[发明专利]一种基于设备全寿命周期的配电网节能改造方案优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电网节能领域，更具体地说，涉及一种基于设备全寿命周期的配电网节能改造方案优化方法。

背景技术

为了应对日趋紧张的能源形势，节约能源是最直接的途径，我国各省都在积极开展配电网节能改造工作。配电网节能改造可以采用增设无功补偿装置、更换节能供配电设备等措施，其节能效果是评价改造目标实现与否的准绳，不同措施节能的原理具有差异，制定合理的评价方法至关重要。配电网的规模决定了其建设改造投资巨大，供电公司可用于配电网节能改造的资金受实际情况的限制，往往以投资小、效益高的改造项目优先为原则开展工作。因此，针对复杂的配电网节能改造成本与效益的关系，为供电公司提供合理的配电网节能改造方案决策方法尤为重要。

配电网节能改造工程方案决策的问题上已有一些研究，但是普遍存在配电网节能改造时往往注重改造初期的投资，忽略改造后的相关费用支出的问题，事实上改造后还存在电能损耗、检修维护等运行期间的费用，这些费用与负荷水平、运行年限等因素密切相关，在寿命周期结束时可能存在设备残值，且还需要报废处置费用。

针对目前的情况，本发明提供的方法从更换节能供配电设备和增设无功补偿装置角度出发，考虑不同类型设备的差异，确定配电网节能改造的研究寿命周期，提出计及负荷季节性变化建立配电网电能损耗费用计算模型和配电变压器检修维护费用分段模型，形成设备全寿命周期框架下的配电网节能改造成本效益模型，并将其标准化后以项目投入资金和改造标准为边界条件进行配电网节能改造方案优化决策。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种基于设备全寿命周期的配电网节能改造方案优化方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于设备全寿命周期的配电网节能改造方案优化方法，包括以下步骤：

步骤S010，结合历史统计数据和理论线损计算数据，对待改造的配电网进行电能损耗分析，对分类设备损耗率进行排序，将损耗率排序位于前10％的设备作为需改造设备的备选对象，若线路首端功率因数越限、末端电压越限，则还需增加无功补偿装置；

步骤S020，建立配电变压器改造、配电线路改造、增设无功补偿装置三类节能改造方案的标准约束条件；

步骤S030，制定符合步骤S020建立的标准约束条件的备用节能改造方案；

步骤S040，计算步骤S030制定各节能改造方案的全寿命周期成本费用C_LCC及全寿命周期节能效益，并判断各节能改造方案的C_LCC是否大于项目节能改造可用资金上限，剔除超过项目节能改造可用资金上限的节能改造方案；

步骤S050，运用优化决策模型，对剩余的节能改造方案进行排序，挑选出单位C_LCC效益最大的方案作为最优节能改造方案。

在所述步骤S020中，标准约束条件包括项目资金约束条件和改造标准约束条件；项目资金约束条件为C_LCC≤M，其中M为项目节能改造可用资金上限；

改造标准约束条件包括以下三个条件：

1)S_{zr min}≤S_zr≤S_{zr max},z∈N_z,S_zr∈W,S_zt∈Y，其中，Z、N_Z分别为需要更换的配电变压器编号及其集合，S_{Zr min}、S_{Zr max}分别为允许更换的配电变压器最小容量和最大容量，W、Y分别为国家标准制定的配电变压器容量集合和型号集合；

2)D_min,k≤D_k≤D_max,k,k∈N_k，其中，k、N_k分别为需要更换导线或电缆的配电线路编号及其集合，D_k、D_min,k、D_max,k分别为第k段线路所选线径、最小可考虑更换线径、最大可考虑更换线径；