本發明為中低壓配電網關鍵耗能環節辨識方法，針對配電網實施降損措施時對于高耗能環節定位的需求，提出了單因素分析法和改進灰色關聯度分析法，對配電網的設備損耗因素和運行損耗因素進行了分析，找出對配電網損耗具有關鍵影響性的環節。本發明涉及配電網節能降損
技術領域：
，尤其是配電網損耗影響因素的分析。
背景技術：
：在電力網絡實際運行中我們把由電度表計量統計出的供電量與售電量之差稱為統計線損，而通過對電力網絡中相應時段內運行參數和設備參數的理論計算得出的損耗電量稱為理論線損，也稱為技術線損，統計線損與技術線損之差即為管理線損，或不明損耗、營業損耗。通常技術線損是配電網損耗研究的重要部分。技術線損又可分為可變損耗和固定損耗，其中，可變損耗包括：線路導線中的損耗、變壓器的銅損、電能表電流線圈中的損耗；固定損耗包括：變壓器的鐵損、電容器的介質損耗、電能表電壓線圈中的損耗和鐵芯中的損耗。在110kV及以上的電力網中，固定損耗還應包括電暈損耗和泄漏損耗，其大概占了全部網損的0.6％～2％。而35Vk及以下的中低壓配電網中，電暈損耗和泄漏損耗都可忽略不計，固定損耗只需計及變壓器的空載損耗。中低壓配電網的線損高達總線損電量的70％，是節能降損工作的重點實施對象，因此本發明中的研究均是針對中低壓配電網展開(以下所提的配電網均指中低壓配電網)。配電網的可變損耗主要是由線路和變壓器引起的，是損耗分析的重點研究對象，由這兩類設備載體所引起的損耗是影響配電網損耗的主要因素，表1列出了配電網主要損耗影響因素集。表1配電網主要損耗影響因素集在國內大力倡導節能降損的環境下，配電網損耗影響因素的分析是實施節能降損的基礎工作。目前對于配電網損耗的分析主要集中在能耗模型上，但在損耗因素對配電網損耗影響規律的研究方面仍缺乏系統深入的研究，損耗分析的結果對節能降損的指導性還不夠。雖然表1列出了配電網損耗的主要影響因素，但每個影響因素對配電網損耗的影響程度是不同的，若盲目的實施降損措施不僅達不到應有的效果還將造成資源浪費，甚至影響電網的正常運行。因此需要對主要損耗影響因素集作進一步的分析，定位出更關鍵的耗能環節，這對配電網節能降損工作的展開具有重要的指導意義。采用單因素分析法可以定量的分析出各個因素對配電網損耗的影響規律及影響程度，若只需要定性分析各因素對損耗的影響程度及排序處理，或者由于數據采集、計算條件等的限制不適合采用單因素變化分析法時，則可以通過改進的灰色關聯度分析法來確定配電網損耗的關鍵環節。技術實現要素：本發明按照數據分析的觀點，通過分析各影響變量與主變量之間的關聯性，就可以得到這些影響變量對主變量的影響程度。根據該思路，在配電網關鍵耗能環節的分析中，將配電網的線損率作為主要變量，將表1中的各個損耗影響因素作為影響變量，提供一種分別采用單因素分析法和改進灰色關聯度法將各個影響變量對主要變量的影響程度進行定量和定性的分析，并將影響程度排序，從而找到配電網損耗的關鍵耗能環節的中低壓配電網關鍵耗能環節辨識方法。本發明采用的如下技術方案：一種中低壓配電網關鍵耗能環節辨識方法，其特征在于，基于確定單個影響因素對損耗變化程度排序或定性分析各因素對損耗的影響程度及排序處理，選擇進行以下分析步驟：單因素分析步驟：是單個影響因素對損耗變化程度排序，具體是：選取影響配電網損耗的某一個因素，并保持其它影響因素不變，不斷改變該被選因素的指標值，并分別計算每次改變后配電網的損耗水平，依次記錄配電網損耗值隨該因素變化的結果；對每個損耗影響因素都重復上述操作；對比各個因素變化前后配電網損耗的改變情況，按照損耗變化程度排序，既可以知道各個因素對配電網損耗的影響程度，從而確定關鍵的損耗影響因素；改進灰色關聯度分析步驟：通過灰色關聯度來分析系統各個因素之間的影響程度或者各個因素對系統主行為的貢獻度；灰色關聯度的值直接正向反應了影響程度的大小；并根據實際需求，采用層次分析法對傳統灰色關聯度進行變權處理，最后根據變權后各個因素對應的灰色關聯度大小的排序，即可辨識出最關鍵的損耗影響因素。