一种配电网设备重要度评估方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及电力系统，特别涉及一种配电网设备重要度评估方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、随着我国新型电力系统的快速建设，大量与新能源相关的设备被应用于电力系统中。其中配电网是消纳新能源的重要环节，因此，配电网接入的新型设备具有数量庞大、种类繁多的特征。新型设备(如逆变器、储能单元等)的大量接入，使得原有配电网设备重要度计算方法不在适用于新型配电系统中。现有的配电网设备重要度评估技术未考虑设备的多级融合特征，且部分评估方法对专家知识依赖程度过高，不适用于实时计算大量配电网设备重要度。

2、因此，为了满足新型配电系统对设备重要度准确且客观评估的需求，亟需发明一种配电网设备重要度评估技术，实现对配电网设备重要度的多层级评估，提高配电网设备重要度评估的准确性和客观性，进而推进新型电力系统快速发展。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种配电网设备重要度评估方法、系统、设备及介质，以解决现有技术中的上述技术问题。

2、为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

3、根据本发明实施例的第一方面，提供了一种配电网设备重要度评估方法。

4、在一个实施例中，所述配电网设备重要度评估方法，包括：

5、根据预先获取的配电网设备所在厂站的节点属性度、拓扑重要度和潮流重要度，计算配电网设备所在厂站的系统级节点重要度，其中，系统级节点包括配电变电站、光伏发电站和储能电站；

6、根据配电网设备所在间隔电压等级、光伏组的额定功率和电池组的额定容量，计算配电网设备的归属区重要度；

7、根据设备突然停止运行后对负荷影响程度和线路相电流变化情况，计算负荷损失量和相电流变化值，并根据负荷损失量和相电流变化值计算业务影响值；

8、基于得到的配电网设备对应的系统级节点重要度、归属区重要度和业务影响值，计算配电网设备重要度。

9、在一个实施例中，预先获取配电网设备所在厂站的节点属性度包括：

10、获取配电网设备的配电指标，并根据所述配电指标计算配电网设备所在厂站的节点属性度；

11、其中，所述配电指标包括负荷重要度、额定容量、电压等级、变电站类型、中长期发电量以及额定功率。

12、在一个实施例中，在系统级节点为配电变电站时，所述节点属性度的计算公式为：

13、

14、aa＝aαi+aαw+aαv+aαt

15、式中，aa为配电变电站节点属性度；aαi为负荷重要度；aαw为额定容量；aαv为电压等级；aαt为变电站类型赋值；q1、q2、q3分别为一级负荷总量、二级负荷总量和三级负荷总量；h为负荷等级编号；qh为h级负荷总量；wo为站内第o个主变压器的额定容量；s为该变电站主变压器个数，wmax为最大变电站容量，取3000兆伏安；v为变电站变压等级。

16、在一个实施例中，在系统级节点为光伏发电站时，所述节点属性度的计算公式为：

17、

18、ab＝abv+abf

19、式中，ab为光伏发电站节点属性度；abv为光伏电站并网电压等级；abf为光伏发电站中长期发电量；kt为光伏组件运行第t年的当年衰减率；n为该光伏发电站已运行年数；gavr,10为光伏发电站最近连续10年的光伏方阵倾斜面单位面积总辐照量平均值；pr0为基于光伏发电站近12个月运行数据计算的系统能效；ci为光伏发电站安装容量；g0为标准条件下的辐照度；wf为光伏电站第一年发电能力。

20、在一个实施例中，在系统级节点为储能电站时，所述节点属性度根据储能电站中功率变换系统的额定功率与储能电站节点属性度赋值表查询得到。

21、在一个实施例中，预先获取配电网设备所在厂站的拓扑重要度包括：根据配电网设备所在厂站的节点聚类系数、节点度数和节点介数求解拓扑重要度。

22、在一个实施例中，根据配电网设备所在厂站的节点聚类系数、节点度数和节点介数求解拓扑重要度包括：

23、根据配电网设备所在厂站的节点一跳内邻域中封闭的三角形比例，计算节点聚类系数，并将节点直接关联的链路之和作为节点度数，根据节点在网络全局中的影响度以及对其他节点能量流利用情况，计算节点介数；

