CN104362637B - 一种基于前推回代算法的低电压台区智能治理方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于前推回代算法的低电压台区智能治理方法，包括以下步骤：一是确定具有低电压现象的台区；二是原始数据采集；三是画图和设置电气元件参数；四是潮流计算；五是低电压成因分析；六是低电压治理与经济性评估。本发明根据台区首端电压和末端负荷，经过算法计算发现台区中存在低电压现象的位置，结合实际低电压现象解决措施，生成一套经济性最好的智能治理措施，为现场工作人员对台区分析和立项，提供了有效的帮助。

Description

一种基于前推回代算法的低电压台区智能治理方法
技术领域
本发明涉及一种基于前推回代算法的低电压台区智能治理方法。
背景技术
随着农村经济的迅猛发展，农民生活水平不断提高，农民的用电性质发生了根本改变，用电需求进入更高层次，广大农村电力供需矛盾加剧，农村低电压现象不断涌现。而电网发展长效机制尚未建立，低电压治理的综合整治系统措施欠缺，急需从管理和技术两方面在最短的时间内快速、高效治理农村低电压问题，确保“新农村、新电力、新服务”的顺利推进，满足农村经济社会发展对电力的需求。
以改善农村低压客户端电压质量为重点，加强对农村用电特性及需求的分析，坚持电网建设改造与精益运行管理并举、薄弱点整治与综合治理相结合，优化农村供电方式，既立足解决当前突出的问题，又着力改善农村配电网供电能力和供电质量。
综合分析，导致农村低电压问题的主要原因有：低压线路供电半径过长、低压主干线线径过小、三相负荷不平衡、配变重载或过载、台区线路重载或过载、配变分接头设置不合理、低压无功补偿容量不足或可用率低、中压线路线径过小导致上级电源电压偏低和中压线路重载或过载导致上级电源电压偏低。其中，前三大原因为低压主干线线径过小、低压线路供电半径过长和配变重载或过载。
目前供电企业在发现低电压问题时，通常简单地将原因归为变压器过载、线径过细、供电半径过大三个原因，并无明确定量的分析工具和方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种基于前推回代算法的低电压台区智能治理方法，根据台区首端电压和末端负荷，经过算法计算发现台区中存在低电压现象的位置，结合实际低电压现象解决措施，生成一套经济性最好的智能治理措施，为现场工作人员对台区分析和立项，提供了有效的帮助。
解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种基于前推回代算法的低电压台区智能治理方法，其特征是包括以下步骤：
S1，确定具有低电压现象的台区
通过统计电压监测和客户投诉情况，得到有低电压现象的台区，所述的低电压指相电压低于198V；
S2，原始数据采集
搜集所述台区基础数据，包括：配点变压器的型号和容量，低压无功补偿容量，台区低压线路的型号、长度和截面积，负荷供电性质，用电负荷容量；
从供电局的计量自动化系统导出所述台区相关运行数据，包括：台区首端电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数和负载率；
S3，绘制台区低压线路图及设置所述线路图中电气元件参数
根据供电局提供的线路图绘制所述台区低压线路图，根据搜集得到的台区基础数据，在所绘制的台区低压线路图上的电气元件设置相关参数；
所述的电气元件指：变压器、无功补偿装置、线路和负荷；
所述的参数指：变压器参数包括设备型号、档位和连接组别；无功补偿装置参数包括容量；线路参数包括架设方式、型号、长度、负荷分布类型和供电方式；负荷参数包括有功负载、功率因素；
S4，潮流计算
采用前推回代算法进行潮流计算，计算出所述台区低压线路图中每个电气元件的ABC三相电压、ABC三相电流和ABC三相功率；
S5，低电压成因分析
