CN105406465A - 一种基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法，将网架结构简化为所有负荷集约分布挂接在一条主干线路上的单辐射拓扑型式，其中的网架结构为辐射型或运行时采用放射式的其它结构型式的配电网台区中，即台区分支线均在与主干线的连接点上用一个汇集的大负荷表示；计算在此工况下的负荷矩值F_计算；选取主干线路中线径最大的线路型号作为台区基准线型，获得对应功率因数下的负荷矩阈值F_阈值，求解台区负荷矩裕度ΔF，由负荷裕度ΔP可知配电台区各可能作为接入点的负荷裕度状态。本发明一方面可应用于选定合适的负荷接入位置，另一方面可便于适时将台区的改造计划纳入配网滚动规划，保证台区用户生活及家庭经济稳步发展。

Description

一种基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法

技术领域

本发明涉及一种配电网台区状态分析方法，特别是一种基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法。

背景技术

农村电网作为配电网的重要组成部分，随着农村经济发展，新农村建设对农网供电能力和供电质量提出了更高要求，农网覆盖的范围和规模不断扩大。电压质量是保障供电服务的基本条件，近几年家用电器使用量快速增长，台区“低电压”已经成为影响居民生产生活用电的重大问题，所以低压台区用户接入规划及现有台区负荷裕度状态的分析工作具有显著意义。

由于没有明确的技术原则指导，对于低压台区用户负荷接入及其裕度的研究也相对较少，具体相关工作仍主要依靠现场作业人员的经验，存在一定盲目性，缺少适用的辅助方法。此外，当前台区改造工作也相对滞后，往往是在出现问题一段时间后才开展治理工作，未能有效对台区进行提前分析，确定合理的台区改造实施计划，将“低电压”问题消除在还未出现或即将出现阶段，以保证居民用电质量和正常生活。根据Q/GDW1738-2012《配电网规划设计技术导则》相关规定，低压配电网宜采用辐射状结构，380/220V配电网结构示意所示。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种根据实际台区网络拓扑与负荷分布情况，经由负荷矩裕度，分析低压配电网台区各杆位接入点的负荷裕度，以适应规划用户接入与台区负荷发展的一种基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法。

一种基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法，将网架结构简化为所有负荷集约分布挂接在一条主干线路上的单辐射拓扑型式，其中的网架结构为辐射型或运行时采用放射式的其它结构型式的配电网台区中，即台区分支线均在与主干线的连接点上用一个汇集的大负荷表示；计算在此工况下的负荷矩值F_计算；选取主干线路中线径最大的线路型号作为台区基准线型，获得对应功率因数下的负荷矩阈值F_阈值；求解台区负荷矩裕度ΔF，其中ΔF＝F_阈值-F_计算；若ΔF小于零，则表示配电台区状态中的电压质量不能满足当前负荷用电需求；若ΔF大于或等于零，则表示配电台区状态中的电压质量能满足当前负荷用电需求；任选主干线上一点作为拟定新增负荷接入点，则可按下式求解出该点的负荷裕度ΔP，

$\mathrm{\Δ}P=\frac{\mathrm{\Δ}F}{\underset{1}{\overset{i}{\Σ}}{l}_i}$

其中，l_i为拟定新增负荷接入点至台区主变各段线路长度，单位km；i＝1，2，…N；ΔF为台区负荷矩裕度，单位km·kW；ΔP为待求的可新增负荷裕度，单位kW；

由负荷裕度ΔP可知配电台区各可能作为接入点的负荷裕度状态。

所述负荷矩阈值为对应功率因数下，380V三相供电线路在电压降7％时的负荷矩、220V单相供电线路在压降10％时的负荷矩。

对应功率因数下的负荷矩阈值F_阈值计算方法如下：查表获得对应导线型号线路的单位阻抗R₀+jX₀，在额定电压U_n、单位：kV供电下，当其所带负荷与功率因数分别为P、单位：kW和cosφ，在供电长度l、单位：km一定的情况下，可求得线路单位负荷矩下的线路损耗Δu₀％：将末端电压允许最大偏差η代入下式

即可求得保证线路末端电压质量，满足最低允许电压时基准线型线路的负荷矩阈值F_阈值。

综上所述的，本发明相比现有技术如下优点：

本发明首次提出“负荷矩裕度”的概念，结合台区网架与负荷现状，将其应用于低压配电网台区的状态分析研究，便于配网规划人员掌控台区现有网架结构是否满足负荷的发展需求，获取还可允许的负荷增长裕度信息，一方面可应用于选定合适的负荷接入位置，另一方面可便于适时将台区的改造计划纳入配网滚动规划，保证台区用户生活及家庭经济稳步发展。

