CN107565554A - 一种基于等效负荷矩的供电业务扩展电压估测方法 - Google Patents

一种基于等效负荷矩的供电业务扩展电压估测方法 Download PDF

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CN107565554A CN201710856722.0A CN201710856722A CN107565554A CN 107565554 A CN107565554 A CN 107565554A CN 201710856722 A CN201710856722 A CN 201710856722A CN 107565554 A CN107565554 A CN 107565554A
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束洪春
王洪帅
董俊
浦通
张瑀明
何婕
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Abstract

本发明涉及一种基于等效负荷矩的供电业务扩展电压估测方法,属于电力系统配电网规划建设技术领域。对于实际的供电馈线，将馈线进行分段，利用等效负荷矩电压降落值公式计算每段线路的电压降落值；对所有分段线路的电压降落值求和，再利用等效负荷矩电压降落值公式计算末端等效负荷，将整条馈线等效为总长度不变，末端接一个等效负荷的简单拓扑；进行供电业务扩展时，增加的负荷利用上述方法等效至末端，利用等效负荷矩，即可计算出供电业务扩展后馈线末端电压降落值的大小，同时也可以估测出负荷接入点的电压。本发明仅需要简单计算即可估测出线路压降，简单可靠，满足实际工程的需要，且能大幅度节省人力物力。

