[发明专利]一种基于K-MEANS算法的理想线损率的计算方法

摘要

本发明公开了一种基于K‑MEANS算法的理想线损率的计算方法，包括下列步骤：步骤一，建立影响线损电量及线损率的综合指标体系；步骤二，建立步骤一中所述指标体系的各个指标的数学模型；步骤三，计算出各个指标的指标值；步骤四，对各指标的指标值进行数据的标准化；步骤五，将各个指标的指标值作为N维向量，在N维空间中利用K‑MEANS算法计算出不同电网的相同指标之间的差异，从而进行线损同类划分；步骤六，在同一类别中将各电网的各指标值进行区间折算，并结合各线损影响指标权重计算各电网线损的综合测评值，最后根据各电网综合测评值与实际线损率的排序差异，找出各同类电网的标杆电网，并以标杆电网为基准计算各电网的理想线损率。

主权项

1.一种基于K‑MEANS算法的理想线损率的计算方法，其特征在于：包括下列步骤：步骤一，建立影响线损电量及线损率的综合指标体系，包括电压等级及层次、线路平均长度、导线截面积、配变设备状况、无功补偿配置、负荷时间分布、单位变电容量负载率、电网最大自然无功负荷系数、分压售电量、无损电量占比、农村面积占比、非工业GDP占比以及供电密度；步骤二，通过收集上一年度电网基础数据，提取和线损相关的数据，并建立步骤一中所述指标体系的各个指标的数学模型；步骤三，根据步骤二中建立的各个指标的数学模型分别计算出各个指标的指标值；步骤四，对各指标的指标值进行数据的标准化；步骤五，将步骤四中标准化后的各个指标的指标值作为N维向量，N表示指标个数，在N维空间中利用K‑MEANS算法计算出不同电网的相同指标之间的差异，从而进行线损同类划分；步骤六，根据步骤五的线损同类划分结果，在同一类别中将各电网的各指标值进行区间折算，并结合各线损影响指标权重计算各电网线损的综合测评值，最后根据各电网综合测评值与实际线损率的排序差异，找出各同类电网的标杆电网，并以标杆电网为基准计算各电网的理想线损率；步骤六中，指标折算值Y_i折算的计算公式为：其中：M为同类电网组成的集合；η_max为同类电网中综合线损率最大值；η_min为同类电网中综合线损率最小值；Y_i为各指标计算结果；Y_max为同类电网中某指标计算结果的最大值；Y_min为同类电网中某指标计算结果的最小值；综合测评值Y的计算公式为：其中：n为指标数量；Q_i为各线损影响指标权重；理想线损率η_m理想的计算公式为：η_m理想＝Y_m×min{η_m/Y_m,m∈M}其中：η_m为同类电网中m电网的综合线损率；Y_m为同类电网中m电网的综合测评值；步骤二中：电压等级及层次Y_DYDJ的数学模型计算公式为：Y_DYDJ＝∑Loss_i其中，i＝500～10kV各电压等级；Loss_i为待划分电网全范围内i电压等级分压线损率；线路平均长度Y_XLCD的数学模型计算公式为：其中：L_i为待划分电网i电压等级下的线路长度；N_i为待划分电网i电压等级线路总条数；导线截面积Y_DXJM的数学模型计算公式：Y_DXJM＝∑Loss_iq_k(q_iaL_ika+q_ibL_ikb+q_icL_ikc)其中：k为导线类型序号，当k＝1时，表示架空线，k＝2时，表示电缆；q_k为导线类型权重，按架空线和电缆的长度比例，如果某电网无电缆，则q₁取100％；Loss_i为待划分电网全范围内i电压等级分压线损率；L_ika、L_ikb、L_ikc为待划分电网的i电压等级架空线路或电缆的截面与待划分电网i电压等级线路长度的比，将导线按截面积大小分为Ⅰ截面、Ⅱ截面、Ⅲ截面三种截面，其中Ⅰ截面的截面积小于Ⅱ截面的截面积、Ⅱ截面的截面积小于Ⅲ截面的截面积，a、b、c分别代表Ⅰ截面、Ⅱ截面、Ⅲ截面；q_ia、q_ib、q_ic分别代表i电压等级a、b、c截面导线对线损影响的权重系数；步骤二中：配变设备状况Y_PBZK的数学模型计算公式：Y_PBZK＝q_dT_d+q_eT_e+q_fT_f其中：T_d、T_e、T_f为各种型号配变容量比例，d、e、f分别代表高耗型号、普通型号、节能型号，高耗型号为S7以下，普通型号为S9～S11，节能型号为S11以上，其中非晶合金变及单相变的容量合并归入S11以上型号参与计算；无功补偿配置Y_WGBC的数学模型计算公式为：Y_WGBC＝∑Loss_i(1‑W_i)其中：Loss_i为待划分电网全范围内i电压等级分压线损率；W_i为各电网的i电压等级无功补偿配置系数，主变所配置电容器容量与主变容量的比值；负荷空间分布Y_FHSJ的数学模型计算公式：其中：C_i为各电网的月负荷均匀程度，即月最大峰谷差与月平均负荷之比值；步骤二中：单位变电容量负载率Y_ZBFZ的数学模型计算公式为：其中:G_i为i电压等级变压器下送电量；G₅₀₀、G₃₃₀、G₂₂₀、G₁₁₀分别对应500kV、330kV、220kV、110kV电压等级变压器的下送电量；η_i为i电压等级变压器的损耗率；P_0i为i电压等级变压器空载损耗的典型值；P_1i为i电压等级变压器负载损耗的典型值；S_i为i电压等级变压器额定容量的典型值；P_i为i电压等级变压器的下送功率；B_i为i电压等级变压器的容量；最大自然无功负荷系数Y_ZRWG的数学模型计算公式:其中:Q为电网的最大无功能力，P为电网最大统调有功负荷；电网的最大无功能力为：Q＝Q_G+Q_C+Q_R+Q_L其中：Q_G为发电机的无功功率，Q_C为容性无功补偿总容量，Q_R为邻网输入或输出无功，Q_L为线路和电缆的充电功率；分压售电量Y_FYDL的指标计算公式:其中：Loss_i为待划分电网全范围内i电压等级分压线损率；A_i为电网i电压等级供电量；A为电网的总供电量；步骤二中：无损电量Y_WSDL的数学模型计算公式：Y_WSDL＝1‑W其中：W为各电网无损电量占比；农村面积占比Y_NCMJ的数学模型计算公式为:Y_NCMJ＝S’其中：S’为各电网农村面积占比；非工业GDP占比Y_FGY的数学模型计算公式为:Y_FGY＝G其中：G为各电网非工业GDP占比；供电密度Y_GDMD的数学模型计算公式为:其中：A为电网的总供电量，S为各电网供电面积；步骤六中，各指标影响权重的计算采用专家打分法和层次分析法确定，对于指标的权重系数，选定相关专家对各层次指标的重要程度进行打分，打分值为Satty标度值，收集所有专家的打分，建立各层次指标的判断矩阵A；根据A计算指标的权重值进行一致性校验；若不满足一致性要求，则通过向各专家反馈、修正的方法，直至获得满足一致性要求的权重值。