專利名稱：一種基于綜合成本最低的配電線路選型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種基于綜合成本最低的配電線路選型方法。
背景技術(shù)：
配電線路的投資在電網(wǎng)總投資中所占的比重較大，所以合理選擇線路(導(dǎo)體材料、截面)顯得尤為重要。選擇不同材質(zhì)的導(dǎo)體(銅、鋁等)，投資成本會(huì)有較大差異。如果導(dǎo)線截面選擇的過(guò)大，將進(jìn)一步增加電力線路的投資和有色金屬的消耗量；導(dǎo)線截面選擇的過(guò)小，在運(yùn)行中將使網(wǎng)損增大，電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差，且電壓損耗增大，致使網(wǎng)絡(luò)中有些點(diǎn)的電壓不符合要求，使電能質(zhì)量變差。此外，由不同導(dǎo)體構(gòu)成的線路(如架空、電纜線路)，由于故障率、恢復(fù)時(shí)間的不同，對(duì)于用戶供電可靠性也有影響，用戶停電損失成本也有差異。因此，正確選擇配電線路，對(duì)全社會(huì)綜合成本的最優(yōu)運(yùn)行及提高電能質(zhì)量至關(guān)重要?！?br> 目前，配電線路主要有按照經(jīng)濟(jì)電流密度選型、按容許電壓損耗選型、按導(dǎo)線的長(zhǎng)期發(fā)熱條件選型、按機(jī)械強(qiáng)度要求選型等幾種方法，其中按照經(jīng)濟(jì)電流密度選型(DL/T5222-2005)的方法應(yīng)用最為廣泛，被認(rèn)為能夠?qū)崿F(xiàn)線路運(yùn)營(yíng)的效益最大化。但是，該方法自身也存在一些不足之處(I)該方法只考慮了線路投資成本、電能損耗成本，未考慮運(yùn)行維護(hù)成本、退役處置成本，不能精確反映線路設(shè)備的全壽命周期費(fèi)用。(2)該方法以電網(wǎng)企業(yè)費(fèi)用最低為目標(biāo)函數(shù)，未考慮用戶(停電損失成本)及環(huán)境成本，不能反映全社會(huì)綜合成本。因此，亟待發(fā)明一種能夠綜合考慮全社會(huì)成本的線路選型方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于綜合成本最低的配電線路選型方法，能夠?qū)崿F(xiàn)線路壽命周期內(nèi)全社會(huì)綜合成本最低。本發(fā)明提供的一種基于綜合成本最低的配電線路選型方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括如下步驟( I)給定負(fù)荷的峰值；(2)根據(jù)配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則確定電壓等級(jí)；(3)根據(jù)所述配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則，選取該電壓等級(jí)的線路系列，S卩；(4)逐個(gè)計(jì)算所選線路系列的成本，即；(5)選取綜合成本最低的線路類型，S卩；(6)對(duì)所選線路進(jìn)行容許電壓損耗校驗(yàn)，若滿足要求，則該線路為最優(yōu)，否則返回步驟(2)。其中，步驟(I)所述給定負(fù)荷的峰值是指由規(guī)劃設(shè)計(jì)人員對(duì)用戶的生產(chǎn)規(guī)模、生活水平和用電特性進(jìn)行預(yù)測(cè)并制成負(fù)荷特性曲線，其峰值根據(jù)所述負(fù)荷特性曲線確定。
其中，步驟(2)所述配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則為《城市配電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則》。其中，步驟(4)線路系列的成本的表達(dá)式為式中，為投資成本，包括線路設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、安裝調(diào)試費(fèi)及其他相關(guān)費(fèi)用；為運(yùn)行維護(hù)成本，為保持線路設(shè)備的技術(shù)質(zhì)量，對(duì)其進(jìn)行的檢修費(fèi)用及運(yùn)行中的維護(hù)、管理費(fèi)用；為電能損耗成本，由電能損耗和電價(jià)決定；為停電損失成本，包含停電損失費(fèi)用、設(shè)備性能及壽命損失費(fèi)用以及間接損失費(fèi)(該值為缺供電量與單位電量所創(chuàng)造的產(chǎn)值的乘積)，在電力市場(chǎng)條件下，停電損失成本可反映在可靠性電價(jià)水平上；為退役處置成本，包括設(shè)備退役時(shí)處置的人工、設(shè)備費(fèi)用以及運(yùn)輸費(fèi)和設(shè)備退役·處理時(shí)的環(huán)保費(fèi)用，并應(yīng)減去設(shè)備退役時(shí)的殘值；為環(huán)境成本，設(shè)備為滿足環(huán)保要求而額外需花的費(fèi)用，并應(yīng)減去節(jié)能減排所產(chǎn)生的收益。其中，步驟(6)對(duì)所選線路進(jìn)行容許電壓損耗校驗(yàn)的步驟包括I)根據(jù)峰荷、所選線路的參數(shù)，開展潮流計(jì)算工作；2)校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果是否滿足《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差(GB / T12325-2003)》中的相應(yīng)要求。