Description

一种基于等效负荷矩的供电业务扩展电压估测方法
技术领域
本发明涉及一种基于等效负荷矩的供电业务扩展电压估测方法,属于电力系统配电网规划建设技术领域。
背景技术
业务扩充就是受理客户用电申请，根据客户用电的必要性和电网供电的可能性，办理用电与供电不断扩充的有关业务工作，以满足新老客户的用电需求。
报装一方面促进了电网的发展，为了满足国民经济的不断发展和人民生活水平不断提高对电力需求量增长的需要，通过不断地新建和扩建输变电、配电等电力设施，扩大供电范围，使供电能力基本适应用电的需求，从而促进了电网的发展；另一方面，为电网规划提供依据，分析供电业务扩展的工作情况，可以了解用电负荷逐年增长的趋势和用电发展规律，为电力负荷预测提供第一手资料，而且可以了解到用电构成、用电性质、容量大小、负荷分布、负荷密度等情况，为电网发展规划提供依据。
供电业务扩展报装时，电力人员很难做出新增负荷对馈线电压影响的准确评估，一种行之有效的方法是建模仿真，在原有线路上接入新增负荷，这要求电力运行人员对馈线的拓扑，线路参数，负荷大小，功率因数都必须精确掌握。这种方法虽然能得到较为准确的结果，但操作起来费时费力，在广大的农村配电网区域，不一定所有运行人员都能掌握电力系统建模分析运行状况的方法。另一种方法是生产部门根据馈线拓扑、业扩负荷接入点，负荷大小，并结合多年运行经验，对负荷所产生的影响做一个主观判断。这种方法不确定因素较多，产生的结果也很难做评估。所以发明一种能结合线路实际拓扑，且简单可靠的方法，对供电业务扩展的电压做一个可靠的估测很有必要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出一种基于等效负荷矩的供电业务扩展电压估测方法，利用等效负荷矩，把整条馈线等效为线路总长度不变，末端接一个等效负荷的简单拓扑。当进行供电业务扩展时，把增加负荷继续等效至末端，利用等效负荷矩，即可简单计算出增加负荷对整条馈线电压的降落的影响，此方法计算简单，满足工程计算需要。
本发明的技术方案是：一种基于等效负荷矩的供电业务扩展电压估测方法，对于实际的供电馈线，将馈线进行分段，利用等效负荷矩电压降落值公式计算每段线路的电压降落值；对所有分段线路的电压降落值求和，再利用等效负荷矩电压降落值公式计算末端等效负荷，将整条馈线等效为总长度不变，末端接一个等效负荷的简单拓扑；进行供电业务扩展时，增加的负荷利用上述方法等效至末端，利用等效负荷矩，即可计算出供电业务扩展后馈线末端电压降落值的大小，同时也可以估测出负荷接入点的电压。
所述方法具体步骤为：
第一步：将馈线分成n段，利用等效负荷矩电压降落值计算公式计算每段线路电压降落值，等效负荷矩电压降落值计算公式为：
令
式中，ΔU为电压降落值，R0+jX0为馈线单位阻抗，P为该段馈线有功功率值，tanθ为负荷功率因素正切值，U为馈线额定电压值，l为负荷节点间的距离值，ε为等效负荷矩系数；
利用等效负荷矩电压降落值计算公式，计算每段馈线电压降落值：
ΔU1＝(P1+P2+···+Pn)·l1·ε
ΔU2＝(P2+P3+···+Pn)·l2·ε
ΔU3＝(P3+P4+···+Pn)·l3·ε
.
.
.
ΔUn＝Pn·ln·ε
式中，P1,P2,···,Pn为每段馈线负荷有功功率值，l1,l2,···,ln分别为各负荷之间的实际距离，U0为母线电压，U1,U2,···,Un为各负荷节点电压值，ΔU1,ΔU2,···,ΔUn为每段馈线电压降落值；
第二步、由等效负荷矩电压降落值公式计算末端等效负荷：
式中，Pd为末端等效负荷值，∑ΔU为馈线各段电压降落值之和，∑l为馈线总长；
第三步、首先利用末端等效负荷对供电业务扩展后馈线末端电压估测：
Pzd＝Pd+P′d
式中，P'd为供电业务扩展增加的负荷等效至末端的等效负荷值，lz为增加负荷接入点位置，Pz为供电业务扩展增加的负荷值，Pzd为供电业务扩展后总的末端等效负荷值；
供电业务扩展后馈线末端电压估测为：
Uend＝U0-ΔUz＝U0-Pzd·∑l·ε
式中，Uend为供电业务扩展后馈线末端电压值，ΔUz为供电业务扩展后馈线电压降落值；
第四步、其次利用等效负荷矩估测负荷接入点的电压：
式中，Uz为负荷接入点电压值。
本发明的有益效果是：用等效负荷矩，把整条馈线及负荷等效为馈线总长度不变，末端接一个等效负荷的简单拓扑。当需要进行供电业务扩展时，只需把增加的负荷继续等效至末端，利用等效负荷矩，即可简单计算出增加负荷后馈线末端电压降落值，同时也可估测出负荷接入点的电压值，此方法计算简单，且满足工程计算精度要求。
附图说明
图1是本发明馈线拓扑图；
图2是本发明馈线等效负荷矩拓扑图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1：一种基于等效负荷矩的供电业务扩展电压估测方法，对于实际的供电馈线，将馈线进行分段，利用等效负荷矩电压降落值公式计算每段线路的电压降落值；对所有分段线路的电压降落值求和，再利用等效负荷矩电压降落值公式计算末端等效负荷，将整条馈线等效为总长度不变，末端接一个等效负荷的简单拓扑；进行供电业务扩展时，增加的负荷利用上述方法等效至末端，利用等效负荷矩，即可计算出供电业务扩展后馈线末端电压降落值的大小，同时也可以估测出负荷接入点的电压。
所述方法具体步骤为：
第一步：将馈线分成n段，利用等效负荷矩电压降落值计算公式计算每段线路电压降落值，等效负荷矩电压降落值计算公式为：
令
式中，ΔU为电压降落值，R0+jX0为馈线单位阻抗，P为该段馈线有功功率值，tanθ为负荷功率因素正切值，U为馈线额定电压值，l为负荷节点间的距离值，ε为等效负荷矩系数；
利用等效负荷矩电压降落值计算公式，计算每段馈线电压降落值：
ΔU1＝(P1+P2+···+Pn)·l1·ε
ΔU2＝(P2+P3+···+Pn)·l2·ε
ΔU3＝(P3+P4+···+Pn)·l3·ε
.
.
.
ΔUn＝Pn·ln·ε
式中，P1,P2,···,Pn为每段馈线负荷有功功率值，l1,l2,···,ln分别为各负荷之间的实际距离，U0为母线电压，U1,U2,···,Un为各负荷节点电压值，ΔU1,ΔU2,···,ΔUn为每段馈线电压降落值；
第二步、由等效负荷矩电压降落值公式计算末端等效负荷：
式中，Pd为末端等效负荷值，∑ΔU为馈线各段电压降落值之和，∑l为馈线总长；
第三步、首先利用末端等效负荷对供电业务扩展后馈线末端电压估测：
Pzd＝Pd+P′d
式中，P'd为供电业务扩展增加的负荷等效至末端的等效负荷值，lz为增加负荷接入点位置，Pz为供电业务扩展增加的负荷值，Pzd为供电业务扩展后总的末端等效负荷值；
供电业务扩展后馈线末端电压估测为：
Uend＝U0-ΔUz＝U0-Pzd·∑l·ε
式中，Uend为供电业务扩展后馈线末端电压值，ΔUz为供电业务扩展后馈线电压降落值；
第四步、其次利用等效负荷矩估测负荷接入点的电压：
式中，Uz为负荷接入点电压值。
实施例2：如图1所示，馈线参数如下表：
功率 P1 P2 P3 P4 P5
kW 50 40 30 60 70
线路 l1 l'1 l2 l'2 l3 l34 l'3 l4 l5
kM 1 0.05 2 0.05 3 1.5 0.05 1 6
第一步、将馈线分段，利用等效负荷矩电压降落值计算公式计算每段线路电压降落值。
ΔU1 ΔU2 ΔU3 ΔU4 ΔU5
9.85V 15.76V 18.912V 5.122V 16.548V
其中，馈线额定电压为10kV，馈线单位阻抗为0.25+j0.3,功率因素正切值tanθ＝0.48，母线电压为10.5kV。
第二步、由等效负荷矩电压降落值公式计算末端等效负荷：
第三步、首先利用末端等效负荷对供电业务扩展后馈线末端电压估测。
供电业务扩展增加负荷为Pz＝50kW，在节点1接入。
Pzd＝Pd+P'd＝140+4.17＝144.17kW
供电业务扩展后馈线末端电压估测为：
Uend＝U0-ΔUz＝U0-Pzd·∑l·ε＝10.5-144.17×12×0.0394＝10.43kV
第四步、其次利用等效负荷矩估测负荷接入点的电压。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (2)

