供電線路節(jié)點(diǎn)的管理方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種供電線路節(jié)點(diǎn)的管理方法：1)系統(tǒng)開始運(yùn)作，選定某一個(gè)線路；2)查找上一級(jí)電壓；3)搜索本節(jié)點(diǎn)至上一級(jí)節(jié)點(diǎn)的線徑參數(shù)；4)計(jì)算本節(jié)點(diǎn)變壓器輸出端電壓；5)判定該節(jié)點(diǎn)變壓器輸出端電壓數(shù)值是否低于設(shè)計(jì)參數(shù)，若是則低電壓告警并執(zhí)行下一步，若否則直接執(zhí)行下一步；6)是否最后節(jié)點(diǎn)，若是則執(zhí)行下一步，若否則返回步驟2)；7)輸出低電壓預(yù)警線路；8)結(jié)束。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于能夠通過在系統(tǒng)中模擬用戶接入的情形，分析電壓逐點(diǎn)再計(jì)算，明確了用戶接入后電壓變動(dòng)情況，以輔助用戶接入系統(tǒng)評(píng)審人員進(jìn)行量化參考，提供了輔助決策意義。
【專利說明】
供電線路節(jié)點(diǎn)的管理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及供電領(lǐng)域，尤其設(shè)及中壓線路節(jié)點(diǎn)的管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 配電網(wǎng)是連接電源和用戶的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，覆蓋范圍廣，設(shè)備數(shù)量大，種類多，層次多。 當(dāng)前，對(duì)于配電網(wǎng)低電壓?jiǎn)栴}，無法具體給出低電壓戶數(shù)和具體位置，也就無法對(duì)癥下藥， 給出具體的解決方案。
[0003] 目前，農(nóng)村供電區(qū)域面積較大，配網(wǎng)建設(shè)相對(duì)落后，因此農(nóng)村供電臺(tái)區(qū)"低電壓"問 題異常突出。一方面隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，新農(nóng)村城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，特別是 "家電下鄉(xiāng)"等一系列惠農(nóng)政策的實(shí)施，農(nóng)村用電量和用電負(fù)荷逐年攀升。另一方面，大部分 現(xiàn)有運(yùn)行線路的建設(shè)時(shí)間較早，當(dāng)時(shí)的技術(shù)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不足W滿足現(xiàn)狀農(nóng)村的用電需求， 部分地區(qū)雖然經(jīng)過農(nóng)網(wǎng)改造，但相當(dāng)一部分線路還是比較陳舊，供電半徑大，線路損耗大， 末端電壓低，直接影響農(nóng)村用戶正常用電。
[0004] 解決低電壓是一個(gè)長(zhǎng)期、艱巨的攻堅(jiān)戰(zhàn)，由于缺乏較強(qiáng)的理論指導(dǎo)和深入分析，往 往現(xiàn)場(chǎng)憑經(jīng)驗(yàn)制定建改方案，缺乏低電壓的專業(yè)分析和預(yù)測(cè)判斷，導(dǎo)致針對(duì)低電壓剛建改 完的臺(tái)區(qū)又出現(xiàn)新的低電壓現(xiàn)象，導(dǎo)致年年在治理低電壓、年年產(chǎn)生新的低電壓。
[0005] 另一方面，配電網(wǎng)規(guī)劃布點(diǎn)或基于投資成本最低方案，或基于線損最小方案，缺乏 對(duì)電能質(zhì)量的全局統(tǒng)籌考慮。單一性的指標(biāo)優(yōu)化易造成其它指標(biāo)的劣化，反映在現(xiàn)實(shí)中則 是農(nóng)村低電壓?jiǎn)栴}越來越嚴(yán)重。
[0006] 鑒于目前對(duì)低電壓產(chǎn)生的原因缺乏量化分析，判斷低電壓缺乏簡(jiǎn)易快速的方法， 且實(shí)際工程對(duì)低電壓?jiǎn)栴}的改造措施也缺乏系統(tǒng)理論指導(dǎo)，新建、改造的配電變壓器布點(diǎn)、 線路選擇更多依靠經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，因此亟需對(duì)低電壓的產(chǎn)生原因、壓降環(huán)節(jié)、預(yù)警方法、治理措 施等進(jìn)行系列研究。
