CN105117841A - 一种配电网负载率区域分布的评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电网负载率区域分布的评估方法，对一个月度时间段配电网中同属一个区域的各设备每间隔一个子时间段采集用于计算负载率的运行数据，采集运行数据的时间点为时间计算点；⑵计算各设备在各时间计算点的负载率；⑶分别计算各设备的月度的轻载的时长占比T_轻和重载的时长占比；⑷计算该区域内所有设备的总轻载时长占比T_轻总和总重载时长占比T_重总。本发明能对同一区域设备负载率进行统计与分析以得出该区域负载率分布，或者对同一区域设备负载率在一个时间段分布进行统计与分析，或者对不同区域在同一时间段设备负载率分布进行比较与分析。本发明能更好地帮助电网分析人员对区域电网供电能力、薄弱环节进行分析，方便做出今后电网区域投资决策。

Description

一种配电网负载率区域分布的评估方法

技术领域

本发明涉及一种配电网负载率区域分布的评估方法。

背景技术

对于电网分析人员而言，配网设备的负载率是一个重要的分析指标。目前，调度自动化系统虽然可以对配网设备通过SCADA系统(即数据采集与监视控制系统)采集到的运行数据进行计算，但是，得到的负载率仅代表配网设备某一瞬间的运行状况，这对电网的分析所起的作用有限。

目前，虽然调度自动化系统能够根据采集到的配网设备运行数据实时地对配网设备负载率进行计算和展示，但是却仍然缺乏对配电网区域负载率分布的评估工具，由此会产生以下问题：

⑴无法对同属于一个地理或行政区域内的配网设备的负载率进行统计与分析得出该区域的负载率分布。

⑵无法对于同一个地理或行政区域的配网设备的负载率对于一个时间段内的分布进行统计与分析。

⑶无法对不同地理或行政区域在同一时间段内的配网设备的负载率分布进行比较与分析。

另外，对于配网设备的负载率的计算与展示，目前，系统中大多数都采用报表的形式进行展示，这不能够较为直观清晰地向用户展示配网设备的负载率的信息。

如何利用好SCADA实时采集的大量运行数据，让分析人员更清晰了解不同的地理或行政区域内配网设备的负载率在某一时间段内的分布，更好地帮助他们对区域电网的供电能力，薄弱环节进行分析，做出今后电网区域投资的决策，成为了电网分析中大数据应用的新课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单易行、快捷的配电网负载率区域分布的评估方法，可为电网决策人员对配电网内区域的电力设施投资及供电能力和供电薄弱环节的分析提供实用参考。

本发明的上述目的通过以下的技术措施来实现：一种配电网负载率区域分布的评估方法，其特征在于包括以下步骤：

⑴对一个月度时间段内配电网中同属一个区域的各配网设备每间隔一个子时间段采集用于计算负载率的运行数据，采集运行数据的时间点为时间计算点；

⑵计算每个配网设备在各时间计算点的负载率；

⑶分别计算各配网设备的月度的轻载的时长占比T_轻和重载的时长占比T_重：

式中：m_轻-该配网设备在该月度时间段内处于轻载的时间计算点的数量，m_重-该配网设备在该月度时间段内处于重载的时间计算点的数量；

⑷计算该区域内所有配网设备的总轻载时长占比T_轻总和总重载时长占比T_重总：

K-属于同一区域的配网设备的总数，m_轻i-第i台配网设备在月度时间段内处于轻载的时间计算点的数量，m_重i-第i台配网设备在月度时间段内处于重载的时间计算点的数量。

本发明简单易行、快捷，能够获得一个区域内配网设备的负载率在某一时间段内的分布，以便能够对同属于一个地理或行政区域内的配网设备的负载率进行统计与分析，以获得该区域的负载率分布，或者对于同一个地理或行政区域的配网设备的负载率在一个时间段内的分布进行统计与分析，或者对不同地理或行政区域在同一时间段内的配网设备的负载率的分布进行比较与分析。因此，本发明能更好地帮助电网分析人员对区域电网的供电能力、薄弱环节进行分析，方便做出今后电网区域的投资决策。

本发明轻载的标准为小于40％，即配网设备的负载率小于40％是指配网设备处于轻载，重载的标准为大于70％，即配网设备的负载率大于70％是指配网设备处于重载。在其它实施方式中，用户可根据实际情况自行定义轻、重载比例。

本发明所述一个月度时间段为一个月，子时间段为15分钟，即每天为96个子时间段，则配网设备的轻载时长占比T_轻为：

配网设备的重载时长占比T_重为：

计算该区域内所有配网设备的月度总轻载时长占比T_轻总和总重载时长占比T_重总：

式中，D-该月参与计算的天数，K-属于同一区域的配网设备的总数，m_轻i-第i台配网设备在一个月内处于轻载的时间计算点的数量，m_重i-第i台配网设备在一个月内处于重载的时间计算点的数量。

