《新型能源体系中的城乡配电网精益化规划关键技术及应用》

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项目属于电气工程学科,是电力系统规划领域技术开发和实际应用相结合的综合性课题。

配电网规划是引领城乡配电网发展的龙头,电力建设,规划先行。随着分布式能源、微电网、储能装置等设施大量接入,以及电力市场开放和各种用电需求的出现,配电网的网络形态和功能价值正在发生深刻变化,已经成为连接能源生产和消费、实现能源转换和利用的网络枢纽。配电网发展正在从满足基本用电需求向全面提升现代化水平跨越。传统的单纯增加输配容量来满足日益增长的用电需求、以数量扩张和产能扩充为主要特征的规划模式无法引领配电网前瞻性发展,需要树立系统协调、精益精细的规划理念,增强规划方案适应性,引领配电网高质量发展。项目针对传统规划的优化提升空间,在负荷预测、现状诊断、规划方案、投资决策等关键环节开展适应性技术研究,形成一套“全流程、多场景、重差异、广适用”的关键技术体系。项目主要内容有:

1.负荷预测方面,构建了基于配电网10kV馈线负荷精确量测数据价值挖掘的区域地块负荷密度求解模型,提出了多尺度空间分辨率下空间负荷预测方法,既弥补了传统方法存在的“仅注重负荷总量而忽略负荷地理分布”的不足,又实现了配电网规划与市政规划共用一张图。

2.现状诊断方面,首次构建了计及供电区域差异的配电网健康度自诊断模型,解决了传统规划中所面临的,区域不同但考评标准相同所导致的薄弱环节辨识失真问题;提出了基于马斯洛理论-改进K均值聚类算法的配电网发展层次模型,量化分析配电网发展阶段和发展重点,指导规划方案精准发力。

3.方案制定方面,建立了可再生能源接入对配电网的影响评价模型,提出了以综合效益最优为目标的源-网协调规划方法,构建了”城乡统筹、源网协调、配用电协调”的配电网典型供电模式,制定了现状至目标供电模式的平滑过渡方案,引领配电网有序发展。

4.投资决策方面,构建了以提升供电可靠性为目标、经济指标为约束的投资分配决策模型,综合可靠性提升贡献、外部决策成熟度、投资等约束提出基于可靠性边际效益的配电网项目优选模型,实现了配电网投资结构和项目安排最优。

项目共授权发明专利6项,发表中文核心论文6篇,登记软件著作权3项。项目通过中国电力企业联合会评价:项目成果对提升配电网规划的精益化水平具有重要意义,整体达到国际先进,其中的负荷密度指标测算方法和空间负荷预测技术达到国际领先水平。

项目成果在河南郑州供电公司和驻马店供电公司配电网发展诊断、网格化规划、投资计划编制、储备项目优选等工作中深入应用。共优化建设方案九百余项,节约投资6418万元;通过提升电气化水平,进一步释放用电需求,增供电量6357万千瓦时,新增销售额3814.3万元;助力加速扭转配电网薄弱局面,加快提升发展质量,服务中原崛起、河南振兴和富民强省。

成果说明

(1)提出的基于改进负荷密度指标的空间负荷预测方法、基于双向预测法的电网总量负荷预测方法、基于多变量分析的中短期负荷预测模型,基于多变量-Logistic理论的地区饱和负荷预测模型,丰富了负荷预测手段,提高了预测精准度,已应用于河南网格化规划,指导配电网变电站和廊道选址。 (2)提出的基于马斯洛理论-改进K均值聚类算法的配电网发展需求分析模型,已用于河南 “十三五”电网发展战略规划,从宏观上明确了电网发展目标和投资重点。 (3)建立的体现地区差异化的配电网健康度自诊断体系,已应用于2017年河南电网发

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