根据潮流计算结果，判定台区发生低电压的负荷点位置(指相电压低于198V)，依据低电压分析方法判定产生台区低电压的原因；
所述低电压分析方法指当低电压现象发生时，利用低电压分析的步骤，实现低电压成因判定；
所述低电压分析的步骤是按照10kV线路、配电变压器、低压线路的分析顺序，判定何种原因导致的台区低电压，具体包括以下子步骤：
S5-1,判定台区配变低压侧首端电压是否低于220V；
S5-2,若台区配变低压侧首端电压低于220V，进一步判定台区配电变压器功率因素是否低于0.9，若低于则认为台区配电变压器功率因素偏低；
S5-3,若台区配电变压器功率因素偏低，则检测台区低压无功补偿装置容量是否等于或大于配电变压器容量的30％；若台区低压无功补偿装置容量不充足，则新增台区低压无功补偿装置容量等于配电变压器容量的30％；若台区低压无功补偿装置容量充足，则检查无功补偿装置是否运行不正常，不正常则维护无功补偿装置、正常则返回本子步骤的新增台区低压无功补偿装置容量等于配电变压器容量的30％；
S5-4,若台区配电变压器功率因素正常，即大于或等于0.9，则检测所述变压器分接头是否在-5％档；若不在-5％档，则调整变压器分接头至此档；若在-5％档，则检查台区三相负荷是否平衡；三相负荷平衡的标准是配变三相负荷不平衡率大于15％；三相负荷不平衡率等于(月平均最大相电流—月平均最小相电流)/月平均最大相电流×100％；若三相负荷不平衡，则调整三相负荷至基本平衡；若三相负荷平衡，则改造10kV线路；
S5-5,若台区配变低压侧首端电压大于220V，则判定台区配电变压器是否重过载；其中，配变重载应满足的条件是：当80％＜配变负载率≤100％且持续时间超过半小时以上；对于配变过载应满足的条件是：当配变负载率＞100％且持续时间超过半小时以上；若重过载，则新增台区或向邻近台区转移负荷；若不重过载，则进行下一步，判定低压线路是否合格；
S5-6,若低压线路线径过小或供电半径过长，则更换线径或新建台区转移负荷，结束；其中，低压线路线径过小的标准是线路负载率大于80％；供电半径过长的标准是低压线路供电半径大于500米。
S6，低电压治理与经济性评估
所述低电压治理包括以下子步骤：
S6-1，对于无功不足或可用率低的台区，采取的治理方法有：一是配变容量大于100kVA的台区，在改造时更换或加装无功补偿装置，按配变容量的30％-50％配置；二是结合停电维护更换有缺陷的低压无功补偿装置，提高无功补偿可用率；
S6-2，配电变压器分接头档位设置不合理的台区，采取的治理方法有：结合停电改造计划调整配变分接头位置，要求调整后首端电压不超过235V；
S6-3，对配变重过载的台区，采取治理方法有：一是对于短期、季节性重过载，采取配变轮换的措施；二是对于长期性重过载，附近有可供负荷转移的公变点，优先割接低压负荷，再新增公变点；三是对于长期性重过载，附近没有可供负荷转移的公变点，优先新增公变点；四是配变运行年限超过20年，或属于国家明令淘汰的S7及以下的高损变，采取增容改造的措施；五是轮换或新增的配变统一按50、100、200、400、500、630kVA的容量配置；
S6-4，对三相不平衡的台区，采取的治理方法有：调整三相负荷，要求调整后三相负荷不平衡率小于15％；
S6-5，针对半径过长的台区，采取的治理方法有：一是向附近可供负荷转移的公变点转移部分低压负荷，缩短低压供电半径；二是若附近没有可供负荷转移的公变点，优先新增公变点，缩短低压供电半径；三是若附近没有可供负荷转移的公变点，受低电压影响客户数少于10户，短期内负荷增长有限，加装低压调压器；
所述经济性评估指计算各类解决措施的经济性指标，经济性指标为综合投资，即投资减去收益，其中投资包括设备材料费和施工费，收益为线损减少的费用。