[0007] 據(jù)調(diào)查，國(guó)內(nèi)外已有一些關(guān)于低電壓的研究，主要是關(guān)于治理低電壓的管理措施 W及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)措施，但是，尚未有研發(fā)一套有效的軟件系統(tǒng)來詳細(xì)計(jì)算低電壓數(shù)值和確定 具體位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)一種實(shí)現(xiàn)中壓供電線路節(jié)點(diǎn)的管理方法。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:供電線路節(jié)點(diǎn)的管理方法：
[0010] 1)系統(tǒng)開始運(yùn)作，選定某一個(gè)線路；
[0011] 2)查找上一級(jí)電壓；
[0012] 3)捜索本節(jié)點(diǎn)至上一級(jí)節(jié)點(diǎn)的線徑參數(shù)；
[0013] 4)計(jì)算本節(jié)點(diǎn)變壓器輸出端電壓；
[0014] 5)判定該節(jié)點(diǎn)變壓器輸出端電壓數(shù)值是否低于設(shè)計(jì)參數(shù)，若是則低電壓告警并執(zhí) 行下一步，若否則直接執(zhí)行下一步；
[0015] 6)是否最后節(jié)點(diǎn)，若是則執(zhí)行下一步，若否則返回步驟2);
[0016] 7)輸出低電壓預(yù)警線路；
[0017] 8)結(jié)束。
[001引所述步驟4中變壓器輸出端電壓化：
[0019]
[0020] 每個(gè)一個(gè)節(jié)點(diǎn)都當(dāng)成有S個(gè)單相用戶接入并分別計(jì)算，如果節(jié)點(diǎn)接入為單相，貝U ^個(gè)用戶分別是:4-1，8-0，(：-0，或^個(gè)用戶分別是:4-0,8-1，(：-0;，或^個(gè)用戶分別是:八-0，B-O，C-I;如果節(jié)點(diǎn)接入為S相，則分解成:A-I，B-I，C-I。
[0021] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于能夠通過在系統(tǒng)中模擬用戶接入的情形，分析電壓逐點(diǎn)再計(jì) 算，明確了用戶接入后電壓變動(dòng)情況，W輔助用戶接入系統(tǒng)評(píng)審人員進(jìn)行量化參考，提供了 輔助決策意義。
[0022] 低電壓分析及預(yù)警工作提供了較科學(xué)的、易于使用的軟件系統(tǒng)。準(zhǔn)確的分析預(yù)測(cè) 配電網(wǎng)的低電壓?jiǎn)栴}，可W有效輔助指導(dǎo)配電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)和改造工作的開展，對(duì)憲湖地區(qū) 近幾年的低電壓解決項(xiàng)目進(jìn)行全面考察分析，對(duì)項(xiàng)目改造的方案進(jìn)行了分析，提供了良好 的決策建議，精準(zhǔn)的工程管理避免投資的浪費(fèi)，更避免了工程重復(fù)的投資。利用該成果，可 W有效避免配電網(wǎng)卡脖子、高線損等問題。從而充分釋放用電負(fù)荷，提高供電質(zhì)量，避免電 量損失。
【附圖說明】
[0023] 下面對(duì)本發(fā)明說明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容作簡(jiǎn)要說明：
[0024] 圖1為配電線路壓降模型；
[0025] 圖2為配電線路壓降矢量圖；
[00%]圖3為本發(fā)明方法控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 根據(jù)上述分析，捜索本節(jié)點(diǎn)前的節(jié)點(diǎn)電壓、本節(jié)點(diǎn)前線段的參數(shù)、本節(jié)點(diǎn)后的負(fù)荷 參數(shù)，就能實(shí)現(xiàn)IOkV和單相低壓進(jìn)行逐點(diǎn)的電壓計(jì)算，便能判斷單點(diǎn)電壓的電壓大小、低電 壓程度、低電壓出線的范圍W及〇.4kV的S相電壓不平衡程度，如圖3所示，供電線路節(jié)點(diǎn)的 管理方法：
