一種基于層次分析法的變電站能效評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及智能電網(wǎng)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于層次分析法的變電站能效評估方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在實(shí)際配電網(wǎng)中，變電站作為發(fā)電、輸電、配電之間的樞紐環(huán)節(jié)，占整個配網(wǎng)能耗 的主要部分。為保證變電站安全、經(jīng)濟(jì)、綠色的運(yùn)行，要求對變電站的設(shè)備因素、運(yùn)行因素、 建筑因素W及環(huán)境因素進(jìn)行綜合的能效評估，即建立能效評估指標(biāo)體系。目前變電站能效 評估常用的方法有層次分析法。層次分析法將各個指標(biāo)進(jìn)行劃分，并計算出不同層指標(biāo)間 的相對權(quán)重。最后得出每個方案層指標(biāo)對于目標(biāo)層指標(biāo)的權(quán)重。但是，層次分析法只能借 助來分析變電站的能效合理性程度，并不可W真正得出變電站改造前后節(jié)能量的大小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種不僅能夠分析變 電站的能效合理性程度、而且能夠分析評價變電站改造前后節(jié)能量大小，數(shù)據(jù)評估準(zhǔn)確度 高、評估高速高效的基于層次分析法的變電站能效評估方法。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0005] -種基于層次分析法的變電站能效評估方法，步驟包括：
[0006] 1)針對m個待評估變電站，分別獲取指定的n個能效評估指標(biāo)的指標(biāo)值；
[0007] 2)針對m個待評估變電站，將各待評估變電站的n個能效評估指柄;的指柄;值基于 灰色關(guān)聯(lián)分析法建立式（1)所示的原始指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣R;分別獲取各個能效評估指標(biāo)的最 優(yōu)值生成參考行R。，將原始指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣R和參考行R。中各個數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理并組合 得到式（2)所示的待評估指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣S;
[0008]
(1 )
[0009] 式（1)中，R為建立的原始指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣，r。。為第m個待評估變電站第n個能效 評估指標(biāo)的指標(biāo)值；
[0010]
錯
[0011] 式（2)中，S為得到的待評估指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣，待評估指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣S中的第一行為 參考行R。經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的結(jié)果，Sm。為第m個待評估變電站第n個能效評估指標(biāo)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 處理后的指標(biāo)值；
[0012] 3)針對待評估指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣S，分別計算每一個待評估變電站標(biāo)準(zhǔn)化處理后的各 個能效評估指標(biāo)的指標(biāo)值和參考行R。中對應(yīng)的能效評估指標(biāo)的參考值之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)，得 到m個待評估變電站的關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣0 ;
[0013] 4)針對所述n個能效評估指標(biāo)的指標(biāo)值基于能效評估指標(biāo)的分類建立指標(biāo)層次 結(jié)構(gòu)，基于層次分析法確定指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)底層的每一個能效評估指標(biāo)相對最上層指標(biāo)的相 對權(quán)重，得到由n個能效評估指標(biāo)相對最上層指標(biāo)的相對權(quán)重構(gòu)成的相對權(quán)重矩陣《 ;
[0014] 5)根據(jù)式（3)計算m個待評估變電站的集成評估結(jié)果矩陣，且其中第i個待評估 變電站的能效評估結(jié)果如式（4)所示；
[001引x=P? ? 做
[001引式做中，X為m個待評估變電站的集成評估結(jié)果矩陣，P為m個待評估變電站的 關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣，《為0個能效評估指標(biāo)的相對權(quán)重構(gòu)成的相對權(quán)重矩陣； 「00171
(4>
