一种含分布式电源配电网设备利用率的计算方法

摘要

本发明公开了一种含分布式电源配电网设备利用率的评估方法，包括：设置时间参数为T，获取设置时间参数内配电网设备的相关参数；对配电网设备供电区域内的所有用户负荷曲线进行叠加，得到配电网设备的全社会负荷曲线；计算配电网设备的负载率和容量因子；所述计算配电网设备的负载率，按照分布式电源的出力情况，采用三个统计口径进行计算，即下送功率、倒送功率和全社会负荷；所述计算配电网设备的容量因子，按照分布式电源发电量情况，采用三个统计口径进行计算，即下送电量、倒送电量和全社会电量；本发明为现有评价体系下的分布式电源影响配电网设备利用率评估，从而不能公平的评价供电公司的管理水平提供了解决方案。

说明书

技术领域

本发明涉及一种含分布式电源配电网设备利用率的计算方法。

背景技术

由于全球温室气体排放增加和能源供应日趋紧张，使得新能源并网容量需求增加，分布式电源大量接入配电网。在含有分布式电源的配电网络中，由于分布式电源具有就地消纳的特点，其必然会影响配电网设备所带的净负荷特性，在现有评价方法下，影响配电网设备的利用率。

设备利用率是用来反映设备利用水平的量纲，是电网经济建设的一个重要指标；因而在评估一个供电企业管理水平时，设备利用率是一个很重要的衡量指标。当前多采用下送功率或倒送功率计算负载率，用负载率和实际变送电量来评价配电网设备利用率；而分布式电源接入配电网时，影响配电网设备的负载率和实际变送电量，从而影响配电网设备的利用率。分布式电源作为不可调整因素，即电力企业需要调整配电网，如增大配电网设备的选型容量，以适应分布式电源的接入；并且在分布式电源发电时，配电网设备作为分布式电源备用的功能不能在现有评价方法中得到体现；所以在现有评价方法下计算的配电网设备利用率，作为评估供电企业的管理水平的衡量指标是不公平的，不科学的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种在现有评价体系下，含分布式电源配电网设备利用率的计算方法，从而为公平评价供电公司的管理水平提供解决方案。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种含分布式电源配电网设备利用率的计算方法，所述的配电网设备指线路和变压器，其特征是包括以下步骤：

S1，设置时间参数为T，获取设置时间参数内配电网设备的相关参数，包括线路的额定容量、线路所带的净负荷曲线、线路供电区域内所有用户的负荷曲线，以及变压器的额定容量、变压器所带的净负荷曲线、变压器供电区域内所有用户的负荷曲线；

S2，分别对线路或变压器供电区域内的所有用户负荷曲线进行叠加，得到线路或变压器的全社会负荷曲线；

S3，计算配电网设备的负载率η和容量因子C

原有计算公式如下：

$C=\frac{Q_{fact}}{S_N\times T}---\left(2\right)$

在公式(1)和公式(2)中，P为配电网设备所带的最大负荷，S_N为配电网设备的额定容量，为功率因数；Q_fact为T时间内配电网设备实际的变送电量；

实际计算配电网设备的负载率η和容量因子C时，按以下子步骤进行：

S3-1，判断设置时间参数内，配电网设备(即线路或变压器)供电区域内是否有分布式电源出力；

若分布式电源没有出力，则采用下送电量Q_under替代公式(2)的Q_fact去计算配电网设备的容量因子、采用最大下送功率P_under，max替代公式(1)的P去计算配电网设备的负载率；

即：按下面公式(3)和(4)计算：

$C=\frac{Q_{under}}{S_N\times T}---\left(4\right);$

若分布式电源有出力，则判断配电网设备上是否有功率倒送；

S3-2，若配电网设备上没有功率倒送，则用全社会电量Q_social计算容量因子，用全社会最大负荷P_social，max计算负载率，即按下面公式(5)和(6)计算：

$C=\frac{Q_{social}}{S_N\times T}---\left(6\right);$

若配电网设备上有功率倒送，则判断配电网设备是否始终处于功率倒送状态；

S3-3，若配电网设备始终处于功率倒送状态，采用倒送电量Q_down和全社会电量Q_social的较大者计算容量因子，采用倒送功率绝对值的最大值|P_under，max|和全社会功率最大值P_social，max的较大者计算负载率，即按下面公式(7)和(8)计算：

$C=\frac{Q_1}{S_N\times T}---\left(8\right);$

其中，P₁＝max{P_social，max，|P_send，max|}；Q_l＝max{Q_social，Q_down}；

S3-4，若既有倒送功率状态又有下送功率状态，则由净负荷曲线过零处把时间段T分为n个小时间段，即T₁、T₂.....T_K.....T_n，返回步骤S1，从新设置时间参数分别为T₁、T₂.....T_K.....T_n，分别计算T₁、T₂.....T_K.....T_n这n个小时间段内的负载率和容量因子

