CN108182323A - 一种用于低压配电网的智能运维管理方法 - Google Patents

一种用于低压配电网的智能运维管理方法 Download PDF

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刘希喆
杨劲涛
潘霞远
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Abstract

本发明提供了一种用于低压配电网的智能运维管理方法，其包括如下步骤：A、基于卫星定位装置、通过至少一个建模终端，获取配网节点的地理信息、录入线路参数、生成网架结构拓扑图，完成配网建模；B、采用计及零序电流的三相不平衡潮流算法得到配网运行的仿真数据；C、根据所述仿真数据筛选出电压不合格的节点和/或线损过大的线路；D、综合考虑整个台区的总体电压合格率和改造成本，进行优化，得到改造方案。本发明的方法可支持建立低压台区的配网数据库，通过可视化的辅助优化分析合理选择新增用户的接入点，避免盲目拉电造成的问题积累，同时可以保证配网模型对实际电网的仿真、优化、更新和一致性。

Description

一种用于低压配电网的智能运维管理方法
技术领域
本发明涉及一种用于低压配电网的智能运维管理方法。
背景技术
目前我国低压配电网特别是农村配网存在着配电变压器布点不合理或者容量配置不足、线路的选型标准低、布局不合理、三相负荷不平衡、运维管理手段落后等共性问题，造成线损大、用户侧电压低等现象，严重影响居民的正常用电。供电部门每年投入数百亿进行改造，但盲目接电造成三相不平衡和迂回供电等痼疾很快就会形成新的问题。因此开发简便智能的配网优化仿真软件和运维管理系统，逐步形成改造与预防并重的科学管理体系刻不容缓。
中国专利申请201410809342.8公开了一种低压台区配电网电压质量评估与优化的系统化解决方法，包括：对各台区配网拓扑结构、线路参数、末端用户的相序、负荷曲线特征进行采集，建立低压台区的数学模型；根据供电企业营销系统中的用户电量数据推算出用户的平均功率或瞬时功率，采用前推回代式配电网潮流算法计算出各段线路的有功功率、线损率以及各节点的电压值；采用转移负荷、新增线路、更换线径和调整相序对低压台区进行优化设计和仿真分析，实现线损率和投资成本的综合最优。
上述技术方案的缺点在于：建模困难、指标陈旧、分析预测能力弱。
因此，如何提供一种用于低压配电网的智能运维管理方法成为了业界需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种用于低压配电网的智能运维管理方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于低压配电网的智能运维管理方法，其包括如下步骤：
A、基于卫星定位装置、通过至少一个建模终端，获取配网节点的地理信息、录入线路参数、生成网架结构拓扑图，完成配网建模；
B、采用计及零序电流的三相不平衡潮流算法得到配网运行的仿真数据；
C、根据所述仿真数据筛选出电压不合格的节点和/或线损过大的线路；
D、综合考虑整个台区的总体电压合格率和改造成本，进行优化，得到改造方案。
根据本发明另一具体实施方式，进一步包括步骤E：生成在GIS环境下的设计施工图。
根据本发明另一具体实施方式，步骤A具体包括如下步骤：
A1、利用卫星定位技术确定网络节点的地理信息；
A2、录入参数，所述参数包括线径、相序、用户编号、用户电量等。
A3、生成网架结构拓扑图。
根据本发明另一具体实施方式，步骤A1中，利用RTK和惯性导航的组合导航确定网络节点的地理信息。
根据本发明另一具体实施方式，步骤A3中，网架结构拓扑图为GIS拓扑图。根据本发明另一具体实施方式，电气图和GIS拓扑图同步显示或者切换式显示。
根据本发明另一具体实施方式，步骤D中，进行优化时，所述电气图和所述GIS拓扑图联动操作。
根据本发明另一具体实施方式，步骤D中，在GIS环境下进行调相、新增线路和负荷转移、增加线径、分裂台区的优化仿真。
根据本发明另一具体实施方式，步骤C中,通过评估配网每条线路的电流密度来筛选异常线路。
本发明的有益效果是：本发明的方法可支持建立低压台区的配网数据库，通过可视化的辅助优化分析找出电网输电瓶颈并进行改造，以针对性的改造来减少配网改造成本，并在后续管理中合理选择新增用户的接入点，避免盲目拉电造成的问题积累，同时可以保证配网模型与实际电网的实时性和一致性。此外，系统还可根据数据库中的历史数据，分析网络结构和用户电量的演变，预测配网未来的电压质量隐患，提前进行优化改造，防患于未然。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种用于低压配电网的智能运维管理方法，其包括如下步骤：
A、基于卫星定位装置、通过至少一个建模终端，获取配网节点的地理信息、录入线路参数、生成网架结构拓扑图，完成配网建模；步骤A具体包括如下步骤：
A1、利用卫星定位技术(例如RTK和惯性导航的组合导航)确定网络节点的地理信息；
A2、录入参数，所述参数包括线径、相序、用户编号、用户电量等。
A3、生成网架结构拓扑图(例如GIS拓扑图，电气图和GIS拓扑图同步显示或者切换式显示)。
B、采用计及零序电流的三相不平衡潮流算法得到配网运行的仿真数据；
C、根据仿真数据筛选出电压不合格的节点和/或线损过大的线路；步骤C中,通过评估配网每条线路的电流密度来筛选异常线路。
D、综合考虑整个台区的总体电压合格率和改造成本，进行优化，得到改造方案。步骤D中，进行优化时，电气图和GIS拓扑图联动操作。步骤D中，在GIS环境下进行调相、新增线路和负荷转移、增加线径、分裂台区的优化仿真。
E、生成在GIS环境下的设计施工图。
F、根据配网运维的历史数据，采用不确定系统分析方法和预测技术，研究配网结构和电量演变的规律，设计配网结构和负荷的中长期预测算法。步骤F中，采用的不确定系统分析方法和预测技术包括：统计学的聚类分析、多元回归模型、马尔科夫链模型、灰理论的灰关联分析、GM预测模型、神经网络。
步骤A中，总的流程包括：
一、配置GPS测绘设备、建模终端；确保仪器可正常工作。完成其他准备工作
二、在卫星导航下，使用建模终端进行巡线建模，并获取所需的数据。
三、回收仪器。将所得的配网模型核定之后，上传到智能运维服务器，后续仿真优化和备案归档。
经过低压配电网台区的收资、建模和仿真分析，考虑优化方法的可行性和经济性，提出针对性的优化措施，包括新增线路和负荷转移、调整相型，增大线径、增容或分裂台区变压器等，结合低压配电网台区运行状态评估体系中的各项指标，根据优化策略流程算法进行优化，制定低压配电网优化改造方案，并对优化方案进行可行性和经济性分析。
对低配压电网问题台区进行优化，主要是需解决台区内电压质量偏差和线路耗损偏大的问题。具体解决方法可分为技术措施和管理措施。
低配压电网台区优化的管理措施是要对台区进行适当的管理，规划后续用户的接入点，在优化改造后定期维护和检修，进行适当的管理，避免乱接滥造的情况发生。
对低压配电网的网架结构进行技术层面改造，优化台区的网架结构。具体措施为：通过潮流计算找到配网输电瓶颈，有针对地更换导线线径，减少线路电阻，增大电力的输送功率；将供电点移至负荷中心，缩短供电半径，减少电能输出中不必要的损耗；合理选取用户接入点，就近供电，避免不必要的的电压降和线路损耗；调整负荷相型，使三相负荷大致平衡；对于变压器重载的台区，考虑更换容量更大的变压器或者选择合适的位置以新增变压器。以上的具体措施可以归纳如下：
(1)新增线路或负荷转移
经过恰当的潮流计算、配网结构分析，找出三相不平衡较严重、输电瓶颈或供电半径过大的位置。解决措施是：新增线路或负荷转移。为相关负荷提供新的接入点和支路，从而解决上述影响供电质量的因素。在平衡改造成本的同时，提出可行、经济和快速的解决方案。
(2)调整相型
针对配网三相不平衡的问题，对A、B、C三相所带的负荷量调整相型，在理论计算的指引下，使负荷合理分配，使台区整体负荷分布均匀。
(3)增大线径
对由于线径过小导致线损大和电压损失大的线路进行增大电缆线径的优化措施。在增大线径时综合考虑上下层线路，整体线路的线径按供电点到用户端的方向从大到小的规律分布。
(4)增容台区变压器
对于变压器经常重载的台区，供电半径在规定范围内，考虑增容配电变压器；如果变压器重载并且远离负荷中心，考虑重新对台区位置进行选址，新增配电变压器，即将该台区负荷一分为二，分别供电。
在利用此类优化措施对低压配电网问题台区的网架结构进行优化改造时，需要进行经济性的评估，考虑新增线路、增容变压器，调整变压器等费用，兼顾优化方案的可行性和经济性。
虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。

