本發明涉及電網配電領域，更具體涉及一種區域配電網損耗標桿的計算方法。
背景技術：
：在分電壓等級的電網損耗中，10kv及以下中低壓配電網的損耗大約占到整個網絡的3/4，尤其是廣大農村電網，其被列為電網改造的重點，其降損節能問題已引起供電企業的廣泛重視。傳統的網絡損耗管理模式下，降損指標沒有成熟的基線標準，未能形成差異化的能效標桿值，缺乏有效的節能降損措施。依據國家電網公司對配電網的規劃，配電網按照a+～e六類標準建設。由于電網負荷密度、供電半徑等差別，不同類配電網的供電損耗差別較大，規定相同的損耗率考核指標則不夠合理，需要對分類的區域配電網損耗情況作差異化的分析與評價。因此需要一種方法能夠根據不同區域的不同配電參數確定有效的損耗標桿值。技術實現要素：(一)要解決的技術問題本發明要解決的技術問題是如何精確有效地根據不同區域的配電參數確定不同區域的損耗標桿值。(二)技術方案為了解決上述技術問題，本發明提供了一種區域配電網損耗標桿的計算方法，所述方法包括以下步驟：s1、根據各級配電網的建設需求、規劃需求以及運行需求確定各級變電站的出線條數、各級變電站的數量、各級變電站的變壓器的容量以及各級線路的總長度；s2、利用所述各級變電站的出線條數、各級變電站的數量、各級變電站的容量以及各級線路的總長度，以各級配電線的供電半徑為優化變量、以單位面積用電區域年費用最小建立目標函數，并利用所述目標函數優化得到各級配電線的供電半徑；s3、根據所述各級配電線的供電半徑以及參數的標準值，利用損耗模型計算得到損耗標桿的基本值；s4、利用所述損耗模型得到修正模型，并利用所述修正模型，根據電網運行時的參數的值計算得到損耗標桿的修正值，利用所述修正值對所述基礎值進行修正。優選地，所述目標函數為：式中，minnf(rs)代表所述目標函數，m代表電網級數，zi代表單級電網的建設投資總費用，yi代表單級電網的維護總費用，fi代表單級電網的年總消耗費用，oc代表停電損失年總費用，rv代表最高電壓變電站的供電半徑；其中，單級電網的建設投資總費用根據所述各級變電站的數量、各級變電站的變壓器的容量以及各級線路的總長度確定；所述單級電網的年總消耗費用包括變壓器的負載損耗、變壓器的空載損耗以及線路損耗所產生的費用，所述變壓器的負載損耗和變壓器的空載損耗根據所述變電站的電壓器的容量和變電站的數量確定，所述線路損耗根據所述線路的總長度以及所述出線條數確定。優選地，所述變壓器的負載損耗和變壓器的空載損耗利用變壓器損耗模型確定，所述線路損耗利用線路損耗模型確定；所述損耗模型包括所述線路損耗模型和所述變壓器損耗模型，對應地所述損耗標桿的基本值為利用所述線路損耗模型計算的損耗值與利用所述變壓器損耗模型計算的損耗值的和；優選地，所述變壓器損耗模型根據對應的變壓器的容量、對應的變壓器的容載比、對應的變壓器的功率因數、對應的變壓器的容運比以及變電站的數量確定；其中所述變壓器的容量根據對應的變壓器的容載比、對應的區域電量密度、年最大負荷利用小時數以及所述優化得到的對應的所述供電半徑確定，所述參數包括所述容載比、區域電量密度以及功率因數。優選地，所述變壓器的容量利用如下公式確定：式中，sb代表所述變壓器的容量，μ代表所述區域電量密度，kp代表所述變壓器的容載比，r代表優化得到的對應的所述供電半徑，tmax代表所述年最大負荷利用小時數。優選地，所述變壓器損耗模型包括空載損耗模型和負載損耗模型，其中一變壓器所述負載損耗模型為：式中，δp1代表所述負載損耗，sb代表對應的變壓器的容量，km代表對應的變壓器的容運比，kp代表對應的變壓器的容載比，根據對應的變壓器的功率因數確定，其中所述容運比為所述變壓器的容量sb與對應的變壓器的運行容量的比值。