CN104578064A - 基于天平追踪法的低压配电网自动重构运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于天平追踪法的低压配电网自动重构运行方法，包括：分别计算1#进线和2#所连接的负载功率之和以及两条进线的负载功率之和的差值的一半，判断两条进线的负载平衡，若否，则重构配电网络；根据两条进线的负载功率之和的差值的一半的大小选择不同的投切。发明的方法降低了由于双电源分配负载不均造成的线损，有效地利用现有电力计算机网络，实现准确、快速、全面实时的分析负载分配，实现在线低压配电网自动重构，大大改善了电能质量，运行方式的优化大大促进了配电网的经济运行，无论是经济效益还是社会效益都十分巨大。

Description

基于天平追踪法的低压配电网自动重构运行方法

技术领域

本发明属于电力系统自动化技术领域，具体公开了一种基于天平追踪法的低压配电网自动重构运行方法。

背景技术

线损是指电能从发电厂传输到电力用户过程中，在输电、变电、配电及销售等各个环节当中所产生的电能损耗与损失。电网中的线损占总发电量的相当的一部分，所以降低线损具有重要的现实意义。负载均衡能降低理论线损，低压配电网在多路进线的条件下，将负荷连接到不同的进线，对负荷进行调整，调节两条进线所带负荷的大小，以达到两条线路所带负荷尽量均衡。

配电网自动化是国外提高配电网运行安全性的有效辅助手段，但对于低压配电网，国内的自动化设备应用并不完善普，针对低压配电网负荷调整的自动化设备、自动负载均衡以降低线损的低压配电网自动重构运行策略并不多。因此，通过自动化设备和采用合适的负荷均衡策略，对降低线损的现实需要具有相当的实用意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够自动化地实施低压配电网负荷均衡、以降低线损的。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于天平追踪法的低压配电网自动重构运行方法，应用于具有双电源进线且每条进线连接若干个负载的低压配电网中，所述的方法包括：

(1)分别计算1#进线和2#所连接的负载功率之和P_A、P_B，其中，1#进线所连接的负载为A_n，其对应的功率为P_AN；2#进线所连接的负载为B_m，其对应的功率为P_Bm；

(2)计算两条进线的负载功率之和P_A、P_B的差值的一半并将每条进线所连接的负载分别按照功率由小到大顺序排列为P_A1，P_A2，…，P_An和P_B1，P_B2，…，P_Bm；

(3)对于1#进线，通过(0≤△P＜P_A1)||(0≤△P≤ε)判断两条进线的负载是否平衡，其中ε＝1kW，若是，则两条进线的负载平衡，若否，则对1#进线重构配电网络；

(4)对1#进线重构配电网络的方法为：

①若P_AK≤△P≤P_AK+1，K∈{1，2，3，…，n-1}，令D₀＝|P_AK－△P|，D₁＝|P_AK+1－△P|，若D₀≤D₁则将负载A_k投切到2#条进线；若D₀≥D₁则将负载A_K+1投切到2#进线；

②若P_An≤△P，则将负载A_n投切到2#进线；

(5)循环进行步骤(2)-(4)直至两条进线的负载平衡；

(6)对于2#进线，通过(△P＜0&&|△P|＜P_B1)||(0≤△P≤ε)，其中ε＝1kW判断两条进线的负载是否平衡，其中ε＝1kW，若是，则两条进线的负载平衡，若否，则对2#进线重构配电网络；

(7)对2#进线重构配电网络的方法为：

Ⅰ、若(△P＜0&&P_BK≤|△P|≤P_BK+1)，K∈{1，2，3，…，m-1}，令D₀＝|P_BK－△P|，D₁＝|P_BK+1－△P|，若D₀≤D₁则将负载B投切到1#进线；若D₀≥D₁则将负载B_K+1投切到1#进线，

Ⅱ、若P_Bm≤|△P|，则将负载B_m投切到1#进线

(8)循环进行步骤(2)-(4)直至两条进线的负载平衡。

控制所述的低压配电网的主站根据所述的方法发出控制命令给低压配电网中的智能转供投切装置，实施负载投切。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的方法降低了由于双电源分配负载不均造成的线损，有效地利用现有电力计算机网络，实现准确、快速、全面实时的分析负载分配，实现在线低压配电网自动重构，大大改善了电能质量，运行方式的优化大大促进了配电网的经济运行，无论是经济效益还是社会效益都十分巨大。