Claims (9)

1.一种用于低压配电网的智能运维管理方法，其包括如下步骤：
A、基于卫星定位装置、通过至少一个建模终端，获取配网节点的地理信息、录入线路参数、生成网架结构拓扑图，完成配网建模；
B、采用计及零序电流的三相不平衡潮流算法得到配网运行的仿真数据；
C、根据所述仿真数据筛选出电压不合格的节点和/或线损过大的线路；
D、综合考虑整个台区的总体电压合格率和改造成本，进行优化，得到改造方案。
2.如权利要求1所述的智能运维管理方法，其进一步包括步骤E：生成在GIS环境下的设计施工图。
3.如权利要求1所述的智能运维管理方法，其中，所述步骤A具体包括如下步骤：
A1、利用卫星定位技术确定网络节点的地理信息；
A2、录入参数，所述参数包括线径、相序、用户编号、用户电量等。
A3、生成网架结构拓扑图。
4.如权利要求3所述的智能运维管理方法，其中，步骤A1中，利用RTK和惯性导航的组合导航技术确定网络节点的地理信息。
5.如权利要求3所述的智能运维管理方法，其中，所述步骤A3中，网架结构拓扑图为GIS拓扑图。
6.如权利要求5所述的智能运维管理方法，其中，电气图和GIS拓扑图同步显示或者切换式显示。
7.如权利要求5所述的智能运维管理方法，其中，所述步骤D中，进行优化时，所述电气图和所述GIS拓扑图联动操作。
8.如权利要求1所述的智能运维管理方法，其中，所述步骤D中，在GIS环境下进行调相、新增线路和负荷转移、增加线径、分裂台区的优化仿真。
9.如权利要求1所述的智能运维管理方法，其中，所述步骤C中,通过评估配网每条线路的电流密度来筛选异常线路。
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