優選地，所述線路損耗模型為：式中，δp2代表所述線路負載損耗，g為對應的分布系數，j為經濟電流密度，sj代表線路截面積，r代表導線電阻，所述導線電阻根據對應的線路的總長度、對應的出線條數以及對應的電壓確定；其中，所述參數包括所述電壓、所述經濟電流密度以及線路截面積。優選地，所述線路的總長度為對應的單條線路出線長度與所述出線條數的乘積，其中所述單條線路出線長度利用如下公式計算：式中，l本級代表當前級電路的線路出線長度，q代表線路曲折系數，n上級代表上一級電路的線路出線長度，μ代表所述區域電量密度，r上級代表上一級變壓器的供電半徑，r本級代表優化得到的當前級變壓器的供電半徑，pav本級代表當前級線路的平均功率，tmax本級代表當前級線路的年最大負荷利用小時數，其中所述參數包括所述線路曲折系數。優選地，所述變電站的數量利用如下公式計算：式中，n本級代表當前級的變電站數量，n上級代表當上一級的變電站數量，r本級代表優化得到的當前級變壓器的供電半徑，r上級代表上一級變壓器的供電半徑。優選地，所述修正模型為：式中，δp(ξ)代表以ξ為變量的所述損耗模型，ξ為所述參數中的一個，ξu代表參數ξ的標準值，σ代表參數ξ的標準值與電網運行時實際值的方差。(三)有益效果本發明提供了一種區域配電網損耗標桿的計算方法，本發明根據確定的各級變電站的出線條數、各級變電站的數量、各級變電站的容量以及各級線路的總長度，以各級配電線的供電半徑為優化變量、以單位面積用電區域年費用最小建立目標函數，之后利用目標函數優化得到各級配電線的供電半徑，在利用得到的各級配電線的供電半徑以及配電網的配電參數的標準值確定損耗標桿值的基本值，最后利用修正模型以及電網運行時的配電網參數確定損耗標桿的修正值，并利用損耗標桿的修正值對基本值進行修正得到最終的損耗標桿值。本發明的方法利用優化得到的供電半徑以及運行時不同的參數得到精確的損耗標桿值，可以為配電網六類負荷密度區域得到不同的損耗標桿值，解決了由于電網負荷密度、供電半徑、不同負荷密度區域配電網的供電損耗等差別較大，而規定相同的線損考核指標的不合理性所帶來的問題。本發明充分考慮各參數對實際電網的差異性，基于各參數均值及其統計方差對損耗標桿基本值進行修正，從而獲得更加接近實際電網的損耗標桿值，優化內容涉及的面廣，優化結果具有很高的參考性，可為電網建設與改造提供有實用價值的借鑒。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發明的區域配電網損耗標桿的計算方法的流程圖；圖2是110/35kv供電區域分區示意圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不能用來限制本發明的范圍。一種區域配電網損耗標桿的計算方法，如圖1所示，所述方法包括以下步驟：s1、根據各級配電網的建設需求、規劃需求以及運行需求確定各級變電站的出線條數、各級變電站的數量、各級變電站的變壓器的容量以及各級線路的總長度；s2、利用所述各級變電站的出線條數、各級變電站的數量、各級變電站的容量以及各級線路的總長度，以各級配電線的供電半徑為優化變量、以單位面積用電區域年費用(包括變電站、線路及相關設備的投資、運行、無功補償裝置的投資及損耗費用、電能損耗等費用、停電損失費用等)最小建立目標函數，并利用所述目標函數優化得到各級配電線的供電半徑；s3、根據所述各級配電線的供電半徑以及參數的標準值，利用損耗模型計算得到損耗標桿的基本值；s4、利用所述損耗模型得到修正模型，并利用所述修正模型，根據電網運行時的參數的值計算得到損耗標桿的修正值，利用所述修正值對所述基礎值進行修正，即在區域配電網損耗標桿基本值的基礎上，根據各地(如上劃縣地區)實際電網結構與運行參數的差異化，修正、計算相應地區配電網損耗標桿。