CN104573872A - 工业园住宅区电网节能降耗电站选址法 - Google Patents
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Abstract
工业园住宅区电网节能降耗电站选址法,属于输配电程技术领域。由园区内各点负荷的年用电量,两两求得两个点负荷的虚拟负荷中心,逐级收敛逼近到园区的负荷中心;然后据城建规划、社会生产发展、避让地理局限,综合遴定电站地址。可使园区电网总线径最短,电网建设投资最少,运行路损最小;虚拟负荷中心基于选择导线截面计算公式,符合电力科学规律。用于业园住宅区电站选址;还可用于社会电网内配电网的降压变电站的选址。
Description
技术领域
输配电工程。
背景技术
社会电网向工业园住宅区供电,都是以额定的配电网电压供至工业园住宅区的电站,经工业园住宅区的电站降至线压380V、相压220V,再经工业园住宅区内的电网送至园区的各点负荷。电网线路送电必有路损,路损占供电总量的5~10%。科学配置工业园住宅区的电站,首先可以节省园区电网线路的建设投资,更重要的是园区电网运行的路损电能可以显著节约,而且路损的降低也意味着线路压降的减少,有利提供优质电力的额定电压。园区电站选址,涉及电力因素、非电力因素两个方面,现行的园区电站选址,受非电力因素中的建筑布局影响多。依电力因素选址,虽然已经知道电站应当建在负荷面(工业园住宅区)的负荷中心,但是由于缺乏当今“大数据时代”的应用数学手段,常以园区的地理中心代替负荷中心,致使园区电网运行路损大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:能使工业园住宅区的园区电网减少建设投资,节省长期运行时时产生的路损电能的电站选址问题。
采用的技术方案是:由园区内的各个点负荷的年用电量Kwh,两两求得若干两个点负荷间的“虚拟负荷中心”,逐级收敛逼近到该园区的负荷中心。然后再据城建规划、社会生产发展调定,并且避让地理局限,综合遴定园区电站地址。
本发明的作图求解程序是:
程序1、确定“点负荷群”
在园区的地理详图上(图1),标出各点负荷所在位置点(经纬度),并顺序编号。再在编号旁标明该点负荷的年负荷量Kwh,如图1的“1点,A(10M)Kwh”。以此类推。
程序2、点负荷连线成“负荷对”
顺序将相邻点负荷连以直线组成负荷对,如图1,在1、2两点间连一直线,两点成对,得1-2线。以此类推。
程序3、测量负荷对间距
用长度尺量得各负荷对连线的长度,记录待算,如图1的1-2线长48mm。以此类推。
程序4、求找各负荷对的“虚拟负荷中心”
园区电站选址关键,一是降低园区电网建设投资,二是减少电网路损。这都要求园区电站建在园区的负荷中心;并使园区电站通往各点负荷的线径,尽可能在其所连直线旁曲折前行趋直。
导线截面S,与其长度L和输送的用电量P之积(负荷矩)PL成正比;与导线长度L产生的压降损失百分数u和导线材质系数K之积Ku成反比,即S=PL/Ku。
园区电站是采用同样导线和同样压降损失百分数向各点负荷送电的。各点负荷的功率因素应尽可能大,如近似1计,则可用上式来求找负荷对的虚拟负荷中心。
两点之间直线最短,所以负荷对的虚拟负荷中心处于负荷对之间的直线上,线路建设投资最少,建成运行路损最小。
虚拟负荷中心向两端的点负荷送电的负荷矩:大负荷点是大功率P、小长度l,即P1;小负荷点是小功率p、大长度L,即pL。因采用同样导线、同样压降送电,其导线截面S相等,故有Pl=pL,即P/p=L/l。即是:虚拟负荷中心将负荷对间距分成一长一短的两段,距大负荷点是短段,距小负荷点是长段,长短两段长度比与两点负荷用电量成反比,据此,找到各负荷对的虚拟负荷中心;并将负荷对的用电量之和标在近旁,如图1中的1、2两点间的“O1点,(12M)kwh”。以此类推。
程序5、“虚拟负荷中心群”逐级逼近负荷中心
将上述点负荷群求得的虚拟负荷中心,再按程序2至程序4,求得虚拟负荷中心群的虚拟负荷中心,即收敛一级的虚拟负荷中心。以此类推,逐级逼近到现时负荷中心,如图1中的“O1点,(12M)Kwh”与“O2点,(9M)Kwh”求得的负荷中心EC(21M)Kwh。
程序6、据城建规划生产发展调定(用于社会电网变电站)
电站是永久性建筑,必须顾及城建规划和社会生产的发展。城建规划可能增减点负荷。社会生产发展可能使现有点负荷增减用电量。因此需要以上同法类推,求得今后三年末、五年末、十年末的3个规划的未来负荷中心,连同上面求得的现时负荷中心,用此4点可求得一个立脚现在,兼顾未来的负荷中心。
