[发明专利]一种基于成本效益分析的电能质量治理决策支持方法

摘要

一种基于成本效益分析的稳态电能质量指标偏差治理方案决策支持方法，包括：电网主要负荷节点电能质量指标偏差的信息采集；构建质量损失函数实现稳态电能质量指标偏差的经济损失评估；选定适用于目标电网电能质量问题的若干种电能质量备选治理方案并实现其各自的经济成本评估；基于净现值法进行各备选治理方案的成本效益分析并实现目标电网电能质量最优治理方案选择的决策支持。

主权项

1.一种基于成本效益分析的电能质量治理决策支持方法，电能质量简称PQ，包括如下步骤：步骤1、PQ指标偏差的信息采集：对于所需治理的目标电网，在主要负荷节点布置PQ监测装置进行PQ信号的采样处理，进而实现目标监测点电压偏差、频率偏差、电压波动、三相不平衡度、谐波畸变率这些稳态PQ指标偏差的计算、分析，并将其有效信息通过高速通信网络可靠传送至电网管理中心的PQ服务站，进行数据的有效存储、显示以及各种更加复杂的高级分析、诊断和决策功能实现；步骤2、PQ指标偏差的经济损失评估：计算电网中所发生的稳态PQ指标偏差所造成的经济损失，采用质量损失函数将PQ指标偏差造成的影响以更直观的货币形式表现出来，评估所得经济损失值即为完成PQ治理后系统能够获得的经济效益；步骤201，PQ指标区间划分：根据各项稳态PQ指标的国家标准以及实际需求，将待评估的一定电压等级的电网系统按照各项稳态PQ指标各自划分为若干个质量等级，并制定各质量等级的指标阈值划分区间；步骤202，PQ损失分析的量化函数构建：根据PQ指标数据的“偏离程度”以及“偏离持续时间”来表征稳态PQ指标的特点，构建质量损失函数实现稳态PQ指标偏差的量化损失分析：式中：为某稳态PQ指标在质量等级i下的平均值，为目标电网中因存在均值为的PQ指标偏差所造成损失的量化评估值，τ_i为该PQ指标处于质量等级i中的总持续时间，K_i为该PQ指标在质量等级i时单位时间内所能造成的最大损失，H为该PQ指标的理想目标值，σ_i为敏感性参数；步骤203，质量损失函数参数确定：步骤202中式(1)表示的质量损失函数存在四个关键参数；其中，最大损失值Ki根据电网负荷情况由专家经验设定，PQ指标偏差x0下的经济损失值L0由单次测试评估获取，敏感性参数σi由式(2)确定：步骤204，平均偏离程度及其偏离持续时间之和τ_i的确定：设观测期内该PQ指标有n个数据值处于质量等级i下，统计该PQ指标在各质量等级下的平均偏离程度及其偏离持续时间之和τ_i：式中，xij为观测期内该PQ指标在质量等级i下第j个数据值，τij为第j个数据值在质量等级i下对应的持续时间；步骤205，PQ指标偏差的经济损失评估：由步骤203所得到的敏感性参数值σ_i、最大损失值K_i以及平均偏离程度和偏离持续时间之和τ_i，根据式(1)的质量损失函数量化确定该稳态PQ指标在质量等级i下经济损失估计值；步骤206，PQ治理方案的经济效益评估：在目标电网中配置所有备选的PQ治理方案均能有效治理改善该稳态PQ指标问题的前提下，步骤204所确定的PQ经济损失值即为所选用PQ治理方案的经济效益评估值；步骤3、备选PQ治理方案的经济成本评估：当电网中发生某一种或多种PQ指标偏差时，选定若干种适用的PQ治理方案，并分别对其进行经济成本评估；步骤301，PQ备选治理方案的确定：对应于步骤1计算分析所得目标电网中存在的稳态PQ指标偏差项，根据现有技术和市场产品选定若干个能完成该PQ指标偏差治理改善功能的适用PQ治理方案作为决策备选项；步骤302，备选PQ治理方案的经济成本评估：各种PQ治理方案的经济成本主要包括初期投入的设备购置成本加上后期的使用维护成本，并设定后续使用维护成本与初始设备购置成本成比例关系；步骤4、基于成本效益分析的PQ治理决策支持：针对步骤3中预先选定的各种PQ治理备选方案，基于净现值法分别对其进行成本效益分析；最后依据各PQ治理备选方案对应的净现值集排序确定目标电网的最优PQ治理方案，实现目标电网PQ治理方案的决策支持；步骤401，各PQ治理备选方案成本效益差计算：设定各PQ治理备选方案设备的使用周期都为N年，采用净现值法，根据公式(5)计算得到各PQ治理备选方案的成本效益差：式中：CNPV为PQ治理方案的成本效益差净现值，CI为设备的初始投资成本，Cb为治理方案的年效益值，Ca为治理设备的年使用维护成本，r为贴现率，t为设备购置的年数；步骤402，最优PQ治理方案确定：设总共有m个PQ治理备选方案，根据步骤401计算所得各PQ治理备选方案对应的成本效益差净现值，构建全部PQ治理备选方案的成本效益差净现值集{CNPV，1,CNPV，2,...,CNPV,m}，找出其中的最大净现值项，其对应的PQ治理方案即为目标电网的最优PQ治理方案；其中，CNPV，1,CNPV，2,...,CNPV,m为计算所得的m个PQ治理备选方案的成本效益差净现值；步骤403，给出决策支持的合理解释：将目标电网PQ问题特征、最终推荐的最优PQ治理方案、各PQ治理备选方案对应的成本、效益信息汇总为完整的分析报告，向供电管理方或者电力用户方提供系统PQ治理方案决策支持的解释说明文本。