上述方法利用優化得到的供電半徑以及運行時不同的參數得到精確的損耗標桿值，可以為配電網六類負荷密度區域得到不同的損耗標桿值，解決了由于電網負荷密度、供電半徑、不同負荷密度區域配電網的供電損耗等差別較大，而規定相同的線損考核指標的不合理性所帶來的問題。本發明充分考慮各參數對實際電網的差異性，基于各參數均值及其統計方差對損耗標桿基本值進行修正，從而獲得更加接近實際電網的損耗標桿值，優化內容涉及的面廣，優化結果具有很高的參考性。上述方法適用于不同電壓序列的配電網，例如包括110/10/0.38kv、66/10/0.38kv、220/35/10/0.38kv、110/35/10/0.38kv等電壓序列。進一步地，所述目標函數為：式中，minnf(rs)代表所述目標函數，m代表電網級數，zi代表單級電網的建設投資總費用，yi代表單級電網的維護總費用，fi代表單級電網的年總消耗費用，oc代表停電損失年總費用，rv代表最高電壓變電站的供電半徑；其中，單級電網的建設投資總費用根據所述各級變電站的數量、各級變電站的變壓器的容量以及各級線路的總長度確定；所述單級電網的年總消耗費用包括變壓器的負載損耗、變壓器的空載損耗以及線路損耗所產生的費用，即壓器的負載損耗、變壓器的空載損耗以及線路損耗的和乘以單位電的價格得到的值。所述變壓器的負載損耗和變壓器的空載損耗根據所述變電站的電壓器的容量和變電站的數量確定，所述線路損耗根據所述線路的總長度以及所述出線條數確定。進一步地，所述變壓器的負載損耗和變壓器的空載損耗利用變壓器損耗模型確定，所述線路損耗利用線路損耗模型確定；所述損耗模型包括所述線路損耗模型和所述變壓器損耗模型，對應地所述損耗標桿的基本值為利用所述線路損耗模型計算的損耗值與利用所述變壓器損耗模型計算的損耗值的和。所述變壓器損耗模型根據對應的變壓器的容量、對應的變壓器的容載比、對應的變壓器的功率因數、對應的變壓器的容運比以及變電站的數量確定；其中所述變壓器的容量根據對應的變壓器的容載比、對應的區域電量密度、年最大負荷利用小時數以及所述優化得到的對應的所述供電半徑確定，所述參數包括所述容載比、區域電量密度以及功率因數。所述變壓器的容量利用如下公式確定：式中，sb代表所述變壓器的容量，μ代表所述區域電量密度，kp代表所述變壓器的容載比，r代表優化得到的對應的所述供電半徑，tmax代表所述年最大負荷利用小時數。所述變壓器損耗模型包括空載損耗模型和負載損耗模型，其中一變壓器所述負載損耗模型為：式中，δp1代表所述負載損耗，sb代表對應的變壓器的容量，km代表對應的變壓器的容運比，kp代表對應的變壓器的容載比，根據對應的變壓器的功率因數確定，其中所述容運比為所述變壓器的容量sb與對應的變壓器的運行容量的比值。所述線路損耗模型為：式中，δp2代表所述線路負載損耗，g為對應的分布系數，j為經濟電流密度，sj代表線路截面積，r代表導線電阻，所述導線電阻根據對應的線路的總長度、對應的出線條數以及對應的電壓確定；其中，所述參數包括所述電壓、所述經濟電流密度以及線路截面積。所述線路的總長度為對應的單條線路出線長度與所述出線條數的乘積，或者線路總長度根據相鄰兩電壓等級的供電半徑建立的數學模型計算而得。其中所述單條線路出線長度利用如下公式計算：式中，l本級代表當前級電路的線路出線長度，q代表線路曲折系數，n上級代表上一級電路的線路出線長度，μ代表所述區域電量密度，r上級代表上一級變壓器的供電半徑，r本級代表優化得到的當前級變壓器的供電半徑，pav本級代表當前級線路的平均功率，tmax本級代表當前級線路的年最大負荷利用小時數，其中所述參數包括所述線路曲折系數。所述變電站的數量利用如下公式計算：式中，n本級代表當前級的變電站數量，n上級代表當上一級的變電站數量，r本級代表優化得到的當前級變壓器的供電半徑，r上級代表上一級變壓器的供電半徑。