24、将节点聚类系数、节点度数和节点介数进行归一化处理，并将归一化处理后的聚类系数、节点度数以及节点介数之和作为拓扑重要度。

25、在一个实施例中，预先获取配电网设备所在厂站的潮流重要度包括：

26、根据系统拓扑结构、节点信息以及配电网设备所在厂站退出运行后，对系统中有功功率的影响，计算潮流重要度。

27、在一个实施例中，根据系统拓扑结构、节点信息以及配电网设备所在厂站退出运行后，对系统中有功功率的影响，计算潮流重要度包括：

28、根据系统拓扑结构和节点信息进行潮流计算，得到各支路有功功率，并根据各支路有功功率计算该支路权系数；

29、将欲求节点所控制范围内的所有支路断开，形成新的网络拓扑结构，并根据新的网络拓扑结构和节点信息进行潮流计算，得到新的网络拓扑结构下各支路有功功率；

30、根据所述支路权系数以及对应的新的网络拓扑结构下支路有功功率，计算潮流重要度。

31、在一个实施例中，所述系统级节点重要度的计算公式为：

32、s＝a′+t′+f′

33、式中，s为系统级节点重要度；a′为节点属性度归一值；t′为拓扑重要度归一值；f′为潮流重要度归一值。

34、在一个实施例中，所述配电网设备的归属区重要度的计算公式为：

35、

36、

37、式中，bs为变电站设备的归属区重要度；vs为变电站设备所在间隔的电压等级；bg为光伏电站设备的归属区重要度；wg为光伏电站设备所在光伏组的额定功率；wmax为系统内光伏组最大额定功率；bc为储能电站设备的归属区重要度；rc为储能电站设备所在电池组的额定容量；rmax为系统内电池组最大额定容量。

38、在一个实施例中，所述负荷损失量的计算公式为：

39、

40、式中：为物理设备负荷损失量；pq为第q个设备所关联母线瞬时传输有功功率；p为该电站传输的总有功功率；w为该厂站供负荷的负荷量；为所有对母线电流有影响的物理设备集合。

41、在一个实施例中，所述相电流变化值的计算步骤包括：

42、求解n-1状态下，各个线路相电流，并根据各线路相电流计算设备的相电流变化值。

43、在一个实施例中，各线路相电流的计算步骤包括：

44、根据节点功率平衡计算一次设备周围线路的有功功率和无功功率；并根据有功功率和无功功率求解该线路的功率因数；

45、根据母线电压、功率因数和线路的有功功率求解线路上的相电流。

46、在一个实施例中，所述业务影响值的计算公式为：

47、w＝s′+f′

48、式中，w为业务影响值；s′为负荷损失量的归一值；f′为相电流变化值的归一值。

49、在一个实施例中，基于得到的配电网设备对应的系统级节点重要度、归属区重要度和业务影响值，计算配电网设备重要度包括：

50、利用德尔菲法计算系统级节点重要度、归属区重要度和业务影响值的综合值；并基于所述综合值，利用三级标度法计算系统级节点重要度、归属区重要度和业务影响值的相对重要度；

51、利用相对重要度计算系统级节点重要度、归属区重要度和业务影响值的指标系数；并根据该指标系数以及系统级节点重要度、归属区重要度和业务影响值，计算配电网设备重要度。

52、根据本发明实施例的第二方面，提供了一种配电网设备重要度评估系统。

53、在一个实施例中，所述配电网设备重要度评估系统，包括：

54、系统级节点重要度计算模块，用于根据预先获取的配电网设备所在厂站的节点属性度、拓扑重要度和潮流重要度，计算配电网设备所在厂站的系统级节点重要度，其中，系统级节点包括配电变电站、光伏发电站和储能电站；

55、归属区重要度计算模块，用于根据配电网设备所在间隔电压等级、光伏组的额定功率和电池组的额定容量，计算配电网设备的归属区重要度；

56、业务影响值计算模块，用于根据设备突然停止运行后对负荷影响程度和线路相电流变化情况，计算负荷损失量和相电流变化值，并根据负荷损失量和相电流变化值计算业务影响值；

57、配电网设备重要度计算模块，用于基于得到的配电网设备对应的系统级节点重要度、归属区重要度和业务影响值，计算配电网设备重要度。

58、在一个实施例中，所述系统级节点重要度计算模块在预先获取配电网设备所在厂站的节点属性度时，是获取配电网设备的配电指标，并根据所述配电指标计算配电网设备所在厂站的节点属性度；其中，所述配电指标包括负荷重要度、额定容量、电压等级、变电站类型、中长期发电量以及额定功率。

59、在一个实施例中，在系统级节点为配电变电站时，所述节点属性度的计算公式为：

60、

61、aa＝aαi+aαw+aαv+aαt

62、式中，aa为配电变电站节点属性度；aαi为负荷重要度；aαw为额定容量；aαv为电压等级；aαt为变电站类型赋值；q1、q2、q3分别为一级负荷总量、二级负荷总量和三级负荷总量；h为负荷等级编号；qh为h级负荷总量；wo为站内第o个主变压器的额定容量；s为该变电站主变压器个数，wmax为最大变电站容量，取3000兆伏安；v为变电站变压等级。

63、在一个实施例中，在系统级节点为光伏发电站时，所述节点属性度的计算公式为：

64、

65、ab＝abv+abf

66、式中，ab为光伏发电站节点属性度；abv为光伏电站并网电压等级；abf为光伏发电站中长期发电量；kt为光伏组件运行第t年的当年衰减率；n为该光伏发电站已运行年数；gavr,10为光伏发电站最近连续10年的光伏方阵倾斜面单位面积总辐照量平均值；pr0为基于光伏发电站近12个月运行数据计算的系统能效；ci为光伏发电站安装容量；g0为标准条件下的辐照度；wf为光伏电站第一年发电能力。

