本發(fā)明屬于電力設(shè)備投資，具體涉及一種能源轉(zhuǎn)型下配電網(wǎng)投資及應(yīng)用方法。

背景技術(shù)：

1、再生能源包括太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、波浪能、潮汐能、海洋溫差能、地?zé)崮艿?。隨著全球能源轉(zhuǎn)型的推進(jìn)，可再生能源在能源體系中的比重日益增加，電力作為重要的二次能源，在能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

2、接納大規(guī)模可再生新能源為主要特征的配電網(wǎng)成為未來配電網(wǎng)發(fā)展的主要趨勢(shì)和方向，新能源接入改變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的能量流動(dòng)方式，給配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性、電能質(zhì)量等帶來很大挑戰(zhàn)，進(jìn)而也影響了配電網(wǎng)建設(shè)投資。在投資資金有限的情況下，對(duì)于存在能源轉(zhuǎn)型的供電區(qū)域，選取合適的電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目，使得分布式電源的規(guī)?；尤耄瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)投資效益最大化是十分必要的。

3、且現(xiàn)有的配電網(wǎng)投資及應(yīng)用方法大多未能充分考慮能源轉(zhuǎn)型的影響和需求，導(dǎo)致配電網(wǎng)建設(shè)滯后、資源浪費(fèi)、運(yùn)行效率低下等問題。

4、因此，亟需設(shè)計(jì)一種能源轉(zhuǎn)型下配電網(wǎng)投資及應(yīng)用方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于能源轉(zhuǎn)型區(qū)域配電網(wǎng)的投資選擇方法，將有限的投資，發(fā)揮出最大的效益，提高配電網(wǎng)的投資效率和運(yùn)行效率，促進(jìn)新能源的大規(guī)模接入。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種用于能源轉(zhuǎn)型區(qū)域配電網(wǎng)的投資選擇方法，包括以下步驟，

3、1)構(gòu)建用于評(píng)價(jià)投資方法的指標(biāo)體系，所述指標(biāo)體系包括投資效益指標(biāo)和評(píng)價(jià)分布式新能源的表征指標(biāo)；

4、2)將步驟1)中的投資效益指標(biāo)和表征指標(biāo)數(shù)值化；

5、3)依據(jù)步驟2)中的數(shù)值，進(jìn)行配電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目投資效益計(jì)算；

6、4)依據(jù)步驟3)得到的電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目的綜合效益值進(jìn)行投資合理安排。

7、優(yōu)選的，在步驟3)執(zhí)行前，還要設(shè)定條件，判斷目標(biāo)區(qū)域是否適用本方法。

8、優(yōu)選的，所述步驟1)中，構(gòu)建包含5個(gè)投資效益指標(biāo)和3個(gè)表征指標(biāo)的指標(biāo)體系；

9、所述5個(gè)投資效益指標(biāo)為單位投資增供電量、配電網(wǎng)降損電量、綜合電壓合格率、供電可靠性和碳排放量；

10、所述3個(gè)表征指標(biāo)為分布式電源倒送、反向重過載和分層可開放容量。

11、優(yōu)選的，所述步驟2)中，所述單位投資增供電量，計(jì)算公式為：

12、單位投資增供電量(千瓦時(shí)/元)＝區(qū)域內(nèi)新增供電量/項(xiàng)目投資。

13、優(yōu)選的，所述步驟2)中，所述配電網(wǎng)降損電量計(jì)算公式為：

14、配電網(wǎng)降損電量(千瓦時(shí))＝項(xiàng)目實(shí)施前區(qū)域內(nèi)電量損耗-項(xiàng)目實(shí)施后區(qū)域內(nèi)電量損耗。

15、優(yōu)選的，所述步驟2)中，所述綜合電壓合格率計(jì)算公式為：

16、綜合電壓合格率(％)＝0.5*a類監(jiān)測(cè)點(diǎn)合格率+0.5*(b類監(jiān)測(cè)點(diǎn)合格率+c類監(jiān)測(cè)點(diǎn)合格率+d類監(jiān)測(cè)點(diǎn)合格率)/3。

17、優(yōu)選的，所述步驟2)中，所述供電可靠率分為負(fù)荷點(diǎn)指標(biāo)和系統(tǒng)可靠性指標(biāo)；基于目標(biāo)區(qū)域建立仿真系統(tǒng)，并計(jì)算負(fù)荷點(diǎn)指標(biāo)和系統(tǒng)可靠性指標(biāo)；