所述的低电压台区首端电压、功率因素及配变负荷的数据来源于现有的计量自动化系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明根据台区首端电压和末端负荷，经过算法计算发现台区中存在低电压现象的位置，结合实际低电压现象解决措施，生成一套经济性最好的智能治理措施，为现场工作人员对台区分析和立项，提供了有效的帮助。
附图说明
图1为软件工作流程图；
图2为低电压分析流程图。
具体实施方式
依据电力系统分析的一般原则，低电压分析采用由电源端向受电端的分析顺序，一个台区首先由配变从10kV线路获取电能，变为400V后，经低压线路送至负荷。由此可从10kV线路、配电变压器、低压线路三个层面，全面梳理低电压成因分析，针对台区存在的问题，制定相应的治理措施，并对治理措施的经济性进行评估。
本发明提供一种基于前推回代算法的低电压台区智能治理方法，解决现有技术中缺乏有效的低电压分析和治理的技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
低电压台区分析与治理工作流程可分为以下几个步骤：一是确定具有低电压现象的台区；二是原始数据采集；三是画图和设置电气元件参数；四是潮流计算；五是低电压成因分析；六是低电压治理与经济性评估。
S1，选取具有低电压现象的台区
通过统计电压监测和客户投诉情况，得到有低电压现象的台区。
S2，原始数据采集
搜集有低电压现象台区的基础数据，包括：配点变压器型号、容量；低压无功补偿容量；台区低压线路型号、长度、截面积；负荷供电性质；用电负荷容量。
从供电局的计量自动化系统导出有低电压现象台区的相关运行数据，包括：台区首端电压、台区首端电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、负载率。
S3，画图和设置电气元件参数
绘制台区低压线路图。
绘图时，需根据低压线路图和采集得到的台区基础数据，设置相关电气元件参数。电气元件有：变压器、无功补偿装置、线路、负荷。
设置电气元件的参数包括：
变压器参数有：设备型号、档位、连接组别；
无功补偿装置参数有：容量；
线路参数有：架设方式、型号、长度、负荷分布类型、供电方式；
负荷参数有：有功负载、功率因素、供电方式。
S4，潮流计算
潮流计算是低电压分析的重要环节，是判定台区是否有低电压现象的关键，本文采用前推回代算法进行潮流计算，分别计算出台区线路图中每个电气元件的ABC三相电压、ABC三相电流、ABC三相功率。
S5，低电压成因分析
根据潮流计算结果，判定台区发生低电压的负荷点位置。依据低电压分析方法判定产生台区低电压的原因。
低电压分析方法是当低电压现象发生时，利用低电压分析的步骤和成因判据，实现低电压成因判定。
低电压分析的步骤是按照10kV线路、配电变压器、低压线路的分析顺序，判定何种原因导致的台区低电压。
低电压分析的步骤具体描述为：
(1)判定台区配变低压侧首端电压是否低于220V；
(2)若台区配变低压侧首端电压低于220V，判定台区配电变压器功率因素是否偏低，偏低的标准值为0.9，若低于0.9，则认为台区配电变压器功率因素偏低；
(3)若台区配电变压器功率因素偏低，则检测台区低压无功补偿装置容量是否充足，台区低压无功补偿装置容量充足的标志是补偿装置的容量等于或大于配电变压器容量的30％。若台区低压无功补偿装置容量不充足，则新增台区低压无功补偿装置容量。台区低压无功补偿装置容量等于配电变压器容量的30％。若台区低压无功补偿装置容量充足，则检查无功补偿装置是否运行不正常；
(4)若台区配电变压器功率因素正常，即大于0.9，则检测变压器分接头是否在-5％档。若不在-5％档，则调整变压器分接头至此档。若在-5％档，则检查台区三相负荷是否平衡。三相负荷平衡的标准是配变三相负荷不平衡率大于15％。三相负荷不平衡率等于(月平均最大相电流—月平均最小相电流)/月平均最大相电流×100％。若三相负荷不平衡，则调整三相负荷至基本平衡；若三相负荷平衡，则改造10kV线路；