進一步地，所述修正模型為：式中，δp(ξ)代表以ξ為變量的所述損耗模型，ξ為所述參數中的一個，ξu代表參數ξ的標準值，σ代表參數ξ的標準值與電網運行時實際值的方差，δp”(ξμ)為該損耗模型的二階導函數在參數均值ξμ處的取值。進一步地，變壓器的損耗，即空載損耗δp0及負載損耗δpk可以依據變壓器容量(x)及類型的變壓器損耗參數值擬合得到的曲線，各電壓等級的擬合曲線如下表1：表1變壓器的損耗擬合曲線空載損耗δp0負載損耗δpk10kvδp0＝1.226x+0.450δpk＝5.049x+4.64635kvδp0＝0.859x+2.559δpk＝4.052x+11.92110kvδp0＝0.818x+16.050δpk＝3.469x+45.760220kvδp0＝0.502x+54.940δpk＝2.076x+176.3綜上本發明首先利用目標函數優化得到各級變電站的供電半徑，之后利用優化得到的供電半徑計算得到變壓器的容量、容運比、變電站數量以及線路總長度以及每一級線路的出線長度等，之后利用計算得到的變壓器容量、容運比以及變電站數量計算得到變壓器損耗。利用每一級線路的出線長度得到線路總長度，利用線路總長度和電壓得到電阻，之后利用得到的電阻確定線路損耗，最終利用確定的線路損耗以及變壓器損耗確定損耗標桿值。應該明確的是電網的損耗標桿值還可以包括除變壓器損耗和線路損耗之外的損耗，例如補償設備損耗、表計損耗等，同樣這些損耗也可以利用優化得到的供電半徑確定。下面通過一個具體的實施例對上述方法進行詳細說明。本實施例的總體方案是：首先分層設計與構建各級配電網輸變電站設施的規模與容量，基于此，建立相應電壓序列配電網經濟供電半徑優化模型，進而利用優化模型得到的經濟供電半徑來計算區域配電網損耗標桿的基本值，再根據實際電網結構與運行參數的差異化，對區域配電網損耗標桿的基本值進行修正，從而為配電網六類不同區域制定各自合理的線損標桿。具體地，步驟1：根據不同電壓序列配電網和相關建設、規劃與運行規程要求，分層構建輸變電站的規模及容量，圖2給出了110/35kv供電區域分層分區示意圖，其它變電層級供電區域分層分區示意圖與此類似。步驟2：建立相應電壓序列配電網經濟供電半徑優化模型，該模型是以電網經濟供電半徑為優化變量，以最小單位供電面積年費用為目標函數的非線性規劃模型，即上述目標函數。通過該模型可以得到各種電壓等級序列下的優化供電半徑，優化模型的目標函數由下式給出：式中，m—電網的分級數；r—220kv變電站的供電半徑，即220kv電壓器的低電壓輸出線路的供電半徑，km；zi—單級電網的建設投資總費用，萬元；yi—單級電網的管理維護總費用，萬元；fi—單級電網的年總損耗費用，萬元；oc—停電損失費用，萬元。其中，各級變電站規模或座數n與單級電網的建設投資總費用zi直接相關，單座變電站的投資由z＝a+bs得到，其中a,b為固定投資系數與變動投資系數，s為變電站容量，故整個電網變電站建設投資為n*z，類似，配電線路長度l與單級電網的建設投資總費用zi直接相關，配電線路長度l也與單級電網的年總損耗費用fi相關，線路長度越長，損耗越大，年費用越高。步驟3：以110/35/0.38kv電壓序列為例，其優化模型的目標函數由下式給出其中，m＝3，指此處的110、35、0.38kv三個電壓等級。依據此模型，加上相應約束條件，可得到優化后的經濟供電半徑的取值如下表：表2110/35/0.38kv經濟供電半徑優化結果表中電量密度的單位為mwh/km2，經濟供電半徑的單位為km。以電電量密度100000mwh/km2為例，換算為負荷密度為13.46mw/km2，屬于配電網六類供電區域中的b類，此電量密度下，經濟供電半徑分別為：，r110＝2.83，r35＝0.982，r10＝0.094，基于此，根據相應計算模型及電網運行要求等，得到各級變電站的變電容量sb，運行容量x、變電站數量n、出線條數及線路總長度l，如下表所示：表3110/35/0.38kv電壓序列參數模型及計算結果其中km為容運比，即額定容量與運行容量之比，一般取值為1.3。