基于多元融合的现代化配电网综合利用效率评价体系研究.pdf

2023年第45卷第4期第54页文章编号：10 0 5-7 2 7 7(2 0 2 3)0 4-0 0 54-0 4基于多元融合的现代化配电网综合利用效率评价体系研究电气传动自动化ELECTRICDRIVE AUTOMATIONVol.45,No.42023,45(4):5457邓奕星（国电华研电力科技有限公司，广东广州510 0 0 0）摘要：基于“源网荷储”全要素影响因子，开展能源多元融合下现代化配电网设备综合利用效率的影响因素分析，采用了“最佳负载率占比”“容载比”“最佳全寿命周期利用率占比三位一体评价指标，从宏观系统到微观单体设备，从时间断面到年度时间周期再到全寿命周期角度，形成了一套综合利用效率指标评价体系，能够全方位指导开展新型电力系统多元融合特征下的设备综合利用效率水平评估工作。关键词：综合利用效率；最佳负载率；现代化电网中图分类号：TM773Study on Comprehensive Utilization Efficiency Evaluation System of Modern(Guodian Huayan Electric Power Technology Co.,Ltd.,Guangzhou 510000,Guangdong,China)Abstract:Based on the all-factor influencing factor of source network load and storage,carry out the influencingfactor analysis of the comprehensive utilization efficiency of modern distribution network equipment under themulti-energy integration.We have adopted the best load ratio,capacity ratio and best life cycle utilizationratio trinity evaluation indicators,from macro system to micro single equipment,from time section to annual timecycle to full life cycle,a comprehensive utilization efficiency index evaluation system has been formed.It cancomprehensively guide the evaluation of equipment comprehensive utilization efficiency under the multiple fusioncharacteristics of the new power system.Key words:Comprehensive utilization efficiency;Optimal load rate;Modern power grid文献标志码：ADistribution Network Based on Multi-fusionDENG Yixing践行碳达峰碳中和战略，能源是主战场，电力是主力军，习总书记明确提出“要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。”这为提高电网设备与新能源匹配消纳，以及综合利用效率提升部署与实施提出了更高要求。另外，在新型电力系统和双碳目标建设及“源网荷储”全要素制约的影响下，电力设备综合效能评价需配套制定新评价标准，现有的评价配电网设备利用率的指标比较单一，已不能够满足多元融合的新型电力系统效益发挥评价需求。基于以上新趋势、新要求,本文研究形成综合利用效率指标评价体系，全方位评估了新型电力系统特征下的设备综合利用效率水平。