67、在一个实施例中，在系统级节点为储能电站时，所述节点属性度根据储能电站中功率变换系统的额定功率与储能电站节点属性度赋值表查询得到。

68、在一个实施例中，所述系统级节点重要度计算模块在预先获取配电网设备所在厂站的拓扑重要度时，根据配电网设备所在厂站的节点聚类系数、节点度数和节点介数求解拓扑重要度。

69、在一个实施例中，所述系统级节点重要度计算模块在根据配电网设备所在厂站的节点聚类系数、节点度数和节点介数求解拓扑重要度时，根据配电网设备所在厂站的节点一跳内邻域中封闭的三角形比例，计算节点聚类系数，并将节点直接关联的链路之和作为节点度数，根据节点在网络全局中的影响度以及对其他节点能量流利用情况，计算节点介数；将节点聚类系数、节点度数和节点介数进行归一化处理，并将归一化处理后的聚类系数、节点度数以及节点介数之和作为拓扑重要度。

70、在一个实施例中，所述系统级节点重要度计算模块在预先获取配电网设备所在厂站的潮流重要度时，根据系统拓扑结构、节点信息以及配电网设备所在厂站退出运行后，对系统中有功功率的影响，计算潮流重要度。

71、在一个实施例中，所述系统级节点重要度计算模块在根据系统拓扑结构、节点信息以及配电网设备所在厂站退出运行后，对系统中有功功率的影响，计算潮流重要度时，根据系统拓扑结构和节点信息进行潮流计算，得到各支路有功功率，并根据各支路有功功率计算该支路权系数；将欲求节点所控制范围内的所有支路断开，形成新的网络拓扑结构，并根据新的网络拓扑结构和节点信息进行潮流计算，得到新的网络拓扑结构下各支路有功功率；根据所述支路权系数以及对应的新的网络拓扑结构下支路有功功率，计算潮流重要度。

72、在一个实施例中，所述系统级节点重要度的计算公式为：

73、s＝a′+t′+f′

74、式中，s为系统级节点重要度；a′为节点属性度归一值；t′为拓扑重要度归一值；f′为潮流重要度归一值。

75、在一个实施例中，所述配电网设备的归属区重要度的计算公式为：

76、

77、式中，bs为变电站设备的归属区重要度；vs为变电站设备所在间隔的电压等级；bg为光伏电站设备的归属区重要度；wg为光伏电站设备所在光伏组的额定功率；wmax为系统内光伏组最大额定功率；bc为储能电站设备的归属区重要度；rc为储能电站设备所在电池组的额定容量；rmax为系统内电池组最大额定容量。

78、在一个实施例中，所述负荷损失量的计算公式为：

79、

80、式中：为物理设备负荷损失量；pq为第q个设备所关联母线瞬时传输有功功率；p为该电站传输的总有功功率；w为该厂站供负荷的负荷量；为所有对母线电流有影响的物理设备集合。

81、在一个实施例中，所述业务影响值计算模块在计算所述相电流变化值时，先求解n-1状态下，各个线路相电流，再根据各线路相电流计算设备的相电流变化值。

82、在一个实施例中，所述业务影响值计算模块在计算各线路相电流时，根据节点功率平衡计算一次设备周围线路的有功功率和无功功率；并根据有功功率和无功功率求解该线路的功率因数；根据母线电压、功率因数和线路的有功功率求解线路上的相电流。

83、在一个实施例中，所述业务影响值的计算公式为：

84、w＝s′+f′

85、式中，w为业务影响值；s′为负荷损失量的归一值；f′为相电流变化值的归一值。

86、在一个实施例中，所述配电网设备重要度计算模块在基于得到的配电网设备对应的系统级节点重要度、归属区重要度和业务影响值，计算配电网设备重要度时，利用德尔菲法计算系统级节点重要度、归属区重要度和业务影响值的综合值；并基于所述综合值，利用三级标度法计算系统级节点重要度、归属区重要度和业务影响值的相对重要度；利用相对重要度计算系统级节点重要度、归属区重要度和业务影响值的指标系数；并根据该指标系数以及系统级节点重要度、归属区重要度和业务影响值，计算配电网设备重要度。

87、根据本发明实施例的第三方面，提供了一种计算机设备。

88、在一些实施例中，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

89、根据本发明实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质。

90、在一个实施例中，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

91、本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

92、本发明首先根据设备所属厂站在系统中的贡献和作用，计算设备的系统级节点重要度；其次，利用设备所在间隔、光伏组等归属区域的重要程度，求解设备的归属区域重要度，实现设备的客体重要度多层级判断；然后，通过设备退出运行后对负荷和能量流的影响，完成本体重要度计算；最后，通过对上述指标的综合评估，求得配电网设备的重要度。本发明弥补了现有配电网设备重要度计算方法对专家知识过度依赖的不足，并通过多维度评估指标，提高了配电网设备重要度计算方法在新型配电系统中的适用性。

93、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。