèi)優(yōu)化配電系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際配電系統(tǒng)的發(fā)生率Papplied-year2。
假設(shè)在給定日(day＝i)的實(shí)際配電系統(tǒng)中配電損耗是Wactual(i)，利用公式(12)可以得到在運(yùn)行優(yōu)化配電系統(tǒng)中負(fù)載時(shí)的理論配電損耗Papplied-year2。Papplied_year2=1-Σday=1365Wactual(day)-Σday=1365Wmin(day)Σday=1365Wmin(day)----(12)]]>如上所述，按照本發(fā)明，可以提供增加配電效率服務(wù)和增加配電效率系統(tǒng)，在沒(méi)有工廠和設(shè)備投資的條件下，可以增加配電運(yùn)行的效率并有助于強(qiáng)化配電公司管理運(yùn)行的底線。
權(quán)利要求
1.一種提供增加配電效率服務(wù)的方法，包括證實(shí)步驟，對(duì)于連接到多個(gè)配電點(diǎn)的各個(gè)配電系統(tǒng)，證實(shí)通過(guò)改進(jìn)系統(tǒng)模式以減小功率損耗而得到改進(jìn)系統(tǒng)模式的信息；和測(cè)量與計(jì)算步驟，用于測(cè)量和計(jì)算利用所述改進(jìn)模式的功率損耗降低效益。
2.按照權(quán)利要求1的提供增加配電效率服務(wù)的方法，其中從配電公司收取對(duì)應(yīng)于所述計(jì)算效益的提供服務(wù)費(fèi)。
3.一種增加配電效率的方法，包括接收步驟，從服務(wù)供應(yīng)公司接收有關(guān)改進(jìn)系統(tǒng)模式的信息，這是通過(guò)改進(jìn)現(xiàn)有系統(tǒng)以減小配電系統(tǒng)功率損耗而得到的，配電系統(tǒng)連接到自己服務(wù)區(qū)中的多個(gè)電功率用戶；和支付步驟，支付費(fèi)用給服務(wù)供應(yīng)公司，該費(fèi)用對(duì)應(yīng)于通過(guò)測(cè)量所述改進(jìn)系統(tǒng)模式所獲得的功率損耗降低效益而得到的估算值。
4.按照權(quán)利要求1的提供增加配電效率服務(wù)的方法，其中所述配電點(diǎn)是電功率用戶。
5.按照權(quán)利要求3的增加配電效率的方法，其中所述配電點(diǎn)是電功率用戶。
6.按照權(quán)利要求3的增加配電效率的方法，其中所述提供服務(wù)費(fèi)在一段恒定時(shí)間內(nèi)保持固定，它是事先協(xié)商或與配電公司分享利潤(rùn)所確定的。
7.一種提供增加配電效率服務(wù)的方法，包括指示步驟，用于指示改進(jìn)配電系統(tǒng)；得到步驟，基于測(cè)量所述改進(jìn)的效益結(jié)果得到成功的條件。
8.按照權(quán)利要求7的提供增加配電效率服務(wù)的方法，其中通過(guò)改進(jìn)所述配電系統(tǒng)中斷路器或開(kāi)關(guān)的開(kāi)路狀態(tài)或閉路狀態(tài)的組合，得到配電系統(tǒng)的配置方法，為的是減小所述配電系統(tǒng)的功率損耗。
9.按照權(quán)利要求7的提供增加配電效率服務(wù)的方法，其中通過(guò)改進(jìn)電路上的設(shè)備布局，包括斷路器，開(kāi)關(guān)或構(gòu)成配電系統(tǒng)的其他裝置，或去掉所述設(shè)備，得到配電系統(tǒng)的配置方法，為的是暫停工廠和設(shè)備投資。
10.按照權(quán)利要求7的提供增加配電效率服務(wù)的方法，其中改進(jìn)優(yōu)化配電系統(tǒng)的第一模式，用于減小配電系統(tǒng)中的電功率損耗，這是通過(guò)改進(jìn)所述配電系統(tǒng)中斷路器或開(kāi)關(guān)的開(kāi)路狀態(tài)和閉路狀態(tài)的組合得到的；和改進(jìn)配電系統(tǒng)的第二模式，通過(guò)改進(jìn)電路上的設(shè)備布局，包括斷路器，開(kāi)關(guān)或構(gòu)成配電系統(tǒng)的其他裝置，或通過(guò)去掉所述設(shè)備，能夠暫停工廠和設(shè)備投資；和得到一種配置系統(tǒng)的配置方法。
11.按照權(quán)利要求7的提供增加配電效率服務(wù)的方法，其中注意電力公司中配電部門(mén)的配電公司從發(fā)電公司或電力公司的發(fā)電分公司購(gòu)買(mǎi)的電功率數(shù)量，在一段恒定的時(shí)間內(nèi)分別測(cè)量引入增加配電效率服務(wù)之前購(gòu)買(mǎi)的電功率數(shù)量和引入增加配電效率服務(wù)之后購(gòu)買(mǎi)的電功率數(shù)量；和基于引入服務(wù)之前電功率數(shù)量與引入服務(wù)之后電功率數(shù)量之間的差值，估算所述增加配電效率服務(wù)所獲得的效益。
