一种基于全寿命周期SEC模型的输电网规划方案优选方法

摘要

本发明涉及提升电力系统规划的真实、客观、准确，更具体涉及从安全、效能、全寿命周期成本三个维度判断220千伏及以上输电网规划方案的优选方法。方法有效的解决了目前的电网规划设计一般只对初始投资进行详细分析计算，而对电网建成后的运营和维护成本考虑不充分的缺点，从电力工程项目整个资产的寿命周期角度出发，提出了一套科学、全面、易推广的评价模型，并确定了相关电网区域范围以及计算指标与量化公式，为从事电力规划人员选择出最优的电网规划方案提供决策。

主权项

一种基于全寿命周期SEC模型输电网规划方案优选方法，其特征在于，该方法包含下列步骤：a、确定所有参与优选的输电网规划方案；b、确定受输电网规划方案影响的本级电网及下一级电网的区域范围,该范围成为选定范围；c、计算每个输电网规划方案中的短路电流指标S₁、N‑1指标S₂及稳定计算指标S₃这三个安全要素；输电网规划方案中只要有一个安全要素未通过，则去除该输电网规划方案；输电网规划方案中的三个安全要素均通过，则令输电网规划方案的安全要素S＝1；d、计算效能要素E：包括选定范围电网的增供电量效益E₁、降损效益E₂和可靠性效益E₃；d1、增供电量效益E₁计算第i年增供电量效益值E_Pi$E_{Pi}=\left\{\begin{array}{c}0...........................(P_i\le P_{B0})\\ (P_i-P_{B0})*T_{max}*M...(P_{A0}>P_i>P_{B0})\\ P_{AO}*T_{max}*M.........(P_i\ge P_{A0})\end{array}\right.---\left(1\right)$式中：i为1到T之间的整数，T为规划方案实施后的运行寿命年限，P_i为第i年的最大负荷，P_B0为规划方案实施前选定范围电网的最大供电能力，T_max为选定范围电网的最大负荷利用小时数，P_A0为规划方案实施后选定范围电网的最大供电能力，M为购销电价差值；将第i年增供电量效益值E_Pi折现成现值：E_Pi′＝E_Pi/(1+γ)ⁱ                    (2)计算增供电量效益E₁$E_1=\frac{\gamma *{(1+\gamma )}^T}{{(1+\gamma )}^T-1}*\underset{i=1}{\overset{T}{\Sigma }}{E_{Pi}}^{\prime }---\left(3\right)$式中：γ为折现率d2、计算降损效益E₂计算第i年降损效益值E_Li$E_{Li}=\left\{\begin{array}{c}(P_{LAi}-P_{LBi})*T_{max}*Y......(P_i\le P_{B0})\\ (P_{LAi}-P_{LB0})*T_{max}*Y......(P_{A0}>P_i>P_{B0})\\ (P_{LA0}-P_{LB0})*T_{max}*Y......(P_i\ge P_{A0})\end{array}\right.---\left(4\right)$式中：P_LAi为规划方案实施后选定范围电网的第i年网损值，P_LBi为规划方案实施前选定范围电网的第i年网损值，P_LB0为规划方案实施前选定范围电网的最大供电能力下的网损值，P_LA0为规划方案实施后选定范围电网的最大供电能力下的网损值，Y为购电价；将选定范围电网第i年的降损效益值E_Li折现成现值E_Li′＝E_Li/(1+γ)ⁱ                      (5)计算降损效益E₂$E_2=\frac{\gamma *{(1+\gamma )}^T}{{(1+\gamma )}^T-1}*\underset{i=1}{\overset{T}{\Sigma }}{E_{Li}}^{\prime }---\left(6\right)$d3、计算可靠性收益E₃计算选定范围电网第i年的可靠性收益值E_Ri$E_{Ri}=\left\{\begin{array}{c}({\mathrm{EENS}}_{Ai}-{\mathrm{EENS}}_{Bi})*Y......(P_i\le P_{B0})\\ ({\mathrm{EENS}}_{Ai}-{\mathrm{EENS}}_{B0})*Y......(P_{A0}>P_i>P_{B0})\\ ({\mathrm{EENS}}_{A0}-{\mathrm{EENS}}_{B0})*Y......