在上述的一種中低壓配電網關鍵耗能環節辨識方法，所述改進灰色關聯度法分析的具體步驟為：步驟1，將線損率指標作為主因素，將各損耗影響因素對應的指標作為參考因素；形成相應的主因素序列Y0和參考因素序列Xi，并對各因素序列做消除量綱處理后得到標準灰關聯矩陣：Y0*X1*...Xi*=A=[aij]n×n=Y0*(1)Y0*(2)Y0*(j)X1*(1)X1*(2)...X1*(j)............Xi*(1)Xi*(2)Xi*(j)---(1)]]>則Xi*(j)與Y0*的灰關聯系數為：ξi-j=miniminj|Y0*(j)-Xi*(j)|+ρmaximaxj|Y0*(j)-Xi*(j)||Y0*(j)-Xi*(j)|+ρmaximaxj|Y0*(j)-Xi*(j)|---(2)]]>式中，ρ為分辨系數，ρ∈[0，1]，一般取ρ＝0.5；參考因素序列Xi*對主因素序列Y0*的灰色關聯度為：ξi=1jΣjξi-j---(3)]]>式中，ξi為灰色關聯度，其表征了不同損耗影響因素對配電網損耗的關聯程度，該值越大則可認為其對應的影響因素對損耗的影響越大；步驟2，基于層次分析法對灰色關聯度進行變權處理，層次分析法求解權重包括：步驟201，建立判斷矩陣：采用兩兩比較的相對標度來量化專家對影響因素重要程度的主觀判斷，然后再進行客觀比較；建立判斷矩陣如下：A=[aij]n×n=a11a12a1na21a22...a2n............an1an2ann---(4)]]>式中，n為樣本數(或影響因素個數)；aij為第i個樣本(或影響因素)與第j個樣本(或影響因素)的比較結果；ann＝1表示與自身的比較；A矩陣為正互反型矩陣，且有：aij>0，aji＝1/aij，aij＝aik×akj；相對標度aij的值在1～9之間，大小取決于樣本i和樣本j之間重要程度的對比結果，根據專家的評判，樣本i比樣本j越重要，則aij的值越大；相對標度aij的含義及取值標準見表2：表2判斷矩陣標度值步驟202，判斷矩陣一致性檢驗：在成對比較判斷的過程中，由于被比較樣本(或影響因素)的復雜性和人的主觀判斷的模糊性，尤其是進行比較的樣本數多，矩陣階數大時，就可能出現不一致的判斷；判斷矩陣的一致性必須滿足一定的要求，不能太低，否則判斷信息的可信度就會低，這種情況下需要對判斷矩陣進行校正或者重新構建判斷矩陣；判斷矩陣的一致性指標用CI來表示：CI=λmax-nn-1---(5)]]>式中，λmax為矩陣A的最大特征根；根據矩陣理論，若正互反型矩陣滿足一致性，則其最大特征根即為矩陣的階數，此時CI＝0，判斷矩陣具有完全一致性；CI值越大，則判斷矩陣的一致性越差；因此，引入判斷矩陣的平均隨機一致性指標RI來檢驗一致性；1-10階的RI值依次為：0，0，0.58，0.9，1.12，1.24，1.36，1.41，1.45，1.49；由于1、2階判斷矩陣總是具有完全一致性，因此其RI值只是形式上的；此時可引入隨機一致性比率CR：CR=CIRI---(6)]]>當CR≤0.1是，可認為判斷矩陣滿足一致性要求，否則需要調整判斷矩陣；步驟203，判斷矩陣最大特征根：判斷矩陣滿足一致性要求后，計算其最大特征根，根據AQ＝λmaxQ求取最大特征根所對應的特征向量Q＝[q1，q2，…qn]，將Q歸一化，得到W＝[w1，w2，…wn]，wi即為相應樣本(或影響因素)的權重值：wi=qiΣ1nqi---(7)]]>至此，得到改進后的灰關聯度為：ξi=wiΣjwjξi-j---(8)]]>式中，wi為影響因素i的權重；wj為樣本j的權重；根據式(8)中ξi值的大小可以直接判斷影響因素i對配電網損耗影響的關鍵程度，值越大則影響越大，值越小則表示影響越小。本發明分別采用了單因素分析法和改進灰色關聯度分析法來分析配電網設備損耗因素和運行損耗因素，辨識出對配電網損耗具有關鍵影響性的耗能環節，可以使配電網節能降損工作的展開更有針對性，避免盲目改造。最后通過算例驗證了本發明所提關鍵耗能環節辨識方法的有效性。附圖說明圖1是用于損耗分析的10kv配電網的拓撲結構圖。圖2是單因素分析法中各損耗因素對應的最優損耗率與原始損耗率的對比結果。圖3是功率因數變化前后線路和變壓器中產生的損耗的變化結果。圖4是變壓器容量變化前后線路和變壓器中產生的損耗的變化結果。圖5是線路截面變化前后線路和變壓器中產生的損耗的變化結果。圖6是線路長度變化前后線路和變壓器中產生的損耗的變化結果。具體實施方式影響配電網損耗的因素眾多，在眾因素中找到對配電網損耗具有關鍵影響性的因素，并分析出這些關鍵因素對配電網損耗的影響規律及影響程度，對于配電網節能降損的改造具有重要的指導意義。本發明提出的單因素分析法和改進灰色關聯度分析法適用于不同的場合，可以定量或者定性的分析出配電網的關鍵耗能環節，以下結合附圖和具體實施方式詳細說明本發明。1.單因素分析法如圖1所示為某地10kv配電網的拓撲結構，該配電網的參數見表4和表5，運行電壓見表6，功率因數見表7，變壓器型號見表8。根據歷史統計數據，該網絡中各單相負荷較均勻，三相負荷不平衡度在0.01以下，其對配電網損耗的影響非常小，因而這里不考慮三相不平衡度這一損耗影響因素。