附图说明

附图1为低压配电网的结构图。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：如附图1所示的配电网包括1#进线和2#进线共计两条进线，形成双电源进线，其通过智能转供投切装置连接若干个负载，每个负载均可以连接至两根进线上。其中，能转供投切装置就用于控制负载与进线的连接，使其能够根据所需连接至不同的进线。智能转供投切装置具备通信模块、负荷测量模块、开关状态控制模块，可将负荷信息以及负荷所连的开关的状态信息上传到主站侧，主站发出分配、投切负载的指令到智能转供投切装置，经智能转供投切装置进行信号处理后，执行投切指令。

上述系统为了实现负载均衡，采用如下的低压配电网自动重构运行方法，该方法基于天平追踪法而实现，方法具体如下：

(1)分别计算1#进线和2#所连接的负载功率之和P_A、P_B，其中，1#进线所连接的负载为A_n，其对应的功率为P_AN；2#进线所连接的负载为B_m，其对应的功率为P_Bm；

(2)计算两条进线的负载功率之和P_A、P_B的差值的一半并将每条进线所连接的负载分别按照功率由小到大顺序排列为P_A1，P_A2，…，P_An和P_B1，P_B2，…，P_Bm；

(3)对于1#进线，通过(0≤△P＜P_A1)||(0≤△P≤ε)判断两条进线的负载是否平衡，其中ε＝1kW，若是，则两条进线的负载平衡，若否，则对1#进线重构配电网络，即使两条进线所带负载总和大小相近，达到低压配电网降低线损。

(4)对1#进线重构配电网络的方法为：

①若P_AK≤△P≤P_AK+1，K∈{1，2，3，…，n-1}，令D₀＝|P_AK－△P|，D₁＝|P_AK+1－△P|，若D₀≤D₁则将负载A_k投切到2#条进线；若D₀≥D₁则将负载A_K+1投切到2#进线；

②若P_An≤△P，则将负载A_n投切到2#进线；

(5)循环进行步骤(2)-(4)直至两条进线的负载平衡；

(6)对于2#进线，通过(△P＜0&&|△P|＜P_B1)||(0≤△P≤ε)，其中ε＝1kW判断两条进线的负载是否平衡，其中ε＝1kW，若是，则两条进线的负载平衡，若否，则对2#进线重构配电网络；

(7)对2#进线重构配电网络的方法为：

Ⅰ、若(△P＜0&&P_BK≤|△P|≤P_BK+1)，K∈{1，2，3，…，m-1}，令D₀＝|P_BK－△P|，D₁＝|P_BK+1－△P|，若D₀≤D₁则将负载B投切到1#进线；若D₀≥D₁则将负载B_K+1投切到1#进线，

Ⅱ、若P_Bm≤|△P|，则将负载B_m投切到1#进线

(8)循环进行步骤(2)-(4)直至两条进线的负载平衡。

例如，假设1#进线连接4个负载，功率分布为P_Ai＝{10，6，4，8}，2#进线连接1个负载，功率分布为P_Bj＝{15}。则△P＝[(10+6+4+8)-15]/2＝6.5。主站将1#进线供电的负载A_i功率按从小达到顺序排列成P_A1，P_A2，…，P_An，2#进线供电的负载B_i功率按从小达到顺序排列成P_B1，P_B2，…，P_Bm，功率单位均为kW，即：

{P_A1，P_A2，P_A3，P_A4}＝{4，6，8，10}

{P_B1}＝{15}

若(0≤△P＜P_A1)||(0≤△P≤ε)，其中ε＝1kW，双电源供电的负载的功率和相当，负载均衡分配，无需重构配电网络。

若P_AK≤△P≤P_AK+1，K∈{1，2，3，…，n-1}，令D₀＝|P_AK－△P|，D₁＝|P_AK+1－△P|，若D₀≤D₁则将与负载A_K相连的智能转供投切装置投切到2#进线；若D₀≥D₁则将与负载A_K+1相连的智能转供投切装置投切到2#进线，跳转进行循环处理，直到满足条件(0≤△P＜P_A1)||(0≤△P≤ε)，负载分配结束，低压配电网重构完毕。

若P_An≤△P，则将与负载A_n相连的智能转供投切装置投切到2#进线，跳转进行循环处理，直到满足条件(0≤△P＜P_A1)||(0≤△P≤ε)，负载分配结束，低压配电网重构完毕。