1综合利用效能定义采用最佳负载率占比、容载比、全寿命周期利用率占比评价指标，涵盖了电网区域发展评价、设备年度运行评价、全寿命周期利用的评价角度，从“宏观系统到微观单体设备，从时间断面到年度时间周期再到全寿命周期”，全方位评估现代化电网特征下的设备综合利用效率水平，评价体系指标2023年第4期邓奕星基于多元融合的现代化配电网综合利用效率评价体系研究55表如表1所示。表1基于多元融合的现代化配电网综合利用效率评价体系指标表评价指标评价范围一级二级指标三级指标整体单体全寿命一年维度指标设备周期周期全寿命周期利时间全寿命周V用率期利用率最佳全寿命周占比V期利用率占比各电压等级容容载比V载比综合利用效率最佳负载率占比最佳高峰负载率占比最佳平均负载率占比1.1最佳负载率占比设备最佳负载率占比可以从时间断面和时间周期两方面评价，时间断面评价可选取设备“最佳高峰负载率占比”，时间周期评价可选取“最佳平均负载率占比”。定义1：设备最佳负载能力利用率网设备最佳负载能力与其极限负载能力的比值。定义2：设备高峰时刻负载能力利用率是Bm2分别为有、无间歇性DG并网的设备高峰负荷；指电网设备在全网负荷达到最高峰时刻的负载能S为设备选型额定容量；Bagl和Bam2分别为有、无间力与其极限负载能力的比值。歇性DG并网的设备平均负荷。定义3：设备平均负载能力利用率一一是指电2.2电网侧影响因素网设备在全年运行过程中的平均负载能力与其极(1)N一x安全准则限负载能力的比值。高压配电网及中压主干线按照满足“N-1原定义4：最佳负载率占比一一是指电网设备实则考虑来确定最佳负载率范围;D类供电区高压配际负载率处于最佳负载率范围内的设备数量与同电网设备按照满足“N-1原则考虑,D类供电区中类设备总数的比值 1。压主干线按照不发生重过载来考虑。则高压主变的1.2容载比最佳高峰负载率范围为6 6.7%7 5%3;高压线路最佳定义5:容载比一是指某一规划区域、某一高峰负载率为50%;A+、A、B、C类供电区中压主干线电压等级电网的公用变电设备总容量与对应网供最佳高峰负载率范围为50%6 6.7%;D类供电区中压最大负荷的比值。主干线最佳高峰负载率范围为50%8 0%。容载比计算一般以行政区县或供电分区作为(2)综合电能损耗最小统计分析范围，能够宏观上呈现地区高压设本文选取考虑年电能损耗最小的运行方式下，备综合利用水平，反映出电网供电能力增长与地计算方法得到变压器的最佳负载率，计算公式如下：方经济增长、社会发展的协调情况。1.3全寿命周期利用率定义6：设备全寿命周期利用率-时间备实际总供电量与全寿命周期设计供电量的比值。定义7:最佳设备全寿命周期利用率占比一是指电网设备实际全寿命周期利用率处于最佳全寿命周期周期时间利用率范围内的设备数量与同类设备总数的比值。周期时间2综合利用效能影响因素分析断面时间高峰负载率V断面时间平均负载率V周期时间配电网需要为其提供备用容量 2 ，一定时间内使得V断面设备闲置，减小了设备的最大负载率和平均负载时间V周期率,降低了设备的综合利用率。间歇性DG对配电网设备利用率影响程度计算如下：Bm2-BmalAuDC-ma2=100%SNBame-BaalAuDC-ag2=(100%SN是指电式中：AuDC-ma2和Aup-mga分别为间歇性DC并网下的设备高峰负载率和平均负载率变化值;Bmal和一一是指电网设2.1分布式电源侧影响因素间歇性DG接入配电网消纳了部分系统负荷且(1)(2)56电气传动自动化2023年第4期To(Po+KQo)M4=1Tm(Pi+KQt)式中：P为变压器空载有功损耗;P为变压器短路有功功率损耗；S为变压器计算负载；S为变压器额定容量；l%为变压器空载电流的百分数；U.%为变压器阻抗电压的百分数;K为无功功率的经济当量。考虑年电能损耗最小的运行方式下，高压主变的最佳高峰负载率范围为50.4%51.2%；配变的最佳高峰负载率范围为53.2%59.9%。2.3负荷侧影响因素(1)负荷特性负荷特性是影响设备利用率的重要因素,受负荷特性的影响，负荷随着时间变化的波动性非常明显 4。负荷率描述了某一周期内平均负荷与周期内最大负荷之间的关系，它代表着系统的整体效率，负荷率越大说明系统效率越高，平均负载率越高。