1.一种基于等效负荷矩的供电业务扩展电压估测方法，其特征在于：对于实际的供电馈线，将馈线进行分段，利用等效负荷矩电压降落值公式计算每段线路的电压降落值；对所有分段线路的电压降落值求和，再利用等效负荷矩电压降落值公式计算末端等效负荷，将整条馈线等效为总长度不变，末端接一个等效负荷的简单拓扑；进行供电业务扩展时，增加的负荷利用上述方法等效至末端，利用等效负荷矩，即可计算出供电业务扩展后馈线末端电压降落值的大小，同时也可以估测出负荷接入点的电压。
2.根据权利要求1所述的基于等效负荷矩的供电业务扩展电压估测方法，其特征在于所述方法具体步骤为：
第一步：将馈线分成n段，利用等效负荷矩电压降落值计算公式计算每段线路电压降落值，等效负荷矩电压降落值计算公式为：
<mrow> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>U</mi> <mo>=</mo> <mi>P</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>l</mi> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>R</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>X</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mi>n</mi> <mi>&amp;theta;</mi> </mrow> <mi>U</mi> </mfrac> <mo>=</mo> <mi>P</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>l</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>&amp;epsiv;</mi> </mrow>
令
式中，ΔU为电压降落值，R0+jX0为馈线单位阻抗，P为该段馈线有功功率值，tanθ为负荷功率因素正切值，U为馈线额定电压值，l为负荷节点间的距离值，ε为等效负荷矩系数；
利用等效负荷矩电压降落值计算公式，计算每段馈线电压降落值：
ΔU1＝(P1+P2+···+Pn)·l1·ε
ΔU2＝(P2+P3+···+Pn)·l2·ε
ΔU3＝(P3+P4+···+Pn)·l3·ε
ΔUn＝Pn·ln·ε
式中，P1,P2,···,Pn为每段馈线负荷有功功率值，l1,l2,···,ln分别为各负荷之间的实际距离，U0为母线电压，U1,U2,···,Un为各负荷节点电压值，ΔU1,ΔU2,···,ΔUn为每段馈线电压降落值；
第二步、由等效负荷矩电压降落值公式计算末端等效负荷：
<mrow> <msub> <mi>P</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>U</mi> </mrow> <mrow> <mi>&amp;epsiv;</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mi>l</mi> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow>
式中，Pd为末端等效负荷值，∑ΔU为馈线各段电压降落值之和，∑l为馈线总长；
第三步、首先利用末端等效负荷对供电业务扩展后馈线末端电压估测：
<mrow> <msubsup> <mi>P</mi> <mi>d</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>l</mi> <mi>z</mi> </msub> <mrow> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>l</mi> </mrow> </mfrac> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>P</mi> <mi>z</mi> </msub> </mrow>
Pzd＝Pd+P′d
式中，Pd'为供电业务扩展增加的负荷等效至末端的等效负荷值，lz为增加负荷接入点位置，Pz为供电业务扩展增加的负荷值，Pzd为供电业务扩展后总的末端等效负荷值；
供电业务扩展后馈线末端电压估测为：
Uend＝U0-ΔUz＝U0-Pzd·∑l·ε
式中，Uend为供电业务扩展后馈线末端电压值，ΔUz为供电业务扩展后馈线电压降落值；
第四步、其次利用等效负荷矩估测负荷接入点的电压：
<mrow> <msub> <mi>U</mi> <mi>z</mi> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>U</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>-</mo> <mfrac> <msub> <mi>l</mi> <mi>z</mi> </msub> <mrow> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>l</mi> </mrow> </mfrac> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;U</mi> <mi>z</mi> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>U</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>z</mi> <mi>d</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>l</mi> <mi>z</mi> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>&amp;epsiv;</mi> </mrow>
式中，Uz为负荷接入点电压值。
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