2. 1 设备投资 G
G是指方案中所有设备设施的投资总和 (折
算成等年值 ) 。
∑m
G ( x) =
i =1
(
k 1
(1 +
+ k)
k) n n-
i
1 pi
+ ai
பைடு நூலகம்(2)
式中 : m —投资的总项数 ; ni —第 i项投资的使用 年限 ; k—利率 ; pi —第 i项投资的初期投资 ; ai — 第 i项投资的每年投资 (包括运行费用 ) 。
对于每个具体用户的停电损失 ,从理论上讲 , 是可以具体确定并加以计算的 ,但是实际上做起 来却很困难 ,这不仅由于各个用户的用电性质不 同 ,而且也因停电发生的时间及停电持续时间的 长短不同 [ 8 ] 。因此对某个地区不同用电性质进 行平均化处理具有统计学意义和普遍的适用性 。 目前各国对停电损失值的估计方法各不相同 ,适 用于我国的停电损失评估方法主要有平均电价折 算倍数法 、产电比法 、总拥有费用法 。其中产电比 是指某一时期 、某一地区内国内生产总值 ( GDP) 与消耗电能之比 ,单位为元 / kW h,它描述了单位 电能创造的经济效益 ,是对电能货币价值的一种 社会度量 ,可以从宏观上近似估计停电损失 。
图 2 有备用电源的放射式结构图
图 3 环式结构图
图 4 双电源并联结构图
图中 S、S1 、S2 表示电源 , AS是备用电源 , K 为开断点 , a、b、c、d、e为负荷点 。
如果对某方案做了修改 , 可以这样判断修改 在经济上是否可取 :
计算 ΔU ( x) = ΔG ( x) +ΔX ( x) +ΔS ( x) + αΔK ( x) 。如果 ΔU ( x) ≤ 0, 说明这样的修改在经 济上是可取的 ,相反如果 ΔU ( x) > 0,则说明这样 的修改在经济上是不可取的 。
网络总损耗 。
j
∑ S ( x) =
I2i ( x) ri hi p
(4)
i =1
式中 : i—线路总数 ; Ii —第 i条线路的电流 ; ri —第
i条线路的电阻 ; hi —第 i条线路的年运行时间 ;
p—平均电价 。
2. 4 停电损失 K
K是指单位时间 (通常为一年 ) 内 , 因各种设
2007年 ,第 3期 - λ| -
对一选定的地区 ,结合该地区的负荷密度 、街 道分布等具体情况 ,可以对不同接线模式下的网 络方案进行经济性和可靠性分析 [ 9 ] 。然而这样 的结果必然受到该地区具体条件的约束 ,因此对 分析地区的负荷分布等加以理想化 ,更能得到一 般性的结论 。
2 评估方法
要综合评估配电网的经济性和可靠性 ,需要 把这两个不同的指标合并在一起来考虑 。本文用 用户停电损失来定量描述可靠性 。
(配电网重构 ) 。对一网络方案来说 , 重构可以改
变运行方式和可靠性 , 从而改变 ( 5) 式中的 EN S
值 。对不同方案进行比较的时候应该用每种方案
的最优情况进行比较 。方案的最优运行方式可以
通过遗传算法来求得 。
遗传算法求解最优 EN S 的目标函数为 :
l
j
∑ ∑ m inEN S ( x) = w i ( x) ui = w i ( x)λi ri
可靠性和经济性的协调 ,可理解为寻求以下 若干问题的解答 [ 6 ] :
a)在给定投资的条件下 ,能把可靠性提高到
何等水平 ? b)在给定的可靠性条件下 ,如何使建造系统
的费用最小 ? c)在给定预算的条件下 ,应把投资花在什么
地方最恰当 ? d)在什么基础上对不同的方案进行比较 ? 要解决上述问题 ,就需要把配电网的经济性
2. 2 检修费用 X
X 是指单位时间 (通常为一年 ) 内 , 因维修故
障设备所需要的费用 。X 只考虑故障检修 , 不考虑
计划检修 。
n
∑ X ( x) = Ji ( x)
(3)
i =1
式中 : n—每年检修任务的总项数 ; Ji —第 i项检
修任务的费用 。
2. 3 线路损耗 S S 是指单位时间 (通常为一年 ) 内 , 配电网的
0 引 言
经济性和可靠性是电力系统的两个非常重要 的指标 ,但同时也是相互矛盾的两个指标 。目前 国内外对这两方面都进行了非常多的研究 ,但综 合考虑两者的研究却不多 ,大多是分别对经济性 和可靠性进行分析 [ 1 - 5 ] 。
在配电网领域 ,合理的可靠性水平总是与经 济性相联系的 ,可靠性需与经济性协调 。这一工 作十分复杂 ,需将故障的费用加以量化 ,同时为提 高可靠性所需的费用也要量化 。而在实际工程应 用中这点有时候是很难做到的 。
结果 。
遗传算法的适值函数定义为 : F = 1 / EN S ( x) 。 对配电网中所有的开关进行编码 ,由于开关 的数量一般比较多 ,如果不作任何处理 , GA 空间 将会有大量的个体 ,而由于配电网无孤岛和开环 运行等特点 ,将会产生大量的无效解 ,这样会影响 遗传算法求解过程的速度 。因此可以做以下处
