配電網(wǎng)規(guī)劃及可靠性與經(jīng)濟(jì)性的綜合評估

汪娟英

摘 要：配電網(wǎng)是電網(wǎng)的重要組成部分，是地區(qū)重要的基礎(chǔ)設(shè)施。隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高，配電網(wǎng)的建設(shè)不但要保證為地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人民生活水平提高提供優(yōu)質(zhì)、可靠的電力供應(yīng)，同時也要滿足建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的需求。本文以淳安縣配電網(wǎng)規(guī)劃方面分析；闡述了一種基于模糊層次分析法的配電網(wǎng)規(guī)劃的可靠性與經(jīng)濟(jì)性綜合評估方法，對淳安縣配電網(wǎng)的規(guī)劃進(jìn)行了可靠性與經(jīng)濟(jì)性綜合評估。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)規(guī)劃；經(jīng)濟(jì)性與可靠性綜合評價；模糊層次分析法

中圖分類號：TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）19-0180-01

1 淳安縣配電網(wǎng)規(guī)劃

1.1 淳安縣配電網(wǎng)分區(qū)及供電范圍

根據(jù)現(xiàn)狀的城鎮(zhèn)格局和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，結(jié)合縣域規(guī)劃的區(qū)域劃分及河流山陵對地塊的分隔等實(shí)際情況，將淳安電網(wǎng)劃分為兩個大區(qū)，八個供電分區(qū)。

兩個供電大區(qū)為東北塊和西南塊，八個供電分區(qū)為姜家片、汾口片、大市片、威坪片、臨岐片、青溪片、青溪新城和千島湖鎮(zhèn)主城區(qū)。其中東北塊是以千島湖鎮(zhèn)和青溪新城為核心，并覆蓋臨近的石林鎮(zhèn)、富文鄉(xiāng)、里商鄉(xiāng)、金峰鄉(xiāng)、左口鄉(xiāng)、文昌鎮(zhèn)、臨岐鎮(zhèn)、瑤山鄉(xiāng)及屏門鄉(xiāng)等10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，包括了臨岐片、青溪片、青溪新城和千島湖鎮(zhèn)主城區(qū)四個供電分區(qū)。西南塊是以威坪、汾口、姜家等二級城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)中心為核心，覆蓋臨近的宋村鄉(xiāng)、鳩坑鄉(xiāng)、王阜鄉(xiāng)、楓樹嶺鎮(zhèn)、大市鎮(zhèn)、安陽鄉(xiāng)、中洲鎮(zhèn)、梓桐鎮(zhèn)、界首鄉(xiāng)、浪川鄉(xiāng)等13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，包括了姜家片、汾口片、大市片、威坪片四個供電分區(qū)。

在各個分區(qū)歷史負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，充分考慮各個區(qū)塊的負(fù)荷特性、功能定位和發(fā)展規(guī)模，結(jié)合主要建設(shè)投資項(xiàng)目及遠(yuǎn)期的發(fā)展戰(zhàn)略，進(jìn)行了各分區(qū)的電量和負(fù)荷預(yù)測。

1.2 淳安縣各級配電網(wǎng)現(xiàn)狀規(guī)劃

淳安縣地域廣闊，縣域西部地區(qū)有姜家、汾口、大市三個片區(qū)，擁有8鎮(zhèn)3鄉(xiāng)。1800多平方公里現(xiàn)狀已建有110kV上網(wǎng)的楓樹嶺水電站，和一批35kV上網(wǎng)水電站。區(qū)域內(nèi)已建有二處110kV變電站和三個35kV變電站，供電區(qū)域測算2020年負(fù)荷8.35萬kW，按區(qū)域發(fā)展還將落點(diǎn)兩處110kV變電站。而該區(qū)域距現(xiàn)淳安電網(wǎng)的電源220kV排嶺變距離較遠(yuǎn)，且有千島湖相隔，建設(shè)大量遠(yuǎn)距離高壓配電線路條件受限。需要在西部區(qū)域落點(diǎn)新的220kV輸電電源點(diǎn)，以支撐淳安西部110kV高壓配電網(wǎng)絡(luò)及電能傳輸與分配。規(guī)劃擬于2019年在西部次中心城鎮(zhèn)汾口以東的浪川落點(diǎn)建220kV浪川變，一期180MVA，遠(yuǎn)景規(guī)模3×180MVA。220kV線路擬由排嶺變出2回線，另外從500kV桐廬變出2回線在上述線路中的一回線開口環(huán)入構(gòu)成淳安電網(wǎng)的220kV二個單回環(huán)網(wǎng)，為110kV高壓配電網(wǎng)絡(luò)提供了電源支撐，在此基礎(chǔ)上對110kV做更詳盡的規(guī)劃。

2 淳安縣配電網(wǎng)規(guī)劃的可靠性、經(jīng)濟(jì)性綜合評估

2.1 配電網(wǎng)供電可靠性與經(jīng)濟(jì)性評估發(fā)展?fàn)顩r

目前，很多國家都建有相對完善的能用于實(shí)際生產(chǎn)和相應(yīng)運(yùn)行系統(tǒng)的配電系統(tǒng)供電可靠性與經(jīng)濟(jì)性評估指標(biāo)體系。其中具有代表性的是，美國的PRISM Real-Time OMS系統(tǒng)，韓國的DAS系統(tǒng)，系統(tǒng)可以實(shí)時地評估且優(yōu)化配電系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性與運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。供電可靠性與經(jīng)濟(jì)性評估也已經(jīng)成為很多國家（美國、日本、加拿大、英國、新加坡、韓國等）配電系統(tǒng)規(guī)劃決策及系統(tǒng)運(yùn)行中的一項(xiàng)常規(guī)性工作。我國在二十世紀(jì)八十年代才開始研究對配電網(wǎng)的可靠性進(jìn)行研究，相對起步較晚且發(fā)展也較為緩慢，在1983年云南電力實(shí)驗(yàn)研究所才制定了第一套《配電系統(tǒng)供電可靠性統(tǒng)計(jì)評價方法》，直到1989年，能源部電力可靠性管理中心將這套《配電系統(tǒng)供電可靠性統(tǒng)計(jì)評價方法》進(jìn)行修改，頒布了《供電系統(tǒng)電力客戶供電可靠性統(tǒng)計(jì)方法》，我國的配網(wǎng)可靠性管理工作才由此全面展開。