18、負(fù)荷點(diǎn)指標(biāo)包括故障率λ，年平均停電時(shí)間u和平均停電持續(xù)時(shí)間r；

19、其中：λ＝∑λij/ns

20、式中i為每次仿真時(shí)的元件故障數(shù)，j為仿真的次數(shù)，ns為總的仿真時(shí)間；

21、u＝∑tij/ns

22、式中tij為每次仿真中每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的停電時(shí)間；

23、r＝u/λ

24、系統(tǒng)指標(biāo)包括系統(tǒng)平均停電頻率指標(biāo)saifi，系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)saidi和平均供電可用率指標(biāo)asai；

25、其中saifi＝∑iλini/∑ini

26、系統(tǒng)平均停電頻率指標(biāo)表示系統(tǒng)中的用戶在一定時(shí)間內(nèi)停電次數(shù)，式中ni為用戶的數(shù)量；

27、saidi＝∑iuini/∑ini

28、系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)表示系統(tǒng)每次發(fā)生故障后，恢復(fù)供電所需的時(shí)間；

29、asai＝∑ini×8760-∑iuini/∑ini×8760

30、平均供電可用率指標(biāo)表示一定時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)供電量滿足用戶需求量的時(shí)間與總時(shí)間的比重。

31、優(yōu)選的，所述步驟2)中，所述碳排放量計(jì)算公式為：

32、e電力＝(ad園區(qū)電力-ad可再生電力)×ef電

33、式中：

34、e電力為電力消費(fèi)對(duì)應(yīng)的排放量，單位為噸二氧化碳(tco2)；

35、ad園區(qū)電力為使用電量，單位為兆瓦時(shí)(mwh)；

36、ad可再生電力為再生能源發(fā)電消納量，單位為兆瓦時(shí)(mwh)；

37、ef電為電網(wǎng)排放因子，單位為噸二氧化碳每兆瓦時(shí)(tco2/mwh)。

38、優(yōu)選的，所述步驟2)中，所述分布式電源倒送計(jì)算公式為：

39、分布式電源倒送(％)＝區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)分布式電源倒送的設(shè)備數(shù)量/區(qū)域內(nèi)設(shè)備總數(shù)量*100％。

40、優(yōu)選的，所述步驟2)中，所述反向重過載計(jì)算公式為：

41、反向重過載(％)＝區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)反向重過載的設(shè)備數(shù)量/區(qū)域內(nèi)設(shè)備總數(shù)量*100％。

42、優(yōu)選的，所述步驟2)中，所述配電網(wǎng)可開放容量即區(qū)域內(nèi)110(35)千伏變電站可開放容量，計(jì)算方法如下：

43、110(35)千伏主變可開放容量包括主變承載能力、短路電流和電壓偏差三個(gè)值，

44、所述主變承載能力考慮光伏負(fù)荷反送時(shí)，主變不重載，計(jì)算公式：主變承載能力＝典型時(shí)刻主變負(fù)荷+主變?nèi)萘俊?.8，得到110(35)千伏主變反向不重載允許光伏出力；

45、所述短路電流評(píng)估高低壓側(cè)母線允許的分布式光伏出力上限，計(jì)算公式：

46、

47、式中，pm為母線側(cè)分布式光伏出力上限；ixz為系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，母線短路電流現(xiàn)狀值，可按母線大方式短路容量來確定；un為各級(jí)母線額定電壓；分布式光伏產(chǎn)生的短路電流通常不超過其額定電流的1.5倍；im為允許的短路電流限值，選取與母線聯(lián)接的相應(yīng)斷路器開斷電流限值的最小值。

48、所述電壓偏差評(píng)估高低壓側(cè)母線分布式光伏出力反送有功功率，計(jì)算公式：

49、

50、式中，p為分布式光伏出力返送有功值；δq為光伏系統(tǒng)無功增量，為分布式光伏功率因素。其中δq＝ssc*δu/100，usj為母線電壓實(shí)際值，δu為母線電壓裕度上限，計(jì)算公式為

51、ssc為母線小方式短路容量，計(jì)算公式為

52、

53、將得到的分布式光伏出力返送有功值與高低壓側(cè)母線所帶負(fù)荷(最小負(fù)荷日高低壓側(cè)母線負(fù)荷)疊加，計(jì)算得到高低壓側(cè)母線允許分布式光伏接入有功值。

54、將上述步驟中得到的分布式光伏出力上限三種計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，選取最小值作為主變?cè)试S光伏最大出力，匯總區(qū)域內(nèi)所有主變的可開放容量，得到配電網(wǎng)可開放容量指標(biāo)值。

55、優(yōu)選的，步驟3)對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行分析和定位，判斷目標(biāo)區(qū)域是否適用本方法；具體步驟為：

