CN108229087A - 一种低压台区典型场景的析构方法 - Google Patents

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韩跃峻
李昕
张洋
刘燕
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Abstract

一种低压台区典型场景的析构方法，属测量领域。其在进行低压台区的分类和标杆值计算时，分析影响低压台区线损率的因素，找出其中的主导因素，进而结合实际台区在变压器容量、用电性质方面的统计数据，提出低压台区典型场景的分类方案，明确各场景典型的接线方式和参数取值；其所述的典型场景析构，分为对杆变台区的典型场景析构和对配变台区的典型场景析构通过测算不同类型台区的上述参量，即可析构出配变台区的典型场景。其提出低压台区典型场景的分类方案，明确各场景典型的接线方式和参数取值，有助于根据各用电性质台区典型架构，析构出低压台区典型结构，藉此典型结构来测算线损率标杆值。可广泛用于低压台区的供电运行和管理领域。

Description

一种低压台区典型场景的析构方法
技术领域
本发明属于测量领域，尤其涉及一种用于低压台区线损的测算方法。
背景技术
低压台区线损率实测值是通过比对变压器出口侧关口表电量和台区售电总量 而获得的，其中包括技术线损和管理线损两部分。
技术线损是电流流经阻抗型元件而发生的耗散能，对于低压台区主要是线路损耗和表计损耗；管理线损则是管理性问题造成的供、售电量差，主要包括窃电造成 的售电量少计和变-户信息不匹配问题。可见，技术线损是可以降低、但难以避免的， 管理线损则是应当避免的。因此，在测算台区线损率标杆值时仅考虑技术线损，不 计入管理线损。
台区技术线损率与线路的导线型号、负载率水平、供电半径、用户数、用电结 构等多种因素有关。这些因素中，有些由《上海电网若干技术原则的规定》和《上 海中、低压电网配置原则及典型设计》做了取值(或取值范围)的规定，有些因素 之间则存在关联关系。
因此，为考察低压台区线损率的合理性，没有必要对每一台区分别进行理论线 损率的分析，可以将台区进行典型场景分类，并对不同场景提出线损率标杆值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低压台区典型场景的析构方法。其通过分析影响低压台区线损率的因素，找出其中的主导因素，进而结合实际台区在变压 器容量、用电性质方面的统计数据，提出低压台区典型场景的分类方案，明确各场 景典型的接线方式和参数取值，有助于根据各用电性质台区典型架构，根据平均每 户运行容量、典型线路供电能力等因素，析构出低压台区典型结构，藉此典型结构 来测算线损率标杆值。
本发明的技术方案是：提供一种低压台区典型场景的析构方法，其特征是：
在进行低压台区的分类和标杆值计算时，分析影响低压台区线损率的因素，找 出其中的主导因素，进而结合实际台区在变压器容量、用电性质方面的统计数据， 提出低压台区典型场景的分类方案，明确各场景典型的接线方式和参数取值；
对于杆变台区的典型场景析构，主干线回路数nz、主干分支线数nf、每回分支 线上的受电点数ns决定了杆变台区的结构，它们与台区中变压器容量、用电结构、 每一受电点的平均运行容量有关；通过测算不同类型台区的上述参量，即可析构出 杆变台区的典型场景；
对于配变台区的典型场景析构，主干线回路数nz、每一受电点的运行容量Ps决 定了配变台区的结构，该值与台区中变压器容量、用电结构、每一受电点的平均运 行容量有关；通过测算不同类型台区的上述参量，即可析构出配变台区的典型场景。
具体的，对于杆变台区的典型场景析构，设台区内主干线回路数为nz，主干线 首端近变压器侧在t时段的电流为Iz(t)；设每回主干线上的分支线数为nf，设每回 分支线首端在t时段的电流为If(t)；并设每回分支线上的受电点数为ns，每一受电 点通常是一幢居民楼或是一个非居民性质的用户；设每一受电点的运行容量为Ps。 在上述指标中，主干线回路数nz、主干分支线数nf、每回分支线上的受电点数ns决 定了杆变台区的结构，它们与台区中变压器容量、用电结构、每一受电点的平均运 行容量有关；通过测算不同类型台区的上述参量，即可析构出杆变台区的典型场景。
进一步的，在对杆变台区的典型场景析构时，杆变台区的主干线回路数可由杆 变容量和主干线载流量按下式确定
上式中，表示向上取整；SN,T表示变压器额定容量；δT,max％表示变压器最高 负载率，其取值需综合安全性和经济性两方面要求，杆变台区δT,max％＝80％；Iz1,max为 单回主干线的最大负载电流，ηz表示主干线负荷同时率，按0.9考虑；