附图说明

图1是本发明中一种基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法布局流程图。

图2是380/220V配电网结构示意图。

图3是本发明中实际台区拓扑简化后的主干线接线示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。

实施例1

一种基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法，将网架结构简化为所有负荷集约分布挂接在一条主干线路上的单辐射拓扑型式，其中的网架结构为辐射型或运行时采用放射式的其它结构型式的配电网台区中，即台区分支线均在与主干线的连接点上用一个汇集的大负荷表示；计算在此工况下的负荷矩值F_计算；选取主干线路中线径最大的线路型号作为台区基准线型，获得对应功率因数下的负荷矩阈值F_阈值；求解台区负荷矩裕度ΔF，其中ΔF＝F_阈值-F_计算；若ΔF小于零，则表示配电台区状态中的电压质量不能满足当前负荷用电需求；若ΔF大于或等于零，则表示配电台区状态中的电压质量能满足当前负荷用电需求；任选主干线上一点作为拟定新增负荷接入点，则可按下式求解出该点的负荷裕度ΔP，

$\mathrm{\Δ}P=\frac{\mathrm{\Δ}F}{\underset{1}{\overset{i}{\Σ}}{l}_i}$

其中，l_i为拟定新增负荷接入点至台区主变各段线路长度，单位km；i＝1，2，…N；ΔF为台区负荷矩裕度，单位km·kW；ΔP为待求的可新增负荷裕度，单位kW；

由负荷裕度ΔP可知配电台区各可能作为接入点的负荷裕度状态。

以某小区为例，该小区实际低压配电台区为，配变容量为630kVA，网络结构有两回低压主干线，最长供电距离约为427m，低压主干线主要采用LGJ-150规格导线，部分采用LGJ-95规格导线，分支线采用LGJ-50、LGJ-25等规格导线，各段线路末端杆塔汇集接入负荷量及该线路长度如下表所示。

表1实际台区主干线路相关参数

选择LGJ-150为基准线型，其输送负荷矩阈值为40kW·km，通过计算得台区实际负荷矩为36.4kW·km，则该干线上的负荷矩裕度ΔF约为3.6kW·km，所以该台区可满足当前负荷用电需求，且仍具有一定负荷发展的空间。下面以A4杆作为负荷接入点来分析其负荷裕度，负荷对其流经方向上的各段线路都有影响，设A4接入负荷为xkW，则

$\mathrm{\Δ}F=x\underset{1}{\overset{3}{\Σ}}{l}_i$

注：ΔF为台区负荷矩裕度；l_i为台变至A4杆各段线路长度，i＝1，2，3；

从而可解得A4杆位上的负荷裕度约为18.75kW。同理，该台区各杆位负荷裕度情况如表2所示。

表2实际台区各杆位负荷裕度

通过分析可知，不同杆塔可架接的负荷裕度有所差异，当负荷矩裕度一定时，越靠近台区首端的杆位可容许新增的负荷越大，反之越小。所以在规划较大负荷用户接入点时，可应用该方法推算当前台区实际可允许接纳负荷的情况，分析最佳用户接入点；同时通过分析了解台区所含有的负荷裕度结合负荷发展速度判断当前台区网架还可满足居民生产生活水平的年限，据此开展后续台区改造时间及措施的研究。

图1中的1为10kV线路；2为台区降压变；3为380/220V低压线路；4表示对应接入点上一个或多个用户的集合。

本实施例未述部分与现有技术相同。

Claims (3)

1.一种基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法，其特征在于：将网架结构简化为所有负荷集约分布挂接在一条主干线路上的单辐射拓扑型式，其中的网架结构为辐射型或运行时采用放射式的其它结构型式的配电网台区中，即台区分支线均在与主干线的连接点上用一个汇集的大负荷表示；计算在此工况下的负荷矩值F_计算；选取主干线路中线径最大的线路型号作为台区基准线型，获得对应功率因数下的负荷矩阈值F_阈值，求解台区负荷矩裕度ΔF，其中ΔF＝F_阈值-F_计算；若ΔF小于零，则表示配电台区状态中的电压质量不能满足当前负荷用电需求；若ΔF大于或等于零，则表示配电台区状态中的电压质量能满足当前负荷用电需求；任选主干线上一点作为拟定新增负荷接入点，则可按下式求解出该点的负荷裕度ΔP，

$\mathrm{\Δ}P=\frac{\mathrm{\Δ}F}{\underset{1}{\overset{i}{\Σ}}{l}_i}$

其中，l_i为拟定新增负荷接入点至台区主变各段线路长度，单位km；i＝1，2，…N；ΔF为台区负荷矩裕度，单位km·kW；ΔP为待求的可新增负荷裕度，单位kW；

由负荷裕度ΔP可知配电台区各可能作为接入点的负荷裕度状态。

2.根据权利要求1所述的基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法，其特征在于：所述负荷矩阈值为对应功率因数下，380V三相供电线路在电压降7％时的负荷矩、220V单相供电线路在压降10％时的负荷矩。

3.根据权利要求2所述的基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法，其特征在于：对应功率因数下的负荷矩阈值F_阈值计算方法如下：查表获得对应导线型号线路的单位阻抗R₀+jX₀，在额定电压U_n、单位：kV供电下，当其所带负荷与功率因数分别为P、单位：kW和cosφ，在供电长度l、单位：km一定的情况下，可求得线路单位负荷矩下的线路损耗Δu₀％：将末端电压允许最大偏差η代入下式

即可求得保证线路末端电压质量，满足最低允许电压时基准线型线路的负荷矩阈值F_阈值。