2.2 配電網(wǎng)供電可靠性與經(jīng)濟(jì)性評估方法現(xiàn)狀

2.2.1 配電網(wǎng)可靠性評估方法現(xiàn)狀

目前基本的配電網(wǎng)可靠性評估的方法有解析法和模擬法兩類，近年來，隨著人工智能的發(fā)展，也有學(xué)者將人工智能引入到配電系統(tǒng)的可靠性評估。

（1）解析法。目前配電網(wǎng)可靠性評估廣泛采用解析法進(jìn)行，該方法采用嚴(yán)格數(shù)學(xué)手段，具有較高的可信度。利用解析法進(jìn)行可靠性評估的基本過程是：以元件功能和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)建立系統(tǒng)的可靠性概率模型，采用數(shù)學(xué)方法對模型迭代求解，計(jì)算出系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。解析法模型準(zhǔn)確，原理簡單，因此其應(yīng)用較為廣泛。

（2）模擬法。模擬法進(jìn)行可靠性評估時，利用計(jì)算機(jī)隨機(jī)數(shù)對應(yīng)系統(tǒng)中每個元件的概率參數(shù)，模擬過程中對隨機(jī)數(shù)進(jìn)行一段時間的觀察，對要求的可靠性指標(biāo)進(jìn)行估算。該方法進(jìn)行評估時對系統(tǒng)規(guī)模不敏感，評估計(jì)算靈活，而且能給出可靠性指標(biāo)的概率分布。但獲得較高的計(jì)算精度的情況下需要花費(fèi)時間較長，且模擬法不能對系統(tǒng)進(jìn)行針對的分析。

模擬法主要是指蒙特卡洛法，其計(jì)算過程是：首先對系統(tǒng)和設(shè)備建立相應(yīng)的概率模型，使問題的解與模型的參數(shù)相等。然后對模型進(jìn)行抽樣試驗(yàn)，對參數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征進(jìn)行計(jì)算，獲得所求解的近似值。

（3）人工智能算法。隨著人工智能算法的發(fā)展，人們近年來嘗試在可靠性分析領(lǐng)域引入人工智能的方法，建立相應(yīng)的可靠新評估方法如模型可靠性評估法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。通過利用模糊數(shù)對設(shè)備修復(fù)率、故障率等概率數(shù)值的不確定性表示，再結(jié)合模糊集合運(yùn)算獲得系統(tǒng)的模糊可靠性指標(biāo)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法可以對影響系統(tǒng)可靠性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化等實(shí)際運(yùn)行條件進(jìn)行綜合考慮，但由于設(shè)計(jì)困難，解決隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)選取問題困難，導(dǎo)致其發(fā)展緩慢。

2.2.2 配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性與可靠性協(xié)調(diào)評估方法

（1）層次分析法。層次分析法主要應(yīng)用于定量與定性分析相結(jié)合的多屬性決策方法。層次分析法在解決難以完全用定量分析法分析復(fù)雜問題時，較為系統(tǒng)、簡單、準(zhǔn)確的解決難以量化的這種多目標(biāo)的決策問題。其總體上為三個基本步驟：首先建立層次結(jié)構(gòu)模型；然后從準(zhǔn)則層開始對每一層構(gòu)造出比較陣，最后對構(gòu)造出的比較矩陣計(jì)算權(quán)向量并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

（2）模糊分析法。模糊分析法是一種基于模糊數(shù)學(xué)理論的綜合評價方法，它主要基于模糊數(shù)學(xué)的隸屬度的理論有效的將定性分析轉(zhuǎn)化為定量分析，更多的應(yīng)用在有多種制約因素的事物對另一個總體的評價問題中。隸屬度函數(shù)的確立是模糊分析法的難點(diǎn)，隸屬度函數(shù)有各很多種方法，其中常用的有F統(tǒng)計(jì)方法、有經(jīng)驗(yàn)的專家直接打分的方法。

（3）多層次的模糊綜合評估方法。為了有效的解決配電網(wǎng)規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)性與可靠性綜合評價過程中涉及的指標(biāo)數(shù)量多、指標(biāo)難以量化的問題，本文結(jié)合了層次分析法、模糊分析法的特點(diǎn)，提出了多層次的模糊綜合評估方法。

該方法的具體流程圖如圖1所示：

一般來說綜合評價方法分為三個層次：目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層。

目標(biāo)層即圖1中的M集合、目標(biāo)層是最終期望達(dá)到的評價結(jié)果，只能包含一個關(guān)鍵因素。

準(zhǔn)則層是將目標(biāo)層M分解成若干個子集。在準(zhǔn)則層的基礎(chǔ)上建立方案層。換言之每一個子集Mi都是達(dá)到目標(biāo)層評價結(jié)果的主要因素。

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