(4)式中：Bim和Blm分别为考虑全年平均负荷和最大负荷的电网设备最佳负载能力;L-amg和LL-ma分别为电网全年平均负荷和年最大负荷;为负荷率。(2)电力需求侧管理电力需求侧管理是影响设备利用率的重要因素，其对于设备综合利用效率的影响与非间歇性分布式电源类似，起到有序降低高峰负载的作用，使得网供负荷波动和峰值减小，提升负荷率水平。另外配电网设备为负荷峰值预留的备用容量减小，使配电网设备的负载率增大。需求侧管理影响因子EDsM计算公式如下：Bmoa+BpsEDsM=-Bma式中：Bmx为不考虑需求侧管理因子影响的电网设备最佳高峰负载能力;BpsM为需求侧管理最大削峰能力。2.4储能侧影响因素储能系统是影响设备利用率的重要因素，起到削峰填谷作用 5。配电网配置储能设备后，一方面因To(Po+Klo%S)Tmx(P:+KU:%SN)网供负荷峰值减小，故配电网设备为负荷峰值预(3)留的备用容量可减小，则可以选择额定容量较小的配电网设备，可使网供负荷峰值与配电网设备的额定容量更加接近，使配电网设备的负载率增大；另一方面高峰负荷时刻通过储能处理削峰,进一步提升设备最佳负载极限。若储能系统充电电源来源于配电网系统本身，则起填谷作用，设备平均负载率不变；若储能系统充电电源来源于分布式发电电源，则会降低设备平均负载。储能系统配置后的设备最佳平均负载能力Bsng：Qma-QasBes-ng=-T。式中：Bm为不考虑储能系统影响的电网设备最佳负载能力;B为储能系统最大负载能力；Qmr为设备全年供电量；Qe为分布式电源储能电量；T。为设备年受电时间，为8 7 6 0 h。3综合利用效能评价指标体系制定3.1最佳综合利用效率范围(1)最佳负载率范围考虑“源网荷储 全要素因子对于设备负载率影响，根据上述公式1 6,计算确定设备最佳负载率范围如下。最佳高峰负载率：110 kV主变最佳范围为40.1%75%，35k V 主变最佳范围为40.1%7 0%，10 kV配变最佳范围为38.6%6 1.1%。110 kV线路最佳范围为39.8%50%，35k V 线路最佳范围为34.7%50%，10kV线路最佳范围为39.8%6 8%。最佳平均负载率：110 kV主变最佳范围为2 6.1%56.3%，35k V 主变最佳范围为2 2.1%52.5%，10 kV配变最佳范围为15.1%43.8%。110 kV线路最佳范围为2 0.8%37.5%，35kV线路最佳范围为19.9%37.5%，(5)10kV线路最佳范围为19.4%49.7%。(2)最佳容载比范围当年负荷平均增长率KP小于2%时，110 kV和35kV最佳容载比范围为1.5 1.7；当2%KP4%，最佳容载比为1.6 1.8；当4%7%，最佳容载比为1.8 2.0。(3)最佳全寿命周期利用率范围(6)2023年第4期一级二级评价评价指标指标变压最佳35kV主变器高峰10kV.20kV配变负载110kV线路率乡线路35kV线路最佳10kV、2 0 k V 线路负载率最佳器平均10kV、2 0 k V 配变负载110kV线路率线路35kV线路10kV、2 0 k V 线路影响因子一级评二级评区域年负饱和期较慢增长中等增长较快增长评估评估估得价指标价指标荷平均增长率KPKP2%2%KP4%4%7%容载比1.61.81.71.91.61.81.71.9表4“最佳全寿命周期利用率占比”评价子模型综合利用效率评估分项总评处于最佳范设备量最佳全寿命评估估得高值围内设备数总数利用率占比得分分52.3%48.8%41.2%31.9%31.9%43.4%分项权重5.4%最佳高峰负载率占比 8 0%，2.3%评分1 0 0 分；3.6%最佳高峰负载率占比8 0%，3.6%评分为1 0 0 8 0 x其占比值。2.3%5.0%5.4%最佳平均负载率占比 6 0%，2.3%评分1 0 0 分；4.1%最佳平均负载率占比6 0%，3.6%评分为1 0 0 6 0 x其占比值。