(5)若台区配变低压侧首端电压大于220V，则判定台区配电变压器是否重过载。其中，配变重载应满足的条件是：当80％＜配变负载率≤100％且持续时间超过半小时以上；对于配变过载应满足的条件是：当配变负载率＞100％且持续时间超过半小时以上。若重过载，则新增台区或向邻近台区转移负荷；若不重过载，则进行下一步，判定低压线路是否合格；
(6)若低压线路线径过小或供电半径过长，则更换线径或新建台区转移负荷。其中，低压线路线径过小的标准是线路负载率大于80％。供电半径过长的标准是低压线路供电半径大于500米。
S6，低电压治理与经济性评估
低电压治理是结合电网规划长远发展，对低电压台区采取一定的治理措施，并达到改善台区低电压的目的。
低电压治理的方法具体为：
(1)对于无功不足或可用率低的台区，可采取的治理方法有：一是配变容量大于100kVA的台区，在改造时应考虑更换或加装无功补偿装置，一般按配变容量的30％-50％配置；二是结合停电维护更换有缺陷的低压无功补偿装置，提高无功补偿可用率；
(2)配电变压器分接头档位设置不合理的台区，可采取的治理方法有：结合停电改造计划调整配变分接头位置，要求调整后首端电压不超过235V；
(3)对配变重过载的台区，可采取治理方法有：一是对于短期、季节性重过载，采取配变轮换的措施；二是对于长期性重过载，附近有可供负荷转移的公变点，优先割接低压负荷，再新增公变点；三是对于长期性重过载，附近没有可供负荷转移的公变点，优先新增公变点；四是配变运行年限超过20年，或属于国家明令淘汰的S7及以下的高损变，可采取增容改造的措施；五是轮换或新增的配变统一按50、100、200、400、500、630kVA的容量配置；
(4)对三相不平衡的台区，可采取的治理方法有：调整三相负荷，要求调整后三相负荷不平衡率小于15％；
(5)针对半径过长的台区，可采取的治理方法有：一是向附近可供负荷转移的公变点转移部分低压负荷，缩短低压供电半径；二是附近没有可供负荷转移的公变点，优先新增公变点，缩短低压供电半径；三是附近没有可供负荷转移的公变点，受低电压影响客户数少于10户，短期内负荷增长有限，可以加装低压调压器。
经济性评估是计算各类解决措施的经济性指标。经济性指标为综合投资，即投资减去收益，其中投资包括设备材料费、施工费等，收益主要为线损减少的费用。

Claims (3)

1.一种基于前推回代算法的低电压台区智能治理方法，其特征是包括以下步骤：
S1，确定具有低电压现象的台区
通过统计电压监测和客户投诉情况，得到有低电压现象的台区；
所述的低电压指相电压低于198V；
S2，原始数据采集
搜集所述台区基础数据，包括：配电变压器的型号和容量，低压无功补偿容量，台区低压线路的型号、长度和截面积，负荷供电性质和容量；
从供电局的计量自动化系统导出所述台区相关运行数据，包括：台区的首端电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数和负载率；
S3，绘制台区低压线路图及设置电气元件参数
根据供电局提供的线路图绘制所述台区低压线路图，根据搜集得到的台区基础数据，在所绘制的台区低压线路图上的电气元件设置相关参数；
所述的电气元件指变压器、无功补偿装置、线路和负荷；
所述的参数指：变压器参数包括设备型号、档位和连接组别；无功补偿装置参数包括容量；线路参数包括架设方式、型号、长度、负荷分布类型和供电方式；负荷参数包括有功负载和功率因素；
S4，潮流计算
采用前推回代算法进行潮流计算，计算出所述台区低压线路图中每个电气元件的ABC三相电压、ABC三相电流和ABC三相功率；
S5，低电压成因分析
根据潮流计算结果，判定台区发生低电压的负荷点位置；依据低电压分析方法判定产生台区低电压的原因；
所述低电压分析方法指当低电压现象发生时，利用低电压分析的步骤，实现低电压成因判定；
