考慮經(jīng)濟性的含微網(wǎng)配電網(wǎng)接線模式規(guī)劃及評估信息系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種考慮經(jīng)濟性的含微網(wǎng)配電網(wǎng)接線模式規(guī)劃及評估信息系統(tǒng)，包括依次連接的數(shù)據(jù)庫模塊、輸入模塊、分析模塊、規(guī)劃及評估模塊和輸出模塊；所述的輸入模塊從數(shù)據(jù)庫模塊獲取接線模式、微網(wǎng)數(shù)據(jù)和電力設(shè)備數(shù)據(jù)，所述的分析模塊根據(jù)輸入模塊輸入的數(shù)據(jù)分析計算出各接線模式的購置階段費用各運行階段費用數(shù)據(jù)，并發(fā)送至規(guī)劃及評估模塊；所述的規(guī)劃及評估模塊根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)，首先對微網(wǎng)中分布式電源進(jìn)行規(guī)劃，得到微網(wǎng)單位負(fù)荷年費用，隨后對含此微網(wǎng)的接線模式進(jìn)行經(jīng)濟性評估，輸出模塊輸出規(guī)劃及評估結(jié)果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有效率高、整合性強、緊密結(jié)合工程實際等優(yōu)點。
【專利說明】考慮經(jīng)濟性的含微網(wǎng)配電網(wǎng)接線模式規(guī)劃及評估信息系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種考慮經(jīng)濟性的含微網(wǎng)配電網(wǎng)接線模式規(guī)劃及評估信息系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，超大規(guī)模電力系統(tǒng)也呈現(xiàn)出一些弊端，比如成本高，運 行難度大，難以適應(yīng)用戶越來越高的安全和可靠性要求以及多樣化的供電需求等。為了克 服這些弊端，微網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運而生，其能彌補遠(yuǎn)距離、超高壓輸電的不足，并能滿足用戶越來 越高的安全可靠性需求。
[0003] 微網(wǎng)技術(shù)的提出旨在中低壓電網(wǎng)層面上實現(xiàn)分布式發(fā)電技術(shù)的靈活、高效應(yīng)用， 解決數(shù)量龐大、形式多樣的分布式電源并網(wǎng)運行時的主要問題，因此在微網(wǎng)中研究分布式 電源優(yōu)化規(guī)劃十分必要；其次，微網(wǎng)接入配電網(wǎng)對傳統(tǒng)接線方式的經(jīng)濟性、可靠性等都會產(chǎn) 生一定程度的影響，因此研究微網(wǎng)接入配電網(wǎng)后的接線模式非常重要；最后，對微網(wǎng)接入后 的接線模式進(jìn)行經(jīng)濟性和可靠性成本評價。因此，對微網(wǎng)接入后的接線模式規(guī)劃及評估對 配電網(wǎng)而言十分重要。
[0004] 經(jīng)對現(xiàn)有文獻(xiàn)進(jìn)行檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有文獻(xiàn)中，繆源誠、程浩忠、龔小雪等在《中國電機 工程學(xué)報》（2012,32(1) :17-23)上發(fā)表的《含微網(wǎng)的配電網(wǎng)接線模式探討》通過建立隸屬 度函數(shù)從最大短路電流、最大支路電壓降落、系統(tǒng)平均供電可靠率指標(biāo)、單位負(fù)荷年費4個 方面對含微網(wǎng)以及不含微網(wǎng)的各種配電網(wǎng)接線模式進(jìn)行綜合評價，由此給出含微網(wǎng)的配電 網(wǎng)接線模式推薦意見；徐迅、陳楷、龍禹等在《電網(wǎng)技術(shù)》（2013,37 (4) :914-921)上發(fā)表的 《考慮環(huán)境成本和時序特性的微網(wǎng)多類型分布式電源選址定容規(guī)劃》以分布式電源投資費 用、燃料費用、網(wǎng)絡(luò)損耗費用和環(huán)境賠償費用最小為目標(biāo)函數(shù)，采用遺傳算法對規(guī)劃模型進(jìn) 行求解，規(guī)劃了微網(wǎng)中的分布式電源類型、位置和容量。柳璐、王和杰、程浩忠等在《考慮經(jīng) 濟性的電力系統(tǒng)經(jīng)濟性評估方法》建立了更具完整性和兼容性的三維LCC模型并提出了一 系列經(jīng)濟性評估策略和指標(biāo)為進(jìn)一步加強成本管理和完善經(jīng)濟性評估方法提供了新的思 路和有效手段。以上文獻(xiàn)從微網(wǎng)接入后的接線模式、微網(wǎng)中分布式電源優(yōu)化規(guī)劃以及經(jīng)濟 性評價角度進(jìn)行論述，缺乏整合性，所以在微網(wǎng)中分布式電源的規(guī)劃以及接入后的接線模 式評估值得深入研究。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種效率高、整合性 強、緊密結(jié)合工程實際的考慮經(jīng)濟性的含微網(wǎng)配電網(wǎng)接線模式規(guī)劃及評估信息系統(tǒng)。