在对杆变台区的典型场景析构时，主干分支线可按下式计算
上式中，Imax,z、Imax,f分别表示主干线和主干支线的单回最大载流量；ηf和ηs分别表示同一主干线上各支线的负荷同时率和同一主干分支线上各受电点的负荷同时率， 均按0.9取值；变压器最高负载率δmax％＝80％；功率因数复合型用电性质 台区的Ps由单一型用电性质台区Ps加权平均而得；
在对杆变台区的典型场景析构时，每一主干分支线上的受电点数分摊了主变供电能力，故而可按下式计算而得
上式中，各参量的含义同前。
具体的，对于配变台区的典型场景析构，设台区内主干线回路数为nz，主干线 首端近变压器侧在t时段的电流为Iz(t)；设每一受电点的运行容量为Ps。在上述指标 中，nz、Ps决定了配变台区的结构，该值与台区中变压器容量、用电结构、每一受 电点的平均运行容量有关；通过测算不同类型台区的上述参量，即可析构出杆变台 区的典型场景。
进一步的，在对配变台区的典型场景析构时，对配电台区主干线回路数的测算 以配变居民台区的分析为基础；对此类台区，nz按下式确定
其中：δT,max％对站变台区取50％，对箱变台区取80％；Iz1,max为每回主干线的 额定载流量，其余各参量的含义同前。
本发明技术方案所述低压台区典型场景的析构方法，首先根据变压器类型、变 压器容量、用电性质对低压台区进行了场景分类，提出典型场景分类方案；进而根 据各用电性质台区典型架构，根据平均每户运行容量、典型线路供电能力等因素， 析构出低压台区典型结构，据此典型结构，来测算线损率标杆值。
本发明技术方案所述的低压台区典型场景的析构方法，通过低压台区典型场景分类方案，建立典型场景理论线损率计算方法，藉此来制定各类典型低压台区的技 术线损率标杆值。
与现有技术比较，本发明的优点是：
通过低压台区典型场景的分类，分析影响低压台区线损率的因素，找出其中的 主导因素，进而结合实际台区在变压器容量、用电性质方面的统计数据，提出低压 台区典型场景的分类方案，明确各场景典型的接线方式和参数取值；在考察低压台 区线损率的合理性时，无需对每一台区分别进行理论线损率的分析，即可将台区进 行典型场景分类，并对不同场景提出线损率标杆值，进行对应的线损分析和测算。
附图说明
图1是杆变台区典型结构示意图；
图2是配变台区结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
影响低压台区线损率的主导因素分析：
在为提出线损率标杆值而考虑台区线损率影响因素时，仅考虑影响线损率的技术性因素、而不考虑管理性问题。这些技术性因素主要包括：
(1)台区类型
台区类型分为杆变台区和配变台区两种。杆变台区由杆架式变压器供电，采用 低压架空线配电；配变台区由配电站内的变压器供电，通常采用电缆配电，其中配 电站又可分为KT型站、PT型站、WX型站三种。不同台区的变压器典型容量范围、 接线方式、主干线和分支线线型有所不同。
(2)低压线路导线型号
线路导线型号决定了其单位长度电阻。线路导线型号由台区类型决定，故而不 是一个主导因素。
(3)台区出线数
台区中的线路包括主干线、分支线、接户线、进户线等，其中主干线上的负荷 最为密集，故而也是线损发生的主要环节。主干线回路数与变压器容量、允许的变 压器最高负载率和每回出线额定载流量有关，从而由台区类型、变压器容量决定， 不是决定台区线损率的主导因素。
(4)低压线路长度
线路长度同样决定了导线电阻。《上海电网若干技术原则的规定》和《上海中、 低压配电网技术导则(试行)》从经济性和电压质量要求的角度，对低压供电半径、 接户线的允许长度做了规定。因此，在标杆值设置环节，线路长度也不是台区分类 的主导因素。
(5)接线方式
台区接线与负荷分布情况有关，总体而言：配变台区中负荷集中于线路末端， 与变压器呈点对点放射型接线；杆变台区中往往由主干线T接出分支线，负荷沿线 分布。台区具体接线情况千差万别，在计算标杆值时，可由台区类型(杆变/配变) 析构出典型接线方式，而实际台区相对于典型接线的可能偏差在线损率合理范围求 取时再予考虑。因此，评估线损率标杆值时接线方式不作为主导因素。
(6)线路负载率
线路负载率由负荷水平决定，时刻波动。为计算标杆值，可通过负荷形状系数 和平均负载电流来描述全月平均的负荷水平。其中，负荷形状系数由台区用电性质 决定，平均负载电流则由变压器平均负载率和线路回路数决定。因此，线路负载率 也不是一个主导因素。
(7)用户数