(P_i\ge P_{A0})\end{array}\right.---\left(7\right)$式中：EENS为电量不足期望值，EENS_Ai为规划方案实施后选定范围电网第i年的EENS，EENS_Bi为规划方案实施前选定范围电网第i年的EENS，EENS_B0为规划方案实施前选定范围电网最大供电能力下的EENS，EENS_A0为规划方案实施后选定范围电网最大供电能力下的EENS；将选定范围电网第i年的可靠性收益值E_Ri折现成现值E_Ri′＝E_Ri/(1+γ)ⁱ                      (8)计算可靠性收益E₃$E_3=\frac{\gamma *{(1+\gamma )}^T}{{(1+\gamma )}^T-1}*\underset{i=1}{\overset{T}{\Sigma }}{E_{Ri}}^{\prime }---\left(9\right)$d4、按下式计算得到效能要素EE＝E₁+E₂+E₃                     (10)e、计算全寿命周期成本要素C：包括设备投资成本C₁、运行成本C₂、检修维护成本C₃、故障费用C₄和设备退役处置费C₅；e1、计算设备投资成本C₁计算设备投资成本值C₁C₁＝L*a+S*b                    (11)式中：L为项目工程中线路的长度，a为线路单位造价，S为变电站容量，b为变电站单位容量造价；e2、计算运行成本C₂计算选定范围电网第i年的运行成本CO_iCO_i＝P_LAi*T_max*Y                  (12)将选定范围电网第i年的运行成本CO_i折现成现值CO_i′＝CO_i/(1+γ)ⁱ                   (13)计算运行成本C₂$C_2=\frac{\gamma *{(1+\gamma )}^T}{{(1+\gamma )}^T-1}*\underset{i=1}{\overset{T}{\Sigma }}{{\mathrm{CO}}_i}^{\prime }---\left(14\right)$e3、计算检修维护成本C₃计算选定范围电网第i年的检修维护成本CM_iCM_i＝a_i*C₁                   (15)式中：a_i为选定范围电网第i年的检修维护成本占设备投资成本现值的比例系数；将选定范围电网第i年的检修维护成本CM_i折现成现值CM_i′＝CM_i/(1+γ)ⁱ                (16)再按下式计算检修维护成本C₃$C_3=\frac{\gamma *{(1+\gamma )}^T}{{(1+\gamma )}^T-1}*\underset{i=1}{\overset{T}{\Sigma }}{{\mathrm{CM}}_i}^{\prime }---\left(17\right)$e4、计算故障费用C₄计算选定范围电网第i年的故障费用CF_iCF_i＝EENS_Ai*Y                  (18)将选定范围电网第i年的故障费用CF_i折现成现值CF_i′＝CF_i/(1+γ)ⁱ                   (19)再按下式计算故障费用C₄$C_4=\frac{\gamma *{(1+\gamma )}^T}{{(1+\gamma )}^T-1}*\underset{i=1}{\overset{T}{\Sigma }}{{\mathrm{CF}}_i}^{\prime }---\left(20\right)$e5、计算设备退役处置费C₅计算选定范围电网第i年的设备退役处置费CD_i${\mathrm{CD}}_i=\frac{(d-c)*C_1}{{(1+\gamma )}^T}---\left(21\right)$式中：d为报废资产管理费用占设备投资成本现值得系数，c为残值率；计算选定范围电网的设备退役处置费C₅$C_5=\frac{\gamma *{(1+\gamma )}^T}{{(1+\gamma )}^T-1}*{\mathrm{CD}}_i---\left(22\right)$e6、按下式计算全寿命周期成本要素CC＝C₁+C₂+C₃+C₄+C₅                   (23)f、按下式计算SEC值SEC＝S*C/E                       (24)g、将所有输电网规划方案中SEC值最小的方案作为推荐方案。