12.按照權(quán)利要求7的提供增加配電效率服務(wù)的方法，其中服務(wù)供應(yīng)商提供用于增加配電效率的咨詢(xún)。
13.按照權(quán)利要求12的提供增加配電效率服務(wù)的方法，其中服務(wù)供應(yīng)商給配電公司提供的咨詢(xún)服務(wù)包括運(yùn)行配電系統(tǒng)綜合技術(shù)所需的及時(shí)信息服務(wù)，例如，配電系統(tǒng)的管理和控制，配電線的結(jié)構(gòu)和工程任務(wù)，配電系統(tǒng)中故障的消除，和配電設(shè)備的投資規(guī)劃。
14.按照權(quán)利要求7的提供增加配電效率服務(wù)的方法，其中服務(wù)供應(yīng)商規(guī)劃初期的投資，并提供系統(tǒng)的安裝，用于測(cè)量增加配電效率服務(wù)所獲得的效益和規(guī)劃優(yōu)化配電系統(tǒng)的軟件制作。
15.按照權(quán)利要求7的提供增加配電效率服務(wù)的方法，其中作為成功的條件，增加配電效率服務(wù)所獲得的效益可以由配電公司和服務(wù)供應(yīng)商分享，或作為服務(wù)費(fèi)。
16.按照權(quán)利要求15的提供增加配電效率服務(wù)的方法，其中服務(wù)供應(yīng)商從配電公司接收運(yùn)行記錄信息，并基于所述信息，估算所述優(yōu)化配電系統(tǒng)的使用率，且所述服務(wù)供應(yīng)商可以作出決定，或接收增加配電效率服務(wù)所獲得的利潤(rùn)分成，或接收考慮到所述配電系統(tǒng)估算使用率的服務(wù)費(fèi)。
17.一種增加配電效率的系統(tǒng)，包括測(cè)量裝置，用于測(cè)量配電公司購(gòu)買(mǎi)的電功率數(shù)量；發(fā)射裝置，用于發(fā)射測(cè)量的所述配電公司購(gòu)買(mǎi)電功率數(shù)量的數(shù)據(jù)和配電系統(tǒng)的運(yùn)行信息；接收裝置，用于接收測(cè)量的所述配電公司購(gòu)買(mǎi)電功率數(shù)量的數(shù)據(jù)和配電系統(tǒng)的運(yùn)行信息；用于計(jì)算優(yōu)化配電系統(tǒng)模式的計(jì)算機(jī)；用于計(jì)算優(yōu)化配電系統(tǒng)的使用率的計(jì)算機(jī)；和用于計(jì)算優(yōu)化所獲得的收入款的計(jì)算機(jī)。
18.按照權(quán)利要求17的增加配電效率的系統(tǒng)，其中測(cè)量配電公司購(gòu)買(mǎi)電功率數(shù)量的所述測(cè)量裝置是在配電公司的功率接收設(shè)備中，配電公司從發(fā)電公司輸入電功率。
19.按照權(quán)利要求17的增加配電效率的系統(tǒng)，其中所述發(fā)射裝置和所述接收裝置使用互聯(lián)網(wǎng)，公用電話網(wǎng)或?qū)Ｓ猛ㄐ啪W(wǎng)。
全文摘要
配電公司從發(fā)電公司購(gòu)買(mǎi)電功率并把電功率零售給電功率用戶，而服務(wù)供應(yīng)商給配電公司提供咨詢(xún)服務(wù)，用于規(guī)劃利用初期投資建造的優(yōu)化配電系統(tǒng)和用于增加配電效率，基于配電運(yùn)行的總效率測(cè)量值，他們分享從配電公司所獲得的利潤(rùn)。該系統(tǒng)包括測(cè)量裝置，用于測(cè)量配電公司購(gòu)買(mǎi)的電功率；發(fā)射裝置，用于給服務(wù)供應(yīng)商發(fā)射購(gòu)買(mǎi)電功率的測(cè)量數(shù)據(jù)和配電線的運(yùn)行信息；數(shù)據(jù)接收裝置；以及用于計(jì)算優(yōu)化配電系統(tǒng)模式的計(jì)算機(jī)，用于計(jì)算優(yōu)化配電系統(tǒng)模式使用率的計(jì)算機(jī)；和用于計(jì)算優(yōu)化所獲得利潤(rùn)的計(jì)算機(jī)。
文檔編號(hào)G06Q10/00GK1426013SQ0215458
公開(kāi)日2003年6月25日 申請(qǐng)日期2002年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月10日
發(fā)明者町谷洋一, 內(nèi)田知伸, 小倉(cāng)信之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所