用户数决定了电能表的表计损耗。台区变压器容量决定了供电能力，用电结构 则决定的每户平均运行容量，这两个因素一起决定了台区中的用户数，因此用户数 也不是影响技术线损率的主导因素。
(8)用电结构
用电结构是指台区中不同用电性质用户的比例构成。根据用电结构可将低压台区分为居民、商业、工业、非工以及多种混合型用电性质的台区，选取这些典型用 电结构时，参考辖区低压台区实际用电结构的统计情况可知，这几类涵盖了96％以 上的实际台区。用电结构决定了负荷波动和分布特点以及单户运行容量的大致水 平，因此是决定线损率水平的主导因素之一。
综上可知，决定低压台区线损率的主导性因素是台区类型(杆变/站变)、变压 器容量、用电结构三项。
低压台区典型场景析构方法
线损率标杆值针对各类低压台区典型场景进行评估。事实上，低压台区理论线 损率计算的核心难点就在于台区图不完善，且实际台区(尤其杆变台区)的接线方 式千差万别。为此，本技术方案提出了一种低压台区典型场景析构方法。
1、杆变台区典型场景析构
杆变台区结构图如1所示，图中仅画出了主干线和主干支线。以下设台区内主 干线回路数为nz，主干线首端(近变压器侧)在t时段的电流为Iz(t)；设每回主干线 上的分支线数为nf，设每回分支线首端在t时段的电流为If(t)；并设每回分支线上 的受电点数为ns，每一受电点通常是一幢居民楼或是一个非居民性质的用户；设每 一受电点的运行容量为Ps。在上述指标中，主干线回路数nz、主干分支线数nf、每 回分支线上的受电点数ns决定了杆变台区的结构，它们与台区中变压器容量、用电 结构、每一受电点的平均运行容量有关。通过测算不同类型台区的上述参量析构出 典型场景。
(1)主干线回路数nz的求取方法
在能释放主变供电能力的条件下，主干线应尽可能少，以降低投资成本。为此， 杆变台区的主干线回路数可由杆变容量和主干线载流量按下式确定
上式中，表示向上取整；SN,T表示变压器额定容量；δT,max％表示变压器最高 负载率，其取值需综合安全性和经济性两方面要求，杆变台区δT,max％＝80％；Iz1,max为 单回主干线的最大负载电流，JKYJ-1-4×120mm2型铜芯低压架空线取412A， YJV02-4×120mm2型低压电缆为323A；ηz表示主干线负荷同时率，按0.9考虑。根 据上式测算出各种杆变容量情况下台区内主干线回路数，如下表所示。
杆变台区主干线回路数测算结果
(2)主干分支数nf的求取方法
主干分支线一方面要能释放每回主干线的供电能力，另一方面也需要适应负荷分布的情况、满足各负荷点的供电需求。从供电可靠性出发，通常要求每一主干分 支线上链接的受电点数不超过5个。为此，主干分支线可按下式计算
上式中，Imax,z、Imax,f分别表示主干线和主干支线的单回最大载流量；ηf和ηs分 别表示同一主干线上各支线的负荷同时率和同一主干分支线上各受电点的负荷同 时率，均按0.9取值；变压器最高负载率δmax％＝80％；功率因数按上式算 得各类台区的主干分支线回路数如所示。该表中，居民、工业、商业、非工用电 性质的台区中单个受电点的运行容量Ps根据对市北供电公司辖区1500多个台区的 统计分析而得；复合型用电性质台区的Ps由单一型用电性质台区Ps加权平均而得。
(3)每回分支线上的受电点数ns的求取方法
每一主干分支线上的受电点数分摊了主变供电能力，故而可按下式计算而得
上式中，各参量的含义同前。
2、配变台区典型场景析构
配变台区结构如图2所示，图中同样仅画出了主干线。
与杆变台区不同的是，从变压器到受电点采用的是点对点放射型接线，受电点 处于线路末端，主干线上通常不再分支。
以下同样设台区内主干线回路数为nz，主干线首端(近变压器侧)在t时段的电 流为Iz(t)；设每一受电点(通常是一幢居民楼或是一个非居民性质的用户)的运行 容量为Ps。在上述指标中，nz、Ps决定了配变台区的结构，该值与台区中变压器容 量、用电结构、每一受电点的平均运行容量有关。通过测算不同类型台区的上述参 量析构出典型场景。
实际配变台区的统计分析表明，配变台区以供居民楼为主，混合型用电结构的 配变台区中往往是有1～2回供运行容量比较大的商业或非工性质的用户，其余馈线 仍供居民楼。
为此，对配电台区主干线回路数的测算以配变居民台区的分析为基础。对此类 台区，nz按下式确定
上式中各参量的含义同前，其中：δT,max％对站变台区取50％(考虑到10kV配 电站中通常设2台变压器)，对箱变台区取80％；Iz1,max为每回主干线的额定载流量， 对YJV02-4×120mm2型电缆而言Iz1,max＝323A。