[0006] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0007] -種考慮經(jīng)濟性的含微網(wǎng)配電網(wǎng)接線模式規(guī)劃及評估信息系統(tǒng)，其特征在于，包 括依次連接的數(shù)據(jù)庫模塊、輸入模塊、分析模塊、規(guī)劃及評估模塊和輸出模塊；
[0008] 所述的輸入模塊從數(shù)據(jù)庫模塊獲取接線模式、微網(wǎng)數(shù)據(jù)和電力設(shè)備數(shù)據(jù),所述的 分析模塊根據(jù)輸入模塊輸入的數(shù)據(jù)分析計算出各接線模式的購置階段費用各運行階段費 用數(shù)據(jù)，并發(fā)送至規(guī)劃及評估模塊；所述的規(guī)劃及評估模塊根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)，首先對微網(wǎng) 中分布式電源（Distributed Generation,簡稱DG)進(jìn)行規(guī)劃，得到微網(wǎng)單位負(fù)荷年費用， 隨后對含此微網(wǎng)的接線模式進(jìn)行經(jīng)濟性評估，輸出模塊輸出規(guī)劃及評估結(jié)果。
[0009] 所述的數(shù)據(jù)庫模塊包含網(wǎng)架接線模式庫、微網(wǎng)庫和電力設(shè)備庫；所述的輸入模塊 輸入數(shù)據(jù)包含地塊面積、地塊負(fù)荷密度、網(wǎng)架接線模式、微網(wǎng)參數(shù)、電力設(shè)備參數(shù)以及配電 網(wǎng)經(jīng)濟技術(shù)需求指標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0010] 所述的分析模塊包括購置階段費用計算子模塊、運行階段費用計算子模塊、環(huán)境 成本計算子模塊和配電網(wǎng)經(jīng)濟技術(shù)約束子模塊；
[0011] 其中，購置階段費用計算子模塊根據(jù)地塊面積、地塊負(fù)荷特點數(shù)據(jù)、網(wǎng)架接線模 式、微網(wǎng)參數(shù)及電力設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)計算購置階段費用；運行階段費用子模塊根據(jù)地塊面 積、地塊負(fù)荷特點數(shù)據(jù)、網(wǎng)架接線模式、微網(wǎng)參數(shù)及電力設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)計算運行階段費 用；環(huán)境成本計算子模塊計算微網(wǎng)接入下配電網(wǎng)接線模式的環(huán)境成本；配電網(wǎng)經(jīng)濟技術(shù)約 束子模塊給出了微網(wǎng)中分布式電源優(yōu)化規(guī)劃需滿足的經(jīng)濟技術(shù)約束條件。
[0012] 所述的購置階段費用包括變電站設(shè)備購置費用和線路設(shè)備購置費用；
[0013] 所述的變電站設(shè)備購置費用為變電站設(shè)備購置費用等年值NFS :
[0014]

【權(quán)利要求】
1. 一種考慮經(jīng)濟性的含微網(wǎng)配電網(wǎng)接線模式規(guī)劃及評估信息系統(tǒng)，其特征在于，包括 依次連接的數(shù)據(jù)庫模塊、輸入模塊、分析模塊、規(guī)劃及評估模塊和輸出模塊； 所述的輸入模塊從數(shù)據(jù)庫模塊獲取接線模式、微網(wǎng)數(shù)據(jù)和電力設(shè)備數(shù)據(jù)，所述的分析 模塊根據(jù)輸入模塊輸入的數(shù)據(jù)分析計算出各接線模式的購置階段費用各運行階段費用數(shù) 據(jù)，并發(fā)送至規(guī)劃及評估模塊；所述的規(guī)劃及評估模塊根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)，首先對微網(wǎng)中分 布式電源進(jìn)行規(guī)劃，得到微網(wǎng)單位負(fù)荷年費用，隨后對含此微網(wǎng)的接線模式進(jìn)行經(jīng)濟性評 