程序7、避让地理局限(用于社会电网变电站)
以上由电力、社会因素求得的负荷中心,还应当避让地理因素的局限,躲开山川湖泽以及污秽区、鸟害区、覆冰区、雷击区、采空区所有不宜建站的地方,向最大点负荷移动,并向赖以生存的城镇靠拢,选做电站地址,读得经纬度、地名,记录在案。然后踏查认定。
程序8、心点连线求和得电网最小总里程
将负荷中心与各点负荷连以直线,得各个心点距,求其点和,便得园区(负荷区)电网总里程的最小值。实际线径会有曲折变化;但此电网最小总里程能给出电网建设投资下限。
本发明的有益效果是:①电站逼近负荷中心,至各点负荷的总线径最短,电网建设投资最少,运行路损最小。②虚拟负荷中心逐级收敛逼近负荷中心,建立在选择导线截面计算公式的基础上,立论科学,符合电力科技规律。③方法涵盖了电力科技和非电力科技涉电的诸多因素,并且虑及近期、中期、远期的社会发展,建站选址周全前瞻。④采取应用数学的逐级收敛逼近法,便于使用迭代程序,符合大数据要求的全部数据参与决策,从根本上保证了选址的科学准确。
附图说明
图1示虚拟负荷中心逐级收敛作图法
图中:1点、2点、3点、4个为4各点负荷,A、B、C、D为其用电量,单位为Kwh,随后括号内的10M、2M、3M、6M为算例值;O1、O2分别为1、2负荷对和3、4负荷对的虚拟负荷中心,随后括号内的12M、9M、为算例值,单位为Kwh;EC为1、2、3、4四个点负荷形成的负荷区的负荷中心,随后括号内的21M为算例值,单位为Kwh。
具体实施方式
确定点负荷群时,应选用内容齐全的最新版本地图,并使点负荷包络圈占满全图,四至接近图边。
点负荷连线成对时,顺序将相邻奇偶点连以直线,如图1的1-2负荷对、3-4负荷对。如遇奇数点负荷,最末点负荷按虚拟负荷中心论处。
测量负荷对间距时,以毫米为单位,大小适于地图上作图,又有足够精度。
求解负荷对的虚拟负荷中心步骤:①求负荷对的用电量的比值。如图1中1、2两点用电量的比值为:10MKwh∶2MKwh=5∶1。②求用电量比值和。如图1中1、2两点负荷用电量的比值和为5+1=6。③以用电量比值和将负荷对间距分成小节。能将这些小节分成两段L、l;且两段长度比L/l与两点负荷用电量之比P/p成反比的点,便是该两点负荷的虚拟负荷中心。如图1中,以用电量比值和6,将负荷对间距48mm分成8mm长的6节。距1点负荷8mm长处的O1点,将48mm分成8∶40=1∶5;1∶5与两点负荷用电量之比5∶1成反比,故该点便是1、2两点负荷的虚拟负荷中心。
Claims (2)
1.工业园住宅区电网节能降耗电站选址法,由园区内各点负荷的年用电量,两两求得两个点负荷的虚拟负荷中心,逐级收敛逼近到园区的负荷中心,并据城建规划、社会生产发展、避让地理局限,综合遴定电站地址,其特征是:程序1、确定“点负荷群”,在园区的地理详图上,标出各点负荷所在位置点(经纬度),并顺序编号;程序2、点负荷连线成“负荷对”,顺序将相邻点负荷连以直线组成负荷对;程序3、测量负荷对间距,用长度尺量得各负荷对连线的长度,记录待算;程序4、求找各负荷对的“虚拟负荷中心”;程序5、“虚拟负荷中心群”逐级逼近负荷中心,将上述点负荷群求得的虚拟负荷中心群,再按程序2至程序4,求得虚拟负荷中心群的虚拟负荷中心,即收敛一级的虚拟负荷中心,以此类推,逐级逼近到现时负荷中心;程序6、据城建规划生产发展调定,以上同法类推,求得今后三年末、五年末、十年末的三个规划的未来负荷中心,连同上面求得的现时负荷中心,用此4个点可求得一个立脚现在,兼顾未来的负荷中心;程序7、避让地理局限,躲开所有不宜建电站的地方,向最大点负荷移动,并向赖以生存的城镇靠拢,读得经纬度、地名,记录在案,然后踏查认定;程序8、心点连线求和得电网最小总里程,将负荷中心与各点负荷连以直线,得各个心点距,求其点和,便得园区(负荷区)电网总里程的最小值。
2.根据权利要求1所述的工业园住宅区电网节能降耗电站选址法,其特征是:求解负荷对的虚拟负荷中心步骤是,①求负荷对用电量的比值;②求用电量的比值和;③以用电量比值和将负荷对间距分成小节;能将这些小节分成两段L、l,且两段长度比L/l与两点负荷用电量之比P/p成反比的点,便是该两点负荷的虚拟负荷中心。
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