本发明所述配网设备的负载率是10kV馈线的负载率或配变的负载率。

本发明所述10KV馈线的运行数据由EMS系统采集得到，每间隔一个子时间段，调度自动化系统在EMS系统中实时采集每条10kV馈线的运行电流I，并将其与相对应的10kV馈线的额定电流I_N进行比较，计算出该10kV馈线在对应时间点的负载率P_L馈线％：

所述配变的运行数据由计量自化系统采集得到，每间隔一个子时间段，调度自动化系统在计量系统中采集每个配变的运行有功功率P及无功功率Q，并通过P、Q与相对应的配变的额定容量S_N计算出该配变在对应时间点的负载率P_L馈线％：

与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：

本发明简单易行、快捷，能够获得一个区域内配网设备的负载率在某一时间段内的分布，以便能够对同属于一个地理或行政区域内的配网设备的负载率进行统计与分析，以获得该区域的负载率分布，或者对于同一个地理或行政区域的配网设备的负载率在一个时间段内的分布进行统计与分析，或者对不同地理或行政区域在同一时间段内的配网设备的负载率的分布进行比较与分析。因此，本发明能更好地帮助电网分析人员对区域电网的供电能力、薄弱环节进行分析，方便做出今后电网区域的投资决策。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1是使用本发明得到的配电网区域设备月度轻载分布图；

图2是使用本发明得到的配电网区域设备月度重载分布图；

图3是使用本发明得到的某区域某月设备轻载时长占比排名图；

图4是使用本发明得到的某区域某月设备重载时长占比排名图。

具体实施方式

本发明一种配电网负载率区域分布的评估方法，具体包括以下步骤：

⑴对一个月度时间段内配电网中同属一个区域(地理区域或者行政区域)的各配网设备每间隔一个子时间段采集用于计算负载率的运行数据，采集运行数据的时间点为时间计算点；配网设备的负载率是10KV馈线的负载率或者配变的负载率。

⑵计算每个配网设备在各时间计算点的负载率；

用户可根据需要，对区域内所有10kV馈线或者所有配变进行区域负载率的分布分析。其中10kV馈线的运行数据来源于EMS系统，每隔15分钟(子时间段为15分钟)采集一次，而配变的运行数据则每隔15分钟(子时间段为15分钟)采集自计量自动化系统，并通过数据接口将数据送往调度自动化系统，调度自动化系统再根据收集到的数据进行配网设备负载率计算及区域负载率分布的分析。

对于10kV馈线，调度自动化系统的基础数据中有每条10kV馈线的额定电流I_N的记录，而EMS系统对各10kV馈线的运行电流I进行实时采集。出于数据量及运算速度的考虑，本实施例采用每天96个时间计算点(一天24小时)对10kV馈线的负载率进行计算，即通过采集每隔15分钟的电流值I来算出在应时间点该10kV馈线的负载率P_L馈线％：

对于配变，调度自动化系统的基础数据中有每个配变的额定容量S_N的记录，因此，采集计量自动化系统中各配变每隔15分钟的有功功率P与无功功率Q便能算出在对应时间点该配变的负载率P_L配变％：

⑶分别计算各配网设备的月度轻载(轻载标准：PL％＜40％，即配网设备的负载率小于40％是指配网设备处于轻载)的时长占比T_轻和重载(重载标准：PL％＞70％，即配网设备的负载率大于70％是指配网设备处于重载)的时长占比T_重：

式中：m_轻-该配网设备在该月度时间段内处于轻载的时间计算点的数量，m_重-该配网设备在该月度时间段内处于重载的时间计算点的数量；

在其它实施例中，用户可根据实际情况自行定义轻、重载比例。

在本实施例中，一个月度时间段为一个月，子时间段为15分钟，则配网设备的轻载时长占比T_轻为：

重载时长占比T_重为：

式中：D-该月参与计算的天数。

以上公式推导如下：假设D天内，某一配网设备处于轻载的时间计算点的数量为m_轻，处于重载的时间计算点的数量为m_重，则在D天内，该配网设备的轻载时长占比T_轻和重载时长占比T_重可通过以上公式进行计算。将此计算结果推广到区域，可以定义该区域内所有配网设备在某一时间段内的轻载时长占比及该区域内所有配网设备在某一时间段内的重载时长占比的计算。

假设某一配网设备在一天时间内有n个时间计算点计算出的负载率符合轻载标准，则可以计算得到该配网设备某天轻载时长占比T：

$T=\frac{n\×15}{96\×15}=\frac{n}{96}$

由上式可知，配网设备在一天内符合处于轻载时长占比等于符合轻载标准的时间计算点的数量占全部时间计算点的数量的比例。由此类推，配网设备在某一时间段内符合处于轻载/重载的时长占比等于该时间段内符合轻载/重载标准的时间计算点的数量占全部时间计算点的数量的比例。

⑷计算该区域内所有配网设备的总轻载时长占比T_轻总和总重载时长占比T_重总：

式中：K-属于同一区域的配网设备的总数，m_轻i-第i台配网设备在月度时间段内处于轻载的时间计算点的数量，m_重i-第i台配网设备在月度时间段内处于重载的时间计算点的数量。

