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《华北电力大学》 2012年
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智能配电网自愈功能及其效益评价模型研究

李天友  
【摘要】:现代社会与数字经济的快速发展,对供电质量提出了更高的要求,以往人们并不太关注的短时停电和电压骤降等供电质量扰动,因其可能造成的巨大经济损失与社会影响成为突出的供电质量问题。智能配电网及其自愈功能的实施,能够显著地提高供电质量,减少因供电质量扰动造成的经济损失。然而,在其实施建设过程中,电力公司需要大量的建设投资。对其投资效益评价不仅要考虑电力公司本省的经济效益,而且必须要考虑用户减少的经济损失和由此带来的社会和环保等效益,对智能配电网自愈功能进行全面的效益分析。目前,国内外对智能配电网自愈功能的研究相对缺乏,对短时停电、电压骤降经济损失的研究还不够深入,还没有智能配电网自愈功能综合经济效益研究方面的公开报道。本文对智能配电网自愈功能及其经济效益评价模型与方法进行系统、深入的研究,具有重要的理论意义与工程应用价值。本文主要内容: (1)智能配电网及其自愈功能研究。在综合分析国内外智能电网及自愈的研究成果的基础上,提出智能配电网及其自愈的定义及功能特征:并针对配电网故障特点及对供电质量的影响,重点研究了故障自愈功能的关键技术及其性能指标,提出了基于对等通信的分布式智能短路故障自愈控制技术和接地故障自愈的技术框架及全电气量补偿的接地故障自愈控制技术;从技术性能的角度构建故障自愈的评价指标。 (2)建立了短时停电经济损失估算模型。分析了短时停电产生的原因及其影响用电设备正常工作的机理,总结分析短时停电的特性及对用户造成的危害,研究短时停电的经济损失,使用综合权重灰色关联评价方法对用户敏感度进行评估,提出了基于问卷调查的短时停电经济损失的估算模型。 (3)建立了电压骤降经济损失估算模型。对电压骤降的危害进行了分析总结,应用模糊推理理论来推理电压骤降的中断概率,利用转换因子将电压骤降次数换算为等值的用户中断次数,提出了基于模糊逻辑推理确定电压骤降中断概率的电压骤降损失估算模型。 (4)对供电质量扰动的经济损失进行了风险评价。为了更进一步分析供电质量扰动对现代社会的影响,引入了风险评价的概念对供电质量扰动经济损失进行评价研究,提出了基于柯尔莫哥洛夫检验法的供电质量扰动损失风险VaR指标的构建方法,从风险的角度评价城市电网供电质量扰动经济损失的严重程度。 (5)构建智能配电网自愈功能的综合效益评价模型。在对智能配电网自愈功能的经济属性分析的基础上,结合外部性效益和综合评价理论,构建智能配电网自愈功能的综合效益评价指标体系和评价模型。基于对其外部性效益的总结,将其综合效益归结为技术效益、经济效益、社会效益、环境效益和实用性效益五个方面,构建了一个两层的评价指标体系;结合资产全寿命周期管理理论,提出了基于三角模糊层次分析法赋权的综合效益全寿命周期评价模型并阐述综合评价的过程。 (6)根据短时停电损失估算模型、电压骤降损失估算模型、供电质量扰动经济损失风险评价方法和综合效益的全寿命周期评价模型对X城市智能配电网示范建设项目效益进行了实证分析。结果表明,这些估算模型可行而且较为全面地反映了短时停电和电压骤降造成的经济损失,而供电质量扰动风险VaR指标较好地反映了城市供电质量扰动损失的严重程度,综合评价方法考虑了自愈功能的综合效益在寿命周期内的变动,做到了全面客观的评价。各估算模型和指标可作为智能配电网及其自愈功能的建设和优化的评价与决策参考。 良好的自愈能力是智能配电网的关键特征。本文明确了智能配电网的自愈功能,提出了短路故障自愈与接地故障自愈控制的新方法,给出了短时停电、电压骤降经济损失估算模型和供电质量扰动经济损失风险评价方法,建立了智能配电网自愈功能的综合效益评价指标体系和评价模型。研究成果对于推动智能电网的建设与健康发展,具有十分重要的意义。
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:F407.61;F224

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