其中，步驟(6)若不滿足要求，通過(guò)裝設(shè)電容器、線路調(diào)壓器以及更換大截面導(dǎo)線措施完成改善電壓質(zhì)量。其中，所述參數(shù)包括所選線路的長(zhǎng)度電阻和電抗。與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為(I)本發(fā)明綜合考慮了線路設(shè)備的投資成本、運(yùn)行維護(hù)成本、電能損耗成本、停電損失成本、退役處置成本和環(huán)境成本，解決了現(xiàn)有線路選型方法不能反映線路設(shè)備的全壽命周期成本以及用戶和環(huán)境成本的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)線路壽命周期內(nèi)全社會(huì)綜合成本最低。(2)統(tǒng)籌考慮了線路全壽命周期內(nèi)的電力企業(yè)、用戶、環(huán)境等全社會(huì)綜合成本，解決了現(xiàn)有線路選型方法不能反映用戶及環(huán)境成本的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)全社會(huì)綜合價(jià)值最大化。( 3 )本發(fā)明可用于電力市場(chǎng)條件下可靠性電價(jià)的制定，通過(guò)市場(chǎng)引導(dǎo)電力企業(yè)決策，以協(xié)調(diào)保證供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。


圖I為本發(fā)明提供的基于綜合成本最低的配電線路選型方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例提出的一種基于綜合成本最低的配電線路選型方法，其流程圖如圖I所示，具體包括如下步驟(I)給定負(fù)荷的峰值Pmax ;由規(guī)劃設(shè)計(jì)人員對(duì)用戶的生產(chǎn)規(guī)模、生活水平和用電特性進(jìn)行預(yù)測(cè)并制成負(fù)荷特性曲線，其峰值根據(jù)所述負(fù)荷特性曲線確定。
(2)根據(jù)配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則確定電壓等級(jí)U ;配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則為《城市配電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則》。(3)根據(jù)所述配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則，選取該電壓等級(jí)的線路系列，即=SpS^Sn;(4)逐個(gè)計(jì)算所選線路系列的成本，即CS1、Cs2…Csn;線路系列的成本Csi的表達(dá)式為Csi — C1+ αΜ+0Ε+0ΕΝ5+CD+CE式中，C1為投資成本，包括線路設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、安裝調(diào)試費(fèi)及其他相關(guān)費(fèi)用；
Ccm為運(yùn)行維護(hù)成本，為保持線路設(shè)備的技術(shù)質(zhì)量，對(duì)其進(jìn)行的檢修費(fèi)用及運(yùn)行中的維護(hù)、管理費(fèi)用；Ce為電能損耗成本，由電能損耗和電價(jià)決定；Cens為停電損失成本，包含停電損失費(fèi)用、設(shè)備性能及壽命損失費(fèi)用以及間接損失費(fèi)(該值為缺供電量與單位電量所創(chuàng)造的產(chǎn)值的乘積)，在電力市場(chǎng)條件下，停電損失成本可反映在可靠性電價(jià)水平上；Cd為退役處置成本，包括設(shè)備退役時(shí)處置的人工、設(shè)備費(fèi)用以及運(yùn)輸費(fèi)和設(shè)備退役處理時(shí)的環(huán)保費(fèi)用，并應(yīng)減去設(shè)備退役時(shí)的殘值；Ce為環(huán)境成本，設(shè)備為滿足環(huán)保要求而額外需花的費(fèi)用，并應(yīng)減去節(jié)能減排所產(chǎn)生的收益。
η(5)選取綜合成本最低的線路類型，即min Σ Csi ；
= 1(6)對(duì)所選線路進(jìn)行容許電壓損耗校驗(yàn)，若滿足要求，則該線路為最優(yōu)，否則返回步驟(2)。若不滿足要求，也可通過(guò)裝設(shè)電容器、線路調(diào)壓器以及更換大截面導(dǎo)線措施完成改善電壓質(zhì)量。對(duì)所選線路進(jìn)行容許電壓損耗校驗(yàn)的步驟包括I)根據(jù)峰荷、所選線路的長(zhǎng)度電阻、電抗、等參數(shù)，開展潮流計(jì)算工作；2)校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果是否滿足《電能質(zhì)量一供電電壓允許偏差(GB / T12325-2003)》中的相應(yīng)要求。本實(shí)施例以某用戶負(fù)荷4MW、距離變電站3km為例，按照《城市配電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則》，用戶供電電壓應(yīng)為10kv，常用的線路序列主要有JKLYJ-240、YJLV-3*300、YJLV-3*400。一、電網(wǎng)模型參數(shù)配置按照用戶的負(fù)荷水平、距離電源點(diǎn)的距離，以常用的電網(wǎng)模型參數(shù)(造價(jià)、壽命周期、電價(jià)、用戶停電損失等)為基礎(chǔ)進(jìn)行配置，其中線損率、供電可靠率為根據(jù)典型電網(wǎng)配置計(jì)算后的數(shù)值。
ΓΓΖΞ線路序列I線路序列2線路序列3