将属于同一个区域的配网设备的负载率计算数据进行汇总，通过以下公式计算出该区域内所有配网设备在某一时间段内的轻载时长占比T_轻总和该区域内所有配网设备在某一时间段内的重载时长占比T_重总。

计算该区域内所有配网设备的月度总轻载时长占比T_轻总和总重载时长占比T_重总：

式中，D-该月参与计算的天数，K-属于同一区域的配网设备的总数，m_轻i-第i台配网设备在一个月内处于轻载的时间计算点的数量，m_重i-第i台配网设备在一个月内处于重载的时间计算点的数量。

上面公式中D的取值为一个月，则可以算出一个区域内所有配网设备的月度轻载时长占比和该区域内所有配网设备的月度重载时长占比。

根据上述方法，可以计算出配电网中各地理或行政区域的月度轻/重载时长占比，为了达到各个区域的比较效果，调度自动化系统采用图1进行数据的展示。

图2中，将近一年来各个区域的配网设备(馈线或配变)的月度轻/重载时长都展示到了一幅图中，用户可以在右侧选择所要查询的月份，让该月份的数据高亮展示在画面中，该图更加清晰地展示了配电网各个区域配网设备的轻载和重载在一个月内的时长比较，从侧面展示了该区域的设备利用情况以及用电情况，并很好地说明了各个区域的供电潜力。

如图3所示，通过点击图上的数据点，可以进入对某一区域配网设备的负载率的分析页面。用于展示区域中配网设备每一月份的轻/重载时长占比情况。为了使用户更加清晰的了解某一区域某一月份配网设备的负载情况，系统用排名图的方式对该区域的配网设备的轻/重载情况进行展示。

如图3、4所示，上两幅图地对某一区域内所有配网设备(馈线或配变)进行展示，这种展示方式更加清晰地展示了某一区域内配网设备的负载率的分布情况，让用户对每台配网设备的供电潜力及配网设备的运行状况有一个大体的了解。通过对配网设备运行数据进行分析计算出配网设备的负载率，并统计出配网设备在一个月轻/重载情况下运行的时长占总时长的占比，进而推广到某一区域内配网设备的月度轻/重载运行时长占比的分布。用图形展示了不同区域不同时间段内轻/重载时长占比的分布对比情况，用户选择所要分析的区域后，系统能用排名图的方式对该区域所有配网设备的轻/重载时长进行排名与展示。

本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种配电网负载率区域分布的评估方法，其特征在于包括以下步骤：

⑴对一个月度时间段内配电网中同属一个区域的各配网设备每间隔一个子时间段采集用于计算负载率的运行数据，采集运行数据的时间点为时间计算点；

⑵计算每个配网设备在各时间计算点的负载率；

⑶分别计算各配网设备的月度轻载的时长占比T_轻和重载的时长占比T_重：

式中：m_轻-该配网设备在该月度时间段内处于轻载的时间计算点的数量，m_重-该配网设备在该月度时间段内处于重载的时间计算点的数量；

⑷计算该区域内所有配网设备的总轻载时长占比T_轻总和总重载时长占比T_重总：

K-属于同一区域的配网设备的总数，m_轻i-第i台配网设备在月度时间段内处于轻载的时间计算点的数量，m_重i-第i台配网设备在月度时间段内处于重载的时间计算点的数量。

2.根据权利要求1所述的配电网负载率区域分布的评估方法，其特征在于：轻载的标准为小于40％，即配网设备的负载率小于40％是指配网设备处于轻载，重载的标准为大于70％，即配网设备的负载率大于70％是指配网设备处于重载。

3.根据权利要求1或2所述的配电网负载率区域分布的评估方法，其特征在于：所述一个月度时间段为一个月，子时间段为15分钟，即每天为96个子时间段，则配网设备的轻载时长占比T_轻为：

配网设备的重载时长占比T_重为：

计算该区域内所有配网设备的月度总轻载时长占比T_轻总和总重载时长占比T_重总：

式中，D-该月参与计算的天数，K-属于同一区域的配网设备的总数，m_轻i-第i台配网设备在一个月内处于轻载的时间计算点的数量，m_重i-第i台配网设备在一个月内处于重载的时间计算点的数量。

4.根据权利要求3所述的配电网负载率区域分布的评估方法，其特征在于：所述配网设备的负载率是10kV馈线的负载率或配变的负载率。

5.根据权利要求4所述的配电网负载率区域分布的评估方法，其特征在于：

所述10KV馈线的运行数据由EMS系统采集得到，每间隔一个子时间段，调度自动化系统在EMS系统中实时采集每条10kV馈线的运行电流I，并将其与相对应的10kV馈线的额定电流I_N进行比较，计算出该10kV馈线在对应时间点的负载率P_L馈线％：

所述配变的运行数据由计量自动化系统采集得到，每间隔一个子时间段，调度自动化系统在计量自动化系统中采集每个配变的运行有功功率P及无功功率Q，并通过P、Q与相对应的配变的额定容量S_N计算出该配变在对应时间点的负载率P_L馈线％：