[001引式（4)中，為第i個待評估變電站的能效評估結(jié)果，0i(n)為第i個待評估變 電站的第n個能效評估指標(biāo)的指標(biāo)值和參考行R。中對應(yīng)的能效評估指標(biāo)的參考值之間的 關(guān)聯(lián)系數(shù)，《。為第n個能效評估指標(biāo)相對指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)的目標(biāo)指標(biāo)層的相對權(quán)重。
[0019] 優(yōu)選地，所述步驟1)中指定的n個能效評估指標(biāo)的指標(biāo)值共包括電氣設(shè)備信息、 系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、建筑結(jié)構(gòu)信息、環(huán)境影響因素四個分類，所述電氣設(shè)備信息分類下的能效評 估指標(biāo)包括自然冷卻主變臺數(shù)占比A1、空調(diào)能效比A2、節(jié)能燈具總功率與燈具總功率占 比A3、控制柜溫濕度調(diào)節(jié)裝置節(jié)能指標(biāo)A4、空調(diào)溫濕度控制方式能效指標(biāo)A5、照明溫濕度 控制方式能效指標(biāo)A6、通風(fēng)溫濕度控制方式能效指標(biāo)A7、控制柜溫濕度控制方式能效指標(biāo) A8、站用變型號節(jié)能性指標(biāo)A9、設(shè)備老化水平指標(biāo)A10;所述系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分類下的能效評 估指標(biāo)包括負(fù)荷形狀系數(shù)B1、主變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)B2、母線電壓偏差B3、功率因數(shù)B4、相間負(fù) 載不平衡系數(shù)B5、站用變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)B6 ;所述建筑結(jié)構(gòu)信息包括建筑朝向指標(biāo)C1、建筑 體型系數(shù)C2、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱指標(biāo)C3、窗戶隔熱指標(biāo)C4、窗戶遮陽指標(biāo)巧；所述環(huán)境影響因素 包括采暖度日數(shù)D1和空調(diào)度日數(shù)D2。
[0020] 優(yōu)選地，所述步驟1)中分類的n個能效評估指標(biāo)的指標(biāo)值中，所述自然冷卻主變 臺數(shù)占比A1的計算函數(shù)表達(dá)式如式（5)所示；
[0021]A1=n/N(5)
[002引式（5)中，A1為自然冷卻主變臺數(shù)占比，n為自然冷卻的主變臺數(shù)；N為變電站的 主變總臺數(shù)；
[0023] 所述空調(diào)能效比A2的計算函數(shù)表達(dá)式如式（6)所示；
[0024]
(6)
[00幼式（6)中，n為變電站空調(diào)總臺數(shù)；EERi為變電站的第i臺空調(diào)能效比；巧 變電站所有空調(diào)總額定制冷量；Pwt.i為第i臺空調(diào)額定制冷量；其中變電站的第i臺空調(diào) 能效比邸Ri的計算函數(shù)表達(dá)式如式（7)所示；
[0026] 邸R=Pwt/Pin(7)
[0027] 式（7)中，E邸為變電站某臺空調(diào)的空調(diào)能效比，P。。,為空調(diào)在額定輸入功率下的 制冷量，Pm為空調(diào)額定輸入功率；
[0028] 所述節(jié)能燈具總功率與燈具總功率占比A3的計算函數(shù)表達(dá)式如式（8)所示；
[0029]
(8)
[0030] 式做中，A3為節(jié)能燈具總功率與燈具總功率占比，n為變電站燈具總數(shù)，m為變 電站節(jié)能型燈具總數(shù)，P,為變電站第j個燈具的功率；Pm.i為變電站第i個節(jié)能型燈具的功 率.
[0031] 所述控制柜溫濕度調(diào)節(jié)裝置節(jié)能指標(biāo)A4的計算函數(shù)表達(dá)式如式（9)所示；
[0032]
(9)
[0033] 式巧）中，為A4控制柜溫濕度調(diào)節(jié)裝置節(jié)能指標(biāo)，ni為控制柜溫濕度調(diào)節(jié)裝置中 加熱片的個數(shù)，ri2為控制柜溫濕度調(diào)節(jié)裝置中帶風(fēng)扇加熱片的個數(shù)，n3為控制柜溫濕度調(diào) 節(jié)裝置中熱交換器的個數(shù)；
[0034] 所述空調(diào)溫濕度控制方式能效指標(biāo)A5、照明溫濕度控制方式能效指標(biāo)A6、通風(fēng) 溫濕度控制方式能效指標(biāo)A7、控制柜溫濕度控制方式能效指標(biāo)A8的計算函數(shù)表達(dá)式如式 (10)所示；
[0035]
(1肪
[0036] 式（10)中，Ai(i= 5, 6, 7, 8)表示被計算的空調(diào)溫濕度控制方式能效指標(biāo)A5、或 者照明溫濕度控制方式能效指標(biāo)A6、或者通風(fēng)溫濕度控制方式能效指標(biāo)A7、或者控制柜溫 濕度控制方式能效指標(biāo)A8;P。。,。表示控制方式為自動控制的設(shè)備總功率，P表示所有控制方 式的設(shè)備總功率；
[0037] 所述站用變型號節(jié)能性指標(biāo)A9的計算函數(shù)表達(dá)式如式（11)所示；
[0038]
[00測式（11)中，A9為站用變型號節(jié)能性，n為變電站配變臺數(shù)；SCOREi為根據(jù)預(yù)設(shè)的 站用變型號賦分表確定的第i個站用變的節(jié)能性得分；