则T时间段内的负载率为n个小时间段内负载率的最大值，T时间段内的容量因子为n个小时间段内容量因子的加权平均值；

$\eta =\max \{{\eta }_{T_1},{\eta }_{T_2}......{\eta }_{T_n}\}---\left(9\right)$

$C=\frac{\underset{K=1}{\overset{n}{\Sigma }}{T}_K\times C_{T_K}}{T}---\left(10\right).$

有益效果：本发明通过以下步骤：设置时间参数为T，获取设置时间参数内配电网设备的相关参数；分别对配电网设备供电区域内的所有用户负荷曲线进行叠加，得到配电网设备的全社会负荷曲线；计算配电网设备的负载率和容量因子；为公平评价供电公司的管理水平提供了解决方案。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为电网结构示意图；

图3为10kv变所带净负荷曲线和全社会负荷曲线示意图。

具体实施方式

本发明的含分布式电源配电网设备利用率的计算方法实施例步骤如下：

A、设置时间参数为T，获取设置时间参数内配电网设备的相关参数，包括线路的额定容量、线路所带的净负荷曲线、线路供电区域内所有用户的负荷曲线，和变压器的额定容量、变压器所带的净负荷曲线、变压器供电区域内所有用户的负荷曲线；

B、分别对线路或变压器供电区域内的所有用户负荷曲线进行叠加，得到线路或变压器的全社会负荷曲线；

C、计算配电网设备的负载率η和容量因子C；

原有计算公式如下：

$C=\frac{Q_{fact}}{S_N\times T}---\left(2\right)$

在公式(1)和公式(2)中，P为配电网设备所带的最大负荷，S_N为配电网设备的额定容量，为功率因数；Q_fact为T时间内配电网设备实际的变送电量；

实际计算配电网设备的负载率η和容量因子C，步骤如下：

C₁、判断设置时间参数内，配电网设备，即线路或变压器供电区域内是否有分布式电源出力；

若分布式电源没有出力，则采用下送电量Q_under计算配电网设备的容量因子、采用最大下送功率P_under，max计算配电网设备的负载率；

若分布式电源有出力，则判断配电网设备上是否有功率倒送；

$C=\frac{Q_{under}}{S_N\times T}---\left(4\right)$

C₂、若配电网设备上没有功率倒送，则用全社会电量Q_social计算容量因子，用全社会最大负荷P_social，max计算负载率；若配电网设备上有功率倒送，则判断配电网设备是否始终处于功率倒送状态；

$C=\frac{Q_{social}}{S_N\times T}---\left(6\right)$

C₃、若配电网设备始终处于功率倒送状态，采用倒送电量Q_down和全社会电量Q_social的较大者计算容量因子，采用倒送功率绝对值的最大值|P_under，max|和全社会功率最大值P_social，max的较大者计算负载率；

$C=\frac{Q_1}{S_N\times T}---\left(8\right)$

其中，P₁＝max{P_social，max，|P_send，max|}；Q_l＝max{Q_social，Q_down}

若既有倒送功率状态又有下送功率状态，则由净负荷曲线过零处把时间段T分为n个小时间段，即T₁、T₂....T_K.....T_n，返回步骤A，从新设置时间参数分别为T₁、T₂.....T_K.....T_n，分别计算T₁、T₂.....T_K.....T_n这n个小时间段内的负载率和容量因子则T时间段内的负载率为n个小时间段内负载率的最大值，T时间段内的容量因子为n个小时间段内容量因子的加权平均值；

$\eta =\max \{{\eta }_{T_1},{\eta }_{T_2}......{\eta }_{T_n}\}---\left(9\right)$

$C=\frac{\underset{K=1}{\overset{n}{\Sigma }}{T}_K\times C_{T_K}}{T}---\left(10\right).$

以下是本发明方法的一个实际算例，以10kV配变为例进行计算；图2为电网结构示意图；图3为10kv变所带净负荷曲线和全社会负荷曲线示意图；

A、设置时间参数为T为2年，获取设置时间参数内的配电网设备相关参数，包括变压器的额定容量S_N＝5MVA、变压器所带的净负荷曲线、变压器供电区域内所有用户的负荷曲线；为了简化计算取功率因数为1；

B、对10KV配变供电区域内的所有用户负荷曲线进行叠加，得到10KV配变的全社会负荷曲线，如图3所示；

C、计算配电网设备的负载率η和容量因子C；

C₁、判断设置时间参数内，10kv配变供电区域内是否有分布式电源出力；分布式电源有出力，判断10kv配变上是否有功率倒送；

C₂、10kv配变上有功率倒送，判断10kv配变是否始终处于功率倒送状态；

C₃、10kv配变既有倒送功率状态又有下送功率状态，由净负荷曲线过零处把时间段T分为2个小时间段，即T₁、T₂，返回步骤A，从新设置时间参数分别为T₁、T₂，分别计算T₁、T₂这2个小时间段内的负载率和容量因子，计算结果如下：

${\eta }_{T_1}=0.4;C_T=0.4;{\eta }_{T_2}=0.8;C_{T_2}=0.4;$

则T时间段内的负载率为2个小时间段内负载率的最大值，即为0.8，T时间段内的容量因子为2个小时间段内容量因子的加权平均值，即为0.4。