停电损失是指电力供应不完全可靠或预期不 完全可靠时社会所承担的全部经济损失 。它不仅 包含电力用户的经济损失 ,而且也包括电力企业 的经济损失 ,用户的停电损失一般分为直接停电 损失和间接停电损失 。前者是指实际发生停电时 及以后一段时间内承担的损失 ;后者是指用户为 减少停电影响 ,调整其活动而支付的额外费用 ,或 采用备用能源而承担的费用 。直接停电损失通常 是由未曾预期到的停电的短期效应决定的 ;而间接 停电损失则是预期将发生停电的更长期考虑所产 生的 [7 ] 。本文中的用户停电损失是直接停电损失 。
i =1
i =1
约束条件 : Ii < Iimax ( i = 1, 2, 3, …, j)
式中 : l—总负荷点数 ; w i —负荷 i的连接负荷 ; ui、
λ i
、ri
—分别为负荷
i的年停电时间
( h / a) 、负荷
i
的故障率 (次 / a) 、负荷 i每次故障的平均停电时
间 ( h / 次 ) 。它 们 都 是 基 于 PSS /A 软 件 的 计 算
In tegra ted econom ic and reliab ility eva lua tion of d istr ibution network
L IU L i, HUAN G M in2xiang
(Department of Electrical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China) Abstract:A method to evaluate both economy and reliability of distribution network was established, combining with distri2 bution network reconfiguration and software of PSS/A. U sing power customer interrup tion cost to describe reliability index, with consideration of econom ic investment, network loss, maintenance cost and so on, it solved the p roblem between econo2 my and reliability. Thismethod can be used for integrated econom ic and reliability evaluation of different distribution network p rogram s and can also be used to judge the econom ic availability of a p rogram after it is modified. It introduced reliability weight to satisfy different reliability demands from different distribution networks. The testing examp le established with this method p resented the choice of different connection modes in distribution system s based on load density. Key words: distribution network; reliability; econom ic; evaluation; PSS/A
研究与探讨
配电网经济性和可靠性的综合评估
刘 立 ,黄民翔
(浙江大学 电气工程学院 ,浙江 杭州 310027)
摘 要 :结合配电网重构和 PSS/A软件 ,建立了一套综合考虑配电网经济性和可靠性的评估方法 ,用停电损失 来经济量化可靠性的指标 ,并综合考虑经济投资 、线路损耗 、检修费用等 ,解决了经济性和可靠性的矛盾 。该方 法可以用于综合评估不同配网方案的经济性和可靠性 ,也可以用于判断方案修改的经济可取性 。方法引入了 可靠性惩罚系数 ,考虑了停电损失的权重 ,满足了实际不同配电网对可靠性的不同要求 。通过算例分析了在不 同负荷密度下对配电网接线方式的选择 。 关键词 :配电网 ;可靠性 ;经济性 ;评估 ; PSS/A 中图分类号 : TM732 文献标识码 : A 文章编号 : 1004 - 3950 (2007) 03 - 00016 - 04
理 :不处于任何环路的支路开关必须闭合 ;一个开 关闭合必然造成回路 ,相应的回路中需要打开一 个开关 。