[0040] 所述設(shè)備老化水平指標(biāo)A10的計算函數(shù)表達(dá)式如式（12)所示；
[0041]
(12)
[0042] 式（12)中，A10為設(shè)備老化水平指標(biāo)，n為變電站主要電力設(shè)備的數(shù)量，所述主要 電力設(shè)備包括主變、站用變、并聯(lián)電容器、斷路器W及刀閩，Ni為第i個主要電力設(shè)備的運(yùn)行 年數(shù)，且當(dāng)主要電力設(shè)備的運(yùn)行年數(shù)大于20年時Ni的值取32 ;
[0043] 所述負(fù)荷形狀系數(shù)B1的計算函數(shù)表達(dá)式如式（13)所示；
[0044]
!3)
[004引式（蝴中，B1為負(fù)荷形狀系數(shù)，leff為指定時間段的有效負(fù)荷，I。為指定時間段 的平均負(fù)荷；
[0046] 所述主變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)B2的計算函數(shù)表達(dá)式如式（14)所示；
[0047]
(14)
[0048] 式（14)中，B2為主變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)，P為變壓器平均負(fù)載率；0J為變壓器經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行點(diǎn)負(fù)載率；
[0049] 所述母線電壓偏差B3的計算函數(shù)表達(dá)式如式（15)所示；
[0050]
(15)
[0051] 式（巧）中，B3為母線電壓偏差，m表示變電站電壓等級數(shù)，Aut,表示第j個電壓 等級在統(tǒng)計期內(nèi)母線整點(diǎn)電壓偏差絕對值的均值，Aut,的計算函數(shù)表達(dá)式如式（16)所示；
[0052]
M6)
[0053] 式（16)中，Aut為某個電壓等級在統(tǒng)計期內(nèi)母線整點(diǎn)電壓偏差絕對值的均值，Ui 為母線的整點(diǎn)電壓值，n為統(tǒng)計期內(nèi)整點(diǎn)數(shù)，Uw為母線額定電壓；
[0054] 所述功率因數(shù)B4的計算函數(shù)表達(dá)式如式（17)所示；
[00巧]
(巧)
[005引式（17)中，B4為功率因數(shù)，n為變電站主變繞組數(shù)，n1為主變i側(cè)的功率因數(shù)，Pi為主變i側(cè)的有功功率，Ptuhi為變電站總有功功率，其中主變i側(cè)的功率因數(shù)n1為主變 i側(cè)的有功功率Pi除W主變i側(cè)的視在功率S1得到；
[0057] 所述相間負(fù)載不平衡系數(shù)B5的計算函數(shù)表達(dá)式如式（18)或式（19)所示；
[0058]
(18)
[0059]式（18)中，B5為相間負(fù)載不平衡系數(shù)，Sm為S相中的最大負(fù)載功率，S、為S相中 的最小負(fù)載功率，為=相平均負(fù)載功率；
[0060]
(19)
[0061] 式（19)中，B5為相間負(fù)載不平衡系數(shù)，Im為=相中的最大負(fù)載電流，IX為=相中 的最小負(fù)載電流，/p為S相平均負(fù)載電流；
[0062] 所述站用變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)B6的計算函數(shù)表達(dá)式如式（20)所示；
[0063]
(20)
[0064] 式（20)中，B6為站用變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)，P為變壓器平均負(fù)載率；0J為變壓器經(jīng) 濟(jì)運(yùn)行點(diǎn)負(fù)載率；
[0065] 當(dāng)變電站的建筑朝向?yàn)槟媳毕驎r，建筑朝向指標(biāo)C1的值取為1，當(dāng)變電站的建筑 朝向?yàn)闁|西向時，建筑朝向指標(biāo)C1的值取為0，當(dāng)變電站的建筑朝向?yàn)榻橛谀媳毕蚝蜄|西 向之間時，根據(jù)朝向角度為建筑朝向指標(biāo)C1賦0和1之間的值；
[0066] 所述建筑體型系數(shù)C2的計算函數(shù)表達(dá)式如式（21)所示；
[0067]
(21)
[006引式（21)中，C2為建筑體型系數(shù)，F(xiàn)。為建筑的外表面積；Vn為建筑體積；
[0069] 所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱指標(biāo)C3的計算函數(shù)表達(dá)式如式（22)所示；
[0070]
(22)
[0071] 式（22)中，C3為圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱指標(biāo)，Ri為圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的換熱阻，R。為圍護(hù)結(jié) 構(gòu)外表面的換熱阻，R。為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的第n層材料的熱阻；
[0072] 所述窗戶隔熱指標(biāo)C4具體是指根據(jù)預(yù)設(shè)的窗戶隔熱指標(biāo)評分表確定的建筑窗戶 玻璃的隔熱性能得分；
[0073] 所述窗戶遮陽指標(biāo)巧具體是指針對變電站的無遮陽措施、室內(nèi)遮陽措施