S6，低电压治理与经济性评估
所述经济性评估指计算各类解决措施的经济性指标，经济性指标为综合投资，即投资减去收益，其中投资包括设备材料费和施工费，收益为线损减少的费用。
2.根据权利要求1所述的基于前推回代算法的低电压台区智能治理方法，其特征是：
所述步骤S5的低电压分析的步骤为按照10kV线路、配电变压器、低压线路的分析顺序，判定何种原因导致的台区低电压，具体包括以下子步骤：
S5-1,判定台区配变低压侧首端电压是否低于220V；
S5-2,若台区配变低压侧首端电压低于220V，进一步判定台区配电变压器功率因素是否低于0.9，若低于则认为台区配电变压器功率因素偏低；
S5-3,若台区配电变压器功率因素偏低，则检测台区低压无功补偿装置容量是否等于或大于配电变压器容量的30%；若台区低压无功补偿装置容量不充足，则新增台区低压无功补偿装置容量等于配电变压器容量的30%；若台区低压无功补偿装置容量充足，则检查无功补偿装置是否运行不正常，不正常则维护无功补偿装置、正常则返回本子步骤的新增台区低压无功补偿装置容量等于配电变压器容量的30%；
S5-4,若台区配电变压器功率因素正常，即大于或等于0.9，则检测所述变压器分接头是否在-5%档；若不在-5%档，则调整变压器分接头至此档；若在-5%档，则检查台区三相负荷是否平衡；三相负荷平衡的标准是配变三相负荷不平衡率大于15%；三相负荷不平衡率等于（月平均最大相电流—月平均最小相电流）/月平均最大相电流×100%；若三相负荷不平衡，则调整三相负荷至基本平衡；若三相负荷平衡，则改造10kV线路；
S5-5,若台区配变低压侧首端电压大于220V，则判定台区配电变压器是否重过载；其中，配变重载应满足的条件是：当80%＜配变负载率≤100%且持续时间超过半小时以上；对于配变过载应满足的条件是：当配变负载率＞100%且持续时间超过半小时以上；若重过载，则新增台区或向邻近台区转移负荷；若不重过载，则进行下一步，判定低压线路是否合格；
S5-6,若低压线路线径过小或供电半径过长，则更换线径或新建台区转移负荷，结束；其中，低压线路线径过小的标准是线路负载率大于80%；供电半径过长的标准是低压线路供电半径大于500米。
3. 根据权利要求1所述的基于前推回代算法的低电压台区智能治理方法，其特征是：
所述步骤S6的低电压治理包括以下子步骤：
S6-1，对于无功不足或可用率低的台区，采取的治理方法有：一是配变容量大于100kVA的台区，在改造时更换或加装无功补偿装置，按配变容量的30%-50%配置；二是结合停电维护更换有缺陷的低压无功补偿装置，提高无功补偿可用率；
S6-2，配电变压器分接头档位设置不合理的台区，采取的治理方法有：结合停电改造计划调整配变分接头位置，要求调整后首端电压不超过235V；
S6-3，对配变重过载的台区，采取治理方法有：一是对于短期、季节性重过载，采取配变轮换的措施；二是对于长期性重过载，附近有可供负荷转移的公变点，优先割接低压负荷，再新增公变点；三是对于长期性重过载，附近没有可供负荷转移的公变点，优先新增公变点；四是配变运行年限超过20年，或属于国家明令淘汰的S7及以下的高损变，采取增容改造的措施；五是轮换或新增的配变统一按50、100、200、400、500、630kVA的容量配置；
S6-4，对三相不平衡的台区，采取的治理方法有：调整三相负荷，要求调整后三相负荷不平衡率小于15%；
S6-5，针对半径过长的台区，采取的治理方法有：一是向附近可供负荷转移的公变点转移部分低压负荷，缩短低压供电半径；二是若附近没有可供负荷转移的公变点，优先新增公变点，缩短低压供电半径；三是若附近没有可供负荷转移的公变点，受低电压影响客户数少于10户，短期内负荷增长有限，加装低压调压器。
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