由于此时△P＝6.5，满足条件P_A2≤△P≤P_A3，则

D₀＝|P_A2－△P|＝|6－6.5|＝0.5

D₁＝|P_A3－△P|＝|8－6.5|＝1.5

由D₀＜D₁，则将与负载A₂相连的智能转供投切装置投切到2#进线；

负载重新分配，即：

{P_A1，P_A2，P_A3}＝{4，8，10}

{P_B1，P_B2}＝{6，15}

跳转到步骤(2)，主站计算负载移动后的双电源线供电的负载功率差△P₁，依据如下公式计算：

△P₁＝[(10+4+8)-(6+15)]/2＝0.5

满足条件(0≤△P₁＜4)||(0≤△P₁≤ε)，其中ε＝1kW，循环结束，双电源供电的负载的功率和相当，负载均衡分配。

若(△P＜0&&|△P|＜P_B1)||(0≤△P≤ε)，其中ε＝1kW，双电源供电的负载的功率和相当，负载均衡分配，无需重构配电网络。

若(△P＜0&&P_BK≤|△P|≤P_BK+1)，其中K∈{1，2，3，…，m-1}，令D₀＝|P_BK－△P|，D₁＝|P_BK+1－△P|，若D₀≤D₁则将与负载B_K相连的智能转供投切装置投切到1#电源线；若D₀≥D₁则将与负载B_K+1相连的智能转供投切装置投切到1#电源线，跳转循环处理，直到满足条件(0≤△P＜P_A1)||(0≤△P≤ε)，负载分配结束，低压配电网重构完毕；

若P_Bm≤|△P|，则将与负载B_m相连的智能转供投切装置投切到1#电源线，跳转进行循环处理，直到满足条件(0≤△P＜P_A1)||(0≤△P≤ε)，负载分配结束，低压配电网重构完毕。

上述自动负载均衡，基于主站发出分配负载的指令到智能转供投切装置通信模块，智能转供投切装置经过信号处理，执行投切指令，实行负载均衡分配，实现降低线损的配电网重构。所述的智能转供投切装置能够实现短暂的环网运行，当需要切换负荷时，若负荷当前由第一条进线供电，先将该负荷与第二条进线的开关合上，实现由两条进线对其供电，随后断开负荷与第一条进线的开关，实现负荷的非停电转移。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于天平追踪法的低压配电网自动重构运行方法，应用于具有双电源进线且每条进线连接若干个负载的低压配电网中，其特征在于：所述的方法包括：

(1)分别计算1#进线和2#所连接的负载功率之和P_A、P_B，其中，1#进线所连接的负载为A_n，其对应的功率为P_AN；2#进线所连接的负载为B_m，其对应的功率为P_Bm；

(2)计算两条进线的负载功率之和P_A、P_B的差值的一半并将每条进线所连接的负载分别按照功率由小到大顺序排列为P_A1，P_A2，…，P_An和P_B1，P_B2，…，P_Bm；

(3)对于1#进线，通过(0≤△P＜P_A1)||(0≤△P≤ε)判断两条进线的负载是否平衡，其中ε＝1kW，若是，则两条进线的负载平衡，若否，则对1#进线重构配电网络；

(4)对1#进线重构配电网络的方法为：

①若P_AK≤△P≤P_AK+1，K∈{1，2，3，…，n-1}，令D₀＝|P_AK－△P|，D₁＝|P_AK+1－△P|，若D₀≤D₁则将负载A_k投切到2#条进线；若D₀≥D₁则将负载A_K+1投切到2#进线；

②若P_An≤△P，则将负载A_n投切到2#进线；

(5)循环进行步骤(2)-(4)直至两条进线的负载平衡；

(6)对于2#进线，通过(△P＜0&&|△P|＜P_B1)||(0≤△P≤ε)，其中ε＝1kW判断两条进线的负载是否平衡，其中ε＝1kW，若是，则两条进线的负载平衡，若否，则对2#进线重构配电网络；

(7)对2#进线重构配电网络的方法为：

Ⅰ、若(△P＜0&&P_BK≤|△P|≤P_BK+1)，K∈{1，2，3，…，m-1}，令D₀＝|P_BK－△P|，D₁＝|P_BK+1－△P|，若D₀≤D₁则将负载B投切到1#进线；若D₀≥D₁则将负载B_K+1投切到1#进线，

Ⅱ、若P_Bm≤|△P|，则将负载B_m投切到1#进线

(8)循环进行步骤(2)-(4)直至两条进线的负载平衡。

2.根据权利要求1所述的基于天平追踪法的低压配电网自动重构运行方法，其特征在于：控制所述的低压配电网的主站根据所述的方法发出控制命令给低压配电网中的智能转供投切装置，实施负载投切。2 -->