線路序列---
__JKLYJ-240__YJLY-300__YJLV-400
_負(fù)荷(MW)__4__4__4_
_距離(:km_)__3Λ__3Λ__33_
造價(jià)(萬(wàn)元/km)— 15.0040.0045.00
權(quán)利要求
1.一種基于綜合成本最低的配電線路選型方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 (1)給定負(fù)荷的峰值Pmax； (2)根據(jù)配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則確定電壓等級(jí)U； (3)根據(jù)所述配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則，選取該電壓等級(jí)的線路系列，S卩=SpS^Sn; (4)逐個(gè)計(jì)算所選線路系列的成本，即CS1、CS2…Csn; η (5)選取綜合成本最低的線路類型，即
2.如權(quán)利要求I所述的選型方法，其特征在于，步驟(I)所述給定負(fù)荷的峰值是指由規(guī)劃設(shè)計(jì)人員對(duì)用戶的生產(chǎn)規(guī)模、生活水平和用電特性進(jìn)行預(yù)測(cè)并制成負(fù)荷特性曲線，其峰值根據(jù)所述負(fù)荷特性曲線確定。
3.如權(quán)利要求I所述的選型方法，其特征在于，步驟(2)所述配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則為《城市配電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則》。
4.如權(quán)利要求I所述的選型方法，其特征在于，步驟(4)線路系列的成本Csi的表達(dá)式為 Csi — C1+Cc&m+Ce+Cens+Cd+Ce 式中，C1為投資成本，包括線路設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、安裝調(diào)試費(fèi)及其他相關(guān)費(fèi)用； Cmm為運(yùn)行維護(hù)成本，為保持線路設(shè)備的技術(shù)質(zhì)量，對(duì)其進(jìn)行的檢修費(fèi)用及運(yùn)行中的維護(hù)、管理費(fèi)用； Cr為電能損耗成本，由電能損耗和電價(jià)決定； Cens為停電損失成本,包含停電損失費(fèi)用、設(shè)備性能及壽命損失費(fèi)用以及間接損失費(fèi)(該值為缺供電量與單位電量所創(chuàng)造的產(chǎn)值的乘積)，在電力市場(chǎng)條件下，停電損失成本可反映在可靠性電價(jià)水平上； Cd為退役處置成本，包括設(shè)備退役時(shí)處置的人工、設(shè)備費(fèi)用以及運(yùn)輸費(fèi)和設(shè)備退役處理時(shí)的環(huán)保費(fèi)用，并應(yīng)減去設(shè)備退役時(shí)的殘值； Ce為環(huán)境成本，設(shè)備為滿足環(huán)保要求而額外需花的費(fèi)用，并應(yīng)減去節(jié)能減排所產(chǎn)生的收益。
5.如權(quán)利要求I所述的選型方法，其特征在于，步驟(6)對(duì)所選線路進(jìn)行容許電壓損耗校驗(yàn)的步驟包括 1)根據(jù)峰荷、所選線路的參數(shù)，開展潮流計(jì)算工作； 2)校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果是否滿足《電能質(zhì)量一供電電壓允許偏差(GB/ T12325-2003)》中的相應(yīng)要求。
6.如權(quán)利要求I所述的選型方法，其特征在于，步驟(6)若不滿足要求，通過(guò)裝設(shè)電容器、線路調(diào)壓器以及更換大截面導(dǎo)線措施完成改善電壓質(zhì)量。
7.如權(quán)利要求5所述的選型方法，其特征在于，所述參數(shù)包括所選線路的長(zhǎng)度電阻和電抗。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于綜合成本最低的配電線路選型方法，包括步驟有(1)給定負(fù)荷的峰值Pmax；(2)根據(jù)配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則確定電壓等級(jí)U；(3)根據(jù)所述配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則，選取該電壓等級(jí)的線路系列，即S1、S2…Sn；(4)逐個(gè)計(jì)算所選線路系列的成本,即CS1、CS2…CSn；(5)選取綜合成本最低的線路類型，即(6)對(duì)所選線路進(jìn)行容許電壓損耗校驗(yàn)，若滿足要求，則該線路為最優(yōu)。本發(fā)明綜合考慮了線路設(shè)備的投資成本、運(yùn)行維護(hù)成本、電能損耗成本、停電損失成本、退役處置成本和環(huán)境成本，解決了現(xiàn)有線路選型方法不能反映線路設(shè)備的全壽命周期成本以及用戶和環(huán)境成本的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)線路壽命周期內(nèi)全社會(huì)綜合成本最低。
文檔編號(hào)H02J3/00GK102904247SQ20121037069
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者陳海, 趙明欣, 楊新法, 劉偉, 劉思革, 韋濤, 蘇劍 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司