2.3%5.4%分项评分标准分项（满分1 0 0 分）权重容载比偏差档位0，评分1 0 0 分1.82.0容载比偏差档位1,评分8 0 1 0 0 分容载比偏差档位2，评分6 0 8 0 分1.82.0容载比偏差档位3，评分 6 0%，评分1 0 0 分；最佳全寿命利用率占比6 0%，5.4%评分为1 0 0 6 0 X其占比值。3.0%6.6%（3)“最佳全寿命周期利用率占比 评价子模型如表4所示。（4)综合利用效率指标评价总模型基于“最佳负载率占比”“最佳容载比”以及“最佳全寿命周期利用率占比”子评价模型结果，采用加权移动平均数学分析法，构建多元融合的现代化配电网综合利用效率评价总模型：Y,=ZY,X;式中：Y,是使用n种子评价模型结果的加权平均值；Y,是子评价模型结果；X,是子评价模型的权重数，其中“最佳负载率占比”“最佳容载比”“最佳(下转第41 页）17.5%7.5%分项权重7.5%3.0%4.5%(7)2023年第4期额定文，杨生泽预装式变电站试验装置的研究与分析41各个关键节点的参考电压、电流、频率值，同时显示被开始试品的额定容量额定电压、额定电流及编号等信息。界面输人试验数据，通过网口发至下位机系统初始化数据采集数据分析处理试验数据显示、存储调整电源电量判断是是否需要调整电源？否图3预装式变电站试验装置温升试验软件总流程图.+（上接第57 页）全寿命周期利用率占比”权重值分别是45%、2 5%、30%；N 是评价指标数。4应用实例对某市A区应用评价模型进行配电网综合利用效率评估，可知A区总评估得分为59 分，总体处于一般水平,综合利用效率存在很大提升空间。其中A区110 kV主变最佳高峰负载率范围设备占比为6 2.1%，处于良好水平；中压配变、高中压线路最佳高峰负载率占比偏低。A区110 kV主变和中压线路最佳平均负载率范围设备占比达到优秀水平；110 kV线路和中压配变最佳平均负载率占比偏低。A区最佳容载比评分为8 3.2分，处于中上游水平，容载比控制水平较好。A区最佳全寿命利用率占比指标较低，配网潜力和提升空间巨大,中压配变最佳全寿命利用率占比仅为7.1%，主要是中压配变负荷率较低，寿命使用率低因素造成。5结论本文基于源网荷储全要素影响因子，创新性采油温判断温度变化小于1Kh是杏是否已定时？是定时定时已到？是温升试验第一阶段结束，进行直流电阻测量自动绘制温升曲线图，生成试验报告2结论否本文主要结合目前国内外预装式变电站实际生产现状，依据国家标准和企业标准，通过查阅大量资料和研究分析，设计了电压互感器突发短路时的试验检测系统。现场实际应用表明，该系统性能可靠，能有效提升电压互感器突发短路时检测试验的质量、效率和准确度。参考文献1张恺.电力变压器温升试验自动控制系统的研究与设计c河北农业大学硕士论文集，2 0 0 9.2 G B/T 10 9 4.1，电力变压器第1部分：总则 S.2017.3GB/T17467，高压/低压预装式变电站 S.2020.4 J B/T 50 1-2 0 2 0，电力变压器试验导则 S.2020.用了最佳负载率占比、最佳容载比、最佳全寿命周期利用率占比三位一体评价指标，形成了一套综合利用效率指标评价体系。基于本文工作，可以在配电网规划方案的评估中得到更为全面的考核结论,并且通过进一步的方案综合效益评估等工作,可以更为有效地实现可靠性与经济性的平衡,进而得到最佳方案。参考文献1刘洪，郭寅昌，葛少云，等.配电系统供电能力的修正计算方法 J.电网技术，2 0 12,36（3）:2 17-2 2 2.2张勇军,石辉，翟伟芳，等.基于层次分析法-灰色综合关联及多灰色模型组合建模的线损率预测 J.电网技术,2 0 11,35(6):7 1-7 6.3刘洪，杨卫红，王成山，等.配电网设备利用率评价标准与提升措施 J.电网技术，2 0 14,38（2)：40 0-40 5.4魏春,韩民晓，杨霞.低碳经济对电网负荷率特性的影响分析 J.电网技术，2 0 10,34(9)：10 0-10 4.5杨明海,刘洪,王成山，等.中压配电系统供电模型研究J.北京师范大学学报（自然科学版),2 0 11,47(4):38 2-38 6.收稿日期：2 0 2 3-0 2-16收稿日期：2 0 2 3-0 2-16+