該網絡的負荷曲線特征系數平均值為1.09。表4配電網支路參數表5變壓器參數表6運行電壓表7負荷功率因數表8變壓器型號為研究各單因素的對損耗的影響程度，對各因素分別作如下處理，以比較處理前后配電網損耗的變化情況：(1)線路長度。該配電網中線路j和線路l存在較大的迂回，調查表明若重新規劃，線路j可縮短至1.3km，線路l可縮短至2.1km。因此，在線路長度方面分別將j和l進行相應優化。(2)線路截面。將線路f、g、h、i的導線型號由JL/G1A-120型換成JL/G1A-150型，將線路j、k、l的導線型號由JL/G1A-95型換成JL/G1A-150型。(3)變壓器型號。將變壓器T2、T4、T8、T9、T10的型號換成節能的S11型。(4)變壓器容量。由于變壓器T8、T9、T10負載較重，存在運行不經濟的情況，將T8、T9的容量升級為630kVA，將T10的容量升級為400kVA。(5)功率因數。將負荷的功率因數均提高至0.96。(6)運行電壓。該配電網可變損耗占比較大，提高運行電壓有利于降低損耗，因此在允許范圍內將電壓挺高2％，確保不越限。(7)負荷曲線。調整負荷，將負荷曲線特征系數降為1.05。(8)三相負荷不平衡。三相不平衡度較小，排除在損耗薄弱環節之外。以X0表示原始網絡的損耗率，X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8分別對應線路長度、線路截面、變壓器型號、變壓器容量、功率因數、運行電壓、負荷曲線和三相負荷不平衡的損耗率。除了三相負荷不平衡因素，其他7個因素都按照單因素分析法中的方法，依次選擇其中一個因素，改變其指標值，并保持其他6個因素不變，得到配電網損耗隨選中因素的變化而變化的結果。通過單因素變化分析，得到各影響因素在變化過程中可以得到的最優損耗率，結果見表9。圖4～6列舉了功率因數、變壓器容量、線路截面、線路長度這四個因素變化時各段線路和變壓器損耗的變化情況。表9各損耗影響因素對應的最優損耗率由單因素分析結果可知，各個損耗降損潛力的大小排序為：X5>X4>X2>X1＝X6>X3＝X7>X8。降損潛力的大小既代表了損耗因素對配電網損耗的影響程度，節能潛力越大表明其對損耗的影響也越大。因此，在本發明所舉的例子中，功率因數、變壓器容量和線路截面是對該配電網損耗影響較大的三個因素，在實施配電網降損工作時可針對性的從這幾個方面入手。2.改進灰色關聯度法表10某地配電網的統計數據根據實際需要，將配電網損耗影響因素分解為相應的指標，本發明中根據某地配電網的統計數據及相關資料選取的指標為：平均線路長度X1、截面過小線路占比X2、高耗能變壓器占比X3、經濟運行變壓器占比X4、功率因數合格率X5、運行電壓合格率X6、負荷曲線特征系數X7、三相負荷不平衡度X8。配電網的統計數據見表10。根據表中數據以及公式(6)可以得到灰色關聯系數矩陣為：ξi-j=10.9460.9020.9060.98010.6770.6210.5810.53010.8110.7660.4250.33310.5240.7390.5630.44510.4490.8210.8430.51710.9650.5260.5290.34510.8890.7370.7280.66610.9600.6840.8770.535]]>由層次分析法可以得到：Wi＝[0.161，0.179，0.199，0.218，0.243]Wj＝[0.921，0.809，0.935，0.986，0.813，0.798，0.617，0.529]再根據公式(12)計算得到各損耗影響因素對配電網線損率的灰色關聯度，見表11：表11各損耗影響因素對線損率的灰色關聯度由表11可見，各損耗影響因素與線損率的關聯性排序為：X1>X4>X3>X5>X2>X6>X7>X8。表明在本發明所舉的例子中，線路長度、變壓器的容量與型號是對該配電網損耗有較大影響的因素，是總體損耗的關鍵影響環節。事實上，在實際中該配電網存在供電距離過長以及配變損耗過高的現象，近年來加大了在這兩方面的降損改造力度，從統計數據可知，兩項指標得到了極大的改善，同時整個網絡的損耗率也有明顯下降。本說明書中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬
技術領域：
的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。當前第1頁1 2 3