[0028] 1)系統(tǒng)開始運(yùn)作，選定某一個(gè)線路；
[0029] 2)查找上一級(jí)電壓，運(yùn)里的上一級(jí)電壓為1)所選擇的線路的始端節(jié)點(diǎn)（即后面的 本節(jié)點(diǎn)）電壓器輸入端電壓；
[0030] 3)捜索本節(jié)點(diǎn)至上一級(jí)節(jié)點(diǎn)的線徑參數(shù)；
[0031] 4)計(jì)算本節(jié)點(diǎn)變壓器輸出端電壓；
[0032] 5)判定該節(jié)點(diǎn)變壓器輸出端電壓數(shù)值是否低于設(shè)計(jì)參數(shù)，若是則低電壓告警并執(zhí) 行下一步，若否則直接執(zhí)行下一步；
[0033] 6)是否最后節(jié)點(diǎn)，若是則執(zhí)行下一步，若否則返回步驟2);
[0034] 7)輸出低電壓預(yù)警線路；
[0035] 8)結(jié)束。
[0036] 上述步驟4中變壓器輸出端電壓化：
[0037]
[0038] 上述公式是從線路的"n型"等值電路的理論出發(fā)，分析中壓配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和接 線形式，將"n型"等值電路的電壓計(jì)算應(yīng)用到壓線路中一-即提出一種負(fù)荷集總的算法， 將本節(jié)點(diǎn)及本節(jié)點(diǎn)后的有功、無功負(fù)荷集總至本節(jié)點(diǎn)，然后通過線路"n型"等值電路計(jì)算 該點(diǎn)電壓;再在該點(diǎn)電壓計(jì)算出來的基礎(chǔ)上，循環(huán)地計(jì)算線路上后面節(jié)點(diǎn)的電壓計(jì)算，從而 實(shí)現(xiàn)本線路所有節(jié)點(diǎn)電壓的計(jì)算，從而建立電壓逐點(diǎn)計(jì)算的理論模型。
[0039] 如圖1所示，設(shè)末端電壓為^，末端功率為是==巧+店,則末端導(dǎo)納電路的功率 成為
[0051]運(yùn)就是電力線路功率計(jì)算的全部?jī)?nèi)容。
[0040] (3-1)
[0041]
[0042]
[0043]
[0044] 3-2)
[0045]
[0046]
[0047]
[004引 (3-3)
[0049]
[(K)加]
[0化2]但在實(shí)際計(jì)算時(shí)，始端導(dǎo)納支路功率Agyi從而始端功率烹I省P必須在求的始端電壓 巧后方能求取。求取始端電壓&的方法如下。
[0化3] 取化與實(shí)軸重合，如圖2所示。則由
[0化4]
[0化5]
[0化6]
[0化7]
[0化引
[0化9]
[0060]
[0061]
[0062]
[0063]
[0064]
[0065] 斤，取其前兩項(xiàng)，得
[0066]
[0067]
[006引
[0069] 第立項(xiàng)，即略去如， 得
[0070] 、-這）
[0071] 運(yùn)就是電力線路電壓計(jì)算的全部?jī)?nèi)容。
[0072] 縱觀式(3-1)~式(3-8)可見，所有計(jì)算都已避免了復(fù)數(shù)乘除。
[0073] 式（3-1)~式（3-8)即可用于標(biāo)么制，也可用于有名制。用有名制計(jì)算時(shí)，每相阻 抗、導(dǎo)納的單位為Q、S;功率和電壓的單位可為WMVA、MW、Mvar表示的S相功率和WkV表示 的線電壓；也可W為WMVA、麗、Mvar表示的單相功率和WkV表示的相電壓。附帶指出，采用 標(biāo)么制時(shí)，功率角S應(yīng)W rad表示，因W rad表示的角度實(shí)際上已是標(biāo)么制。
[0074] 相似于運(yùn)種推導(dǎo)，還可獲得從始端電壓>始端功率度1求取末端電壓馬、末端功 率亥;的計(jì)算公式。其中，計(jì)算功率部分與式(3-1)~式(3-3)并無原則區(qū)別，計(jì)算電壓的部分
則應(yīng)改寫為
[0075]
[0076] (3-9)
[0077] (3-10)
[007引 (3-11)
[0079] (3-12)
[0080] 且需注意，由于推導(dǎo)式(3-4)~式(3-6)時(shí)系取與實(shí)軸重合，而推導(dǎo)式(3-9)~式 (3-11)時(shí)則取巧與實(shí)軸重合，按式(3-4)求的的A U、如與按式(3-9)求得的A IJ/、如/不同， 雖然（A化j如)和（AlT+j如/)的模數(shù)加，如同功率角S的絕對(duì)至一樣，兩種計(jì)算結(jié)果沒有差 別。