由變壓器損耗擬合結果及所得變電站的變電容量x，即可求出各級變壓器的空載損耗及負載損耗，最終計算臺區變壓器總損耗占臺區供電量的百分比為2.34％，而針對電網各級配電線路的損耗，則按照經濟電流密度來計算，線路電阻r由供電線路總長度l確定，具體的線路損耗計算模型由下式給出：其中，g—分散系數；j—經濟電流密度，a/mm2；sj—導線截面積，mm2；r—導線電阻值，ω；最終，算得各級線路損耗占總供電量的百分比為0.68％，加上變壓器損耗2.34，得到臺區損耗標桿基本值為3.02％。除線路損耗外，還包括變壓器損耗、補償設備損耗、表計損耗等。以上基于配電網經濟供電半徑的線路損耗模型所得損耗即為該負荷區域內的損耗標桿值，當然利用變壓器損耗模型也可以得到變壓器損耗值，那么損耗標桿即為線路損耗與變壓器損耗的和。以此類推，可以得到配電網六類不同負荷密度區域內的損耗標桿值，此損耗標桿值可作為配電網不同負荷密度區域內損耗考核的標準，避免不同供電區域規定相同的考核指標的不合理性。步驟4：由于本發明的計算方法均按照相關建設與運行規程要求取值，與實際電網結構與運行參數存在差異，此步驟需要對損耗標桿的基本值進行修正，修正方案按照損耗模型計算參數的均值與統計方差進行，下面以“功率因素的差異”為例來說明本發明對損耗標桿基本值的修正：已知高壓110kv配電網的變電站負載損耗模型為模型與功率因素直接相關，按照電網結構與運行相關規程要求，110kv電壓等級功率因素取0.92，而實際電網的功率因素與規程要求有所差異，可能在0.92附近波動變化，現假設實際功率因素在6個取樣點的取值如下：表4，110kv電壓等級功率因素取樣值采樣時間123456功率因素0.90.940.920.880.930.95由上表可得到功率因素在均值取0.92時上的方差σ2＝0.000567。按照修正模型將損耗模型泰勒展開至第三項，再進行積分化簡，得到110kv變電站負載損耗修正模型為：其中，將除外的參數均看作為常數，其值按照相關規程要求取值，容運比km＝1.3，容載比kp＝1.9，變電站容量取50mva。按此修正模型計算得到修正后的110kv變電站負載損耗標桿值為193.602kw，未經過修正的標桿值為193.35kw，修正量為0.252kw。如果對其它波動較大的參數，其方差將比功率因素方差大很多，對損耗標桿的影響很大，若將其用上述方法修正，損耗標桿值的修正效果將會更明顯。上述實施例根據不同電壓序列配電網建設與運行要求，分層設計與構建輸變電站的規模(即變電站座數)與容量；涉及配電網經濟供電半徑的優化模型，基于該模型的優化結果，提出了配電網不同負荷密度區域內損耗標桿值的制定方法，并建立了配電網損耗標桿的計算模型，最后，基于網絡結構及運行參數的差異化，設計了一種對損耗標桿基本值進行修正的方法，計算結果可為配電網不同負荷密度區域制定合理的損耗標桿值。上述實施例能夠對分類的區域配電網損耗情況作差異化的分析與評價，是為了避免對a+-e六類不同供電區域規定相同的線損率考核指標而提出的一種配電網典型供電區域損耗標桿的計算方法。實施例為配電網六類供電區域提供了損耗標桿的計算方法，為配電網六類負荷密度區域制定了不同的損耗標桿值，解決了由于電網負荷密度、供電半徑、不同負荷密度區域配電網的供電損耗等差別較大，而規定相同的線損考核指標的不合理性所帶來的問題。以上實施方式僅用于說明本發明，而非對本發明的限制。盡管參照實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發明的技術方案進行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。當前第1頁12