估，輸出模塊輸出規(guī)劃及評估結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮經(jīng)濟性的含微網(wǎng)配電網(wǎng)接線模式規(guī)劃及評估信息 系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)庫模塊包含網(wǎng)架接線模式庫、微網(wǎng)庫和電力設(shè)備庫；所述的 輸入模塊輸入數(shù)據(jù)包含地塊面積、地塊負(fù)荷密度、網(wǎng)架接線模式、微網(wǎng)參數(shù)、電力設(shè)備參數(shù) 以及配電網(wǎng)經(jīng)濟技術(shù)需求指標(biāo)數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種考慮經(jīng)濟性的含微網(wǎng)配電網(wǎng)接線模式規(guī)劃及評估信息 系統(tǒng)，其特征在于，所述的分析模塊包括購置階段費用計算子模塊、運行階段費用計算子模 塊、環(huán)境成本計算子模塊和配電網(wǎng)經(jīng)濟技術(shù)約束子模塊； 其中，購置階段費用計算子模塊根據(jù)地塊面積、地塊負(fù)荷特點數(shù)據(jù)、網(wǎng)架接線模式、微 網(wǎng)參數(shù)及電力設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)計算購置階段費用；運行階段費用子模塊根據(jù)地塊面積、地 塊負(fù)荷特點數(shù)據(jù)、網(wǎng)架接線模式、微網(wǎng)參數(shù)及電力設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)計算運行階段費用；環(huán)境 成本計算子模塊計算微網(wǎng)接入下配電網(wǎng)接線模式的環(huán)境成本；配電網(wǎng)經(jīng)濟技術(shù)約束子模塊 給出了微網(wǎng)中分布式電源優(yōu)化規(guī)劃需滿足的經(jīng)濟技術(shù)約束條件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種考慮經(jīng)濟性的含微網(wǎng)配電網(wǎng)接線模式規(guī)劃及評估信息 系統(tǒng)，其特征在于，所述的購置階段費用包括變電站設(shè)備購置費用和線路設(shè)備購置費用； 所述的變電站設(shè)備購置費用為變電站設(shè)備購置費用等年值NFS :
其中，Cs為變電站綜合投資費用，r電力工業(yè)年投資回收率，ns為變電站經(jīng)濟使用年 限； 所述的線路設(shè)備購置費用為線路設(shè)備購置費用等年值：
式中&為線路經(jīng)濟使用年限，(^為線路綜合投資費用，計算公式為 CL = NlX (LX^XCi+Q+fcum-l) XCf+Cc) 其中，L為每回主干線長度；k,為線路曲折系數(shù)，即運用理想線路長度估算實際線路長 度時的比例系數(shù)A為線路單位長度投資；Cd為線路首端斷路器投資；Cf為分段開關(guān)的投 資；C。為聯(lián)絡(luò)開關(guān)分?jǐn)偟礁鳁l支路的費用；num為線路的分段數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種考慮經(jīng)濟性的含微網(wǎng)配電網(wǎng)接線模式規(guī)劃及評估信息 系統(tǒng)，其特征在于，所述的運行階段費用包括變電站運行費用、線路運行費用以及可靠性收 Μ ; 所述的變電站運行費用為變電站運行費用等年值： Us = a AAsX1(T4+U0 其中，％為變電站的維護(hù)檢修費，α為電價，AAS為變壓器全年的電能損失總和； 所述的線路運行費用為線路運行費用等年值： UL = a AAlXIO^+U! A為線路的維護(hù)檢修費，α為電價，單位為元/kWh，ΛΑ^線路全年的電能損失總和， Λ\的計算公式為： Δ AL = NLX ( Δ Ρ+Κ Δ Q) X μ X τ 隊表示變電站出線總回數(shù)，Κ為無功經(jīng)濟當(dāng)量，τ為最大負(fù)荷損耗小時數(shù)；μ為線路負(fù) 荷分布系數(shù)；ΛΡ、分別表示負(fù)荷分段上的有功和無功損耗，計算公式為：
其中，P、Q為線路輸送的總的有功功率和無功功率，UN為額定電壓；Ls為單回常帶負(fù)荷 線路長度，A、X(l分別表示每公里線路的電阻值和電抗值； 所述的微網(wǎng)可靠性收益為微網(wǎng)接入后，各接線模式的可靠性提高而減少了用戶停電 事件，從而減少了用戶的停電損失，可靠性收益的公式為：