本发明的技术方案，通过分析影响低压台区线损率的因素，找出其中的主导因素，进而结合实际台区在变压器容量、用电性质方面的统计数据，提出低压台区典 型场景的分类方案，明确各场景典型的接线方式和参数取值，有助于根据各用电性 质台区典型架构，根据平均每户运行容量、典型线路供电能力等因素，析构出低压 台区典型结构，藉此典型结构来测算线损率标杆值。
本发明可广泛用于低压台区的供电运行和管理领域。

Claims (7)

1.一种低压台区典型场景的析构方法，其特征是：
在进行低压台区的分类和标杆值计算时，分析影响低压台区线损率的因素，找出其中的主导因素，进而结合实际台区在变压器容量、用电性质方面的统计数据，提出低压台区典型场景的分类方案，明确各场景典型的接线方式和参数取值；
对于杆变台区的典型场景析构，主干线回路数nz、主干分支线数nf、每回分支线上的受电点数ns决定了杆变台区的结构，它们与台区中变压器容量、用电结构、每一受电点的平均运行容量有关；。通过测算不同类型台区的上述参量，即可析构出杆变台区的典型场景；
对于配变台区的典型场景析构，主干线回路数nz、每一受电点的运行容量Ps决定了配变台区的结构，该值与台区中变压器容量、用电结构、每一受电点的平均运行容量有关；通过测算不同类型台区的上述参量，即可析构出配变台区的典型场景。
2.按照权利要求1所述的低压台区典型场景的析构方法，其特征是对于杆变台区的典型场景析构，设台区内主干线回路数为nz，主干线首端近变压器侧在t时段的电流为Iz(t)；设每回主干线上的分支线数为nf，设每回分支线首端在t时段的电流为If(t)；并设每回分支线上的受电点数为ns，每一受电点通常是一幢居民楼或是一个非居民性质的用户；设每一受电点的运行容量为Ps。在上述指标中，主干线回路数nz、主干分支线数nf、每回分支线上的受电点数ns决定了杆变台区的结构，它们与台区中变压器容量、用电结构、每一受电点的平均运行容量有关；通过测算不同类型台区的上述参量，即可析构出杆变台区的典型场景。
3.按照权利要求2所述的低压台区典型场景的析构方法，其特征是在对杆变台区的典型场景析构时，杆变台区的主干线回路数可由杆变容量和主干线载流量按下式确定
上式中，表示向上取整；SN,T表示变压器额定容量；δT,max％表示变压器最高负载率，其取值需综合安全性和经济性两方面要求，杆变台区δT,max％＝80％；Iz1,max为单回主干线的最大负载电流，ηz表示主干线负荷同时率，按0.9考虑；
在对杆变台区的典型场景析构时，主干分支线可按下式计算
上式中，Imax,z、Imax,f分别表示主干线和主干支线的单回最大载流量；ηf和ηs分别表示同一主干线上各支线的负荷同时率和同一主干分支线上各受电点的负荷同时率，均按0.9取值；变压器最高负载率δmax％＝80％；功率因数复合型用电性质台区的Ps由单一型用电性质台区Ps加权平均而得；
在对杆变台区的典型场景析构时，每一主干分支线上的受电点数分摊了主变供电能力，故而可按下式计算而得
上式中，各参量的含义同前。
4.按照权利要求1所述的低压台区典型场景的析构方法，其特征是对于配变台区的典型场景析构，设台区内主干线回路数为nz，主干线首端近变压器侧在t时段的电流为Iz(t)；设每一受电点的运行容量为Ps。在上述指标中，nz、Ps决定了配变台区的结构，该值与台区中变压器容量、用电结构、每一受电点的平均运行容量有关；通过测算不同类型台区的上述参量，即可析构出杆变台区的典型场景。
5.按照权利要求4所述的低压台区典型场景的析构方法，其特征是在对配变台区的典型场景析构时，对配电台区主干线回路数的测算以配变居民台区的分析为基础；对此类台区，nz按下式确定
其中：δT,max％对站变台区取50％，对箱变台区取80％；Iz1,max为每回主干线的额定载流量，其余各参量的含义同前。
6.按照权利要求1所述的低压台区典型场景的析构方法，其特征是所述低压台区典型场景的析构方法，首先根据变压器类型、变压器容量、用电性质对低压台区进行了场景分类，提出典型场景分类方案；进而根据各用电性质台区典型架构，根据平均每户运行容量、典型线路供电能力等因素，析构出低压台区典型结构，据此典型结构，来测算线损率标杆值。
7.按照权利要求1所述的低压台区典型场景的析构方法，其特征是所述的低压台区典型场景的析构方法，通过低压台区典型场景分类方案，建立典型场景理论线损率计算方法，藉此来制定各类典型低压台区的技术线损率标杆值。
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