56、3.1預(yù)測(cè)目標(biāo)區(qū)域分布式電源裝機(jī)規(guī)模；

57、3.2計(jì)算目標(biāo)區(qū)域可開放容量；

58、3.3如果3.1大于3.2，則需要應(yīng)用本方法。

59、優(yōu)選的，所述步驟4)中配電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目投資效益計(jì)算，包括

60、4.1指標(biāo)量化

61、4.1.1選取目標(biāo)區(qū)域內(nèi)配電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目；

62、4.1.2基于步驟2)，測(cè)算出每個(gè)電網(wǎng)項(xiàng)目的8個(gè)指標(biāo)值；

63、以下為熵值法過程：

64、4.1.3利用歸一法，對(duì)指標(biāo)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；

65、4.1.4計(jì)算不同項(xiàng)目每一類指標(biāo)的權(quán)重占比；

66、4.1.5計(jì)算不同項(xiàng)目每個(gè)指標(biāo)的熵值；

67、4.1.6按權(quán)重相等和不相等兩種情況計(jì)算不同項(xiàng)目的貢獻(xiàn)度，得到每個(gè)電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目的綜合效益值。

68、優(yōu)選的，所述歸一法的計(jì)算方式為:建設(shè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的單一指標(biāo)范圍內(nèi)，該值與最小值的差除以最大值與最小值的差；

69、如果該值為最小值，則整個(gè)表達(dá)式的結(jié)果為0，此時(shí)公式通過加0.01進(jìn)行調(diào)整，避免比例為0；

70、如果該值不是最小值，則直接計(jì)算比例。

71、優(yōu)選的，權(quán)重的計(jì)算方式：該值經(jīng)歸一法標(biāo)準(zhǔn)化后，除以該指標(biāo)下所有值經(jīng)歸一法標(biāo)準(zhǔn)化后的和。

72、優(yōu)選的，計(jì)算不同項(xiàng)目每個(gè)指標(biāo)的熵值，計(jì)算方式：

73、4.1.5.1：將權(quán)重值與其自然對(duì)數(shù)相乘；

74、4.1.5.2：將上一步得到的所有值求和；

75、4.1.5.3：用-1除以ln(m)的結(jié)果與上一步得到值相乘得到熵值，其中m是參與評(píng)價(jià)的項(xiàng)目數(shù)量；

76、4.1.5.4：用1減上一步得到的熵值，得到差異系數(shù)；

77、4.1.5.5：用差異系數(shù)除以單位投資增供電量、配電網(wǎng)降損電量、綜合電壓合格率、供電可靠性、碳排放量、配電網(wǎng)可開放容量、分布式電源倒送、反向重過載的差異系數(shù)之和，得到第一項(xiàng)目權(quán)重值；

78、4.1.5.6：設(shè)單位投資增供電量、配電網(wǎng)降損電量、綜合電壓合格率、供電可靠性、碳排放量、配網(wǎng)可開放容量、分布式電源倒送、反向重過載的比重系數(shù)分別為0.1、0.1、0.1、0.1、0.1，0.1，0.2，0.2；

79、4.1.5.7：用第一項(xiàng)目權(quán)重值乘以比重系數(shù)，除以單位投資增供電量、配電網(wǎng)降損電量、綜合電壓合格率、供電可靠性、、碳排放量、配網(wǎng)可開放容量、分布式電源倒送、反向重過載對(duì)應(yīng)第一項(xiàng)目權(quán)重值乘以比重系數(shù)的和，得到第二項(xiàng)目權(quán)重值；

80、優(yōu)選的，按權(quán)重相等的計(jì)算方法為：標(biāo)準(zhǔn)值乘以第一項(xiàng)目權(quán)重值；

81、按權(quán)重不相等計(jì)算方法為：標(biāo)準(zhǔn)值乘以第二項(xiàng)目權(quán)重值。

82、優(yōu)選的，所述步驟5)包括：

83、5.1對(duì)電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目的綜合效益依次進(jìn)行排序，

84、5.2投資額固定的情況下，按照效益值高低的排序?qū)ㄔO(shè)項(xiàng)目的選取進(jìn)行合理安排。

85、本發(fā)明的有益效果是：

86、構(gòu)建包含5個(gè)投資效益指標(biāo)和3個(gè)表征指標(biāo)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，從而可以充分考慮能源轉(zhuǎn)型的影響和需求，再將指標(biāo)數(shù)值進(jìn)行熵值運(yùn)算，賦予合適的比重，得到每個(gè)項(xiàng)目最終的貢獻(xiàn)值，使得投資效益最大化。

87、根據(jù)本發(fā)明提供的投資計(jì)算方法，可以將有限的投資，發(fā)揮出最大的效益，提高配電網(wǎng)的投資效率和運(yùn)行效率，促進(jìn)新能源的大規(guī)模接入。