弍中，停電時間減少帶來的可靠性效益；為可靠性效益折算倍數(shù)；a為平均電價； 匆用戶總數(shù)；Λ SAIDI為加入微網(wǎng)前后用戶平均停電時間差； 所述的SAIDI為：
式中，隊為負(fù)荷點i的用戶數(shù)，％為年停運時間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種考慮經(jīng)濟性的含微網(wǎng)配電網(wǎng)接線模式規(guī)劃及評估信息 系統(tǒng)，其特征在于，所述的環(huán)境成本為微網(wǎng)發(fā)電的環(huán)境價值，公式為：
式中，L為第i項污染物的環(huán)境價值A(chǔ)為第i項污染物的排放量A為第i項污染 物的排污收費額。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮經(jīng)濟性的含微網(wǎng)配電網(wǎng)接線模式規(guī)劃及評估信息 系統(tǒng)，其特征在于，所述的規(guī)劃及評估模塊包括微網(wǎng)中分布式電源規(guī)劃子模塊和接線模式 經(jīng)濟性評估子模塊，微網(wǎng)中分布式電源規(guī)劃子模塊計算得到微網(wǎng)中的分布式電源接入類 型、數(shù)量和位置，進(jìn)一步得到微網(wǎng)單位負(fù)荷年費用，并將數(shù)據(jù)傳入接線模式經(jīng)濟性評估子模 塊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種考慮經(jīng)濟性的含微網(wǎng)配電網(wǎng)接線模式規(guī)劃及評估信息 系統(tǒng)，其特征在于，所述的微網(wǎng)中分布式電源規(guī)劃子模塊的目標(biāo)為微網(wǎng)年費用最小，約束條 件為潮流平衡約束、電壓約束、支路潮流約束，以遺傳算法作為模型的求解算法，得到微網(wǎng) 中分布式電源安裝位置、安裝容量以及安裝類型，并計算得到微網(wǎng)單位負(fù)荷年費用。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種考慮經(jīng)濟性的含微網(wǎng)配電網(wǎng)接線模式規(guī)劃及評估信息 系統(tǒng)，其特征在于，所述的微網(wǎng)年費用最?。?br> 瓦干：(JDe刃UGK資賈用；(Jf^DG產(chǎn)生的燃料費用；C 1()SS為網(wǎng)絡(luò)損耗費用；Ce為環(huán)境污 染賠償費用； 所述的潮流平衡約束：
式中：Ρω分別為節(jié)點i的發(fā)電機有功出力，Ntype為待選分布式電源類型
為節(jié)點i安 裝類型j分布式電源數(shù)量；Pdw_為類型j的分布式電源單位出力（kW):
為節(jié)點i的有功 負(fù)荷，A是節(jié)點i電壓向量的幅值，j e i表示節(jié)點i與節(jié)點j相連，和&分別是導(dǎo)納 矩陣的實部和虛部，分別表示電導(dǎo)和電納，Θ u表示i和j兩節(jié)點電壓間的相角差；Qei為節(jié) 點i的發(fā)電機無功出力，α為功率因數(shù)角，
為節(jié)點i的有功負(fù)荷； 所述的電壓約束： 0. 93Un ^ Uj ^ 1. 07UN(i = 1. . . Nb) 式中：UN為節(jié)點額定電壓，％為節(jié)點i的電壓幅值，Nb為節(jié)點數(shù)量； 所述的支路潮流約束： Sj € Sjmax Sj為支路傳輸功率，s_x為支路傳輸功率上限。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種考慮經(jīng)濟性的含微網(wǎng)配電網(wǎng)接線模式規(guī)劃及評估信息 系統(tǒng)，其特征在于，所述的接線模式經(jīng)濟性評估子模塊，得到含微網(wǎng)的接線模式單位負(fù)荷年 費用，公式為： c= (NFs+NFL+Us+UL+CMG-Cre)/L 式中，NFS、N匕為變電站、線路設(shè)備購置費用；Us、&為變電站、線路運行費用；C K為微網(wǎng) 年費用；為微網(wǎng)所減少的環(huán)境成本；L為負(fù)荷大小。
【文檔編號】G06Q50/06GK104156884SQ201410378083
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】程浩忠, 劉舒, 方略, 時珊珊, 張益飛, 方陳, 曾平良, 張沈習(xí), 蘭洲, 謝潛 申請人:國網(wǎng)上海市電力公司, 上海交通大學(xué), 中國電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)浙江省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院, 上海電力學(xué)院