[0081] 因此，在工程實(shí)際中可W采取3-12式去計(jì)算。
[0082] (3-13)
[0083] 從W上分析中可W看出，利用上式（3-9)和（3-12)如果已知線路的始端電壓始端 電壓巧、功率& S線路的導(dǎo)線型號(hào)，則可輕易獲得末端電壓tX ;再在W末端電壓為始端電 壓，通過上述公式計(jì)算，即可W遞推地推算出下一個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓。由于變電站始端電壓、變壓 器端口電壓較為容易獲得，因此W此節(jié)點(diǎn)電壓為始端電壓，逐段計(jì)算電壓降，就能循環(huán)計(jì)算 出整個(gè)線路節(jié)點(diǎn)的電壓值，從而確定整個(gè)系統(tǒng)的電壓分布情況，從明確低電壓的范圍和數(shù) 值。
[0084] IOkV配變高壓側(cè)按高壓用戶處理，電壓偏差取±7%，即9.3~10.化V。對(duì)于400V線 路來說:用戶側(cè)電壓不應(yīng)低于-10%，即220*0.9 = 198V。該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)結(jié)合上述標(biāo)準(zhǔn)綜合判斷。
[0085] 需要指出的是，在編程的時(shí)候，由于計(jì)算機(jī)處理邏輯判斷的需要時(shí)間比較長(zhǎng)，我們 優(yōu)化了相關(guān)算法，將每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都當(dāng)成有=個(gè)單相用戶接入，只是如果接入相為A，則該節(jié) 點(diǎn)接入的S個(gè)用戶分別是:A-1，B-0，C-0;S相用戶則分解成:4-1，8-1，(：-1。經(jīng)過算法改進(jìn) 后，程序計(jì)算的速度相對(duì)快很多。
[0086] 上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式 的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改 進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 供電線路節(jié)點(diǎn)的管理方法，其特征在于： 1) 系統(tǒng)開始運(yùn)作，選定某一個(gè)線路； 2) 查找上一級(jí)電壓； 3) 搜索本節(jié)點(diǎn)至上一級(jí)節(jié)點(diǎn)的線徑參數(shù)； 4) 計(jì)算本節(jié)點(diǎn)變壓器輸出端電壓； 5) 判定該節(jié)點(diǎn)變壓器輸出端電壓數(shù)值是否低于設(shè)計(jì)參數(shù)，若是則低電壓告警并執(zhí)行下 一步，若否則直接執(zhí)行下一步； 6) 是否最后節(jié)點(diǎn)，若是則執(zhí)行下一步，若否則返回步驟2); 7) 輸出低電壓預(yù)警線路； 8) 結(jié)束。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電線路節(jié)點(diǎn)的管理方法，其特征在于，所述步驟4中變壓器 輸出端電壓U2:3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的供電線路節(jié)點(diǎn)的管理方法，其特征在于:每個(gè)一個(gè)節(jié)點(diǎn)都 當(dāng)成有三個(gè)單相用戶接入并分別計(jì)算，如果節(jié)點(diǎn)接入為單相，則三個(gè)用戶分別是:A-1，B-0， C-0，或三個(gè)用戶分別是:A-0，B-l，C-0;，或三個(gè)用戶分別是:A-0，B-0，C-l;如果節(jié)點(diǎn)接入為 三相，則分解成:A-1，B-1，C-1。
【文檔編號(hào)】H02J3/00GK105826920SQ201610292395
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月5日
【發(fā)明人】劉亞南, 候勁松, 崔椿洪, 夏民, 繆偉, 楊樂新, 尹成, 肖明偉, 李佩, 謝茜子, 朱天揚(yáng), 彭志權(quán)
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司蕪湖供電公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司