CN108711845A - 一种基于配电网网架的分析方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于配电网网架的分析方法，它涉及配电网网架技术领域。它包括五个主要实施步骤；采用上述技术方案后，本发明有益效果为：它能够通过“用户损失率－负荷损失率”曲线来反映配电网网架故障情况下负荷损失率和用户损失率，量化指标，并可在电网结构图中进行线路改造，计算改造后的电网相关指标。标量化了电网的供电能力，通过判定、分析用户损失率和负荷损失率大的“供电区域”，及时将改造矛头指向此“供电区域”，能有效提高供电可靠性和经济性，带来社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及配电网网架技术领域，具体涉及一种基于配电网网架的分析方法。
背景技术
目前，我国城市的配电网主要存在供电能力不足、电网结构薄弱等问题，且主要设备陈旧、技术落后，导致供电的可靠性较低、电压质量差和线损较高。为了解决上述问题，应改变现有的配电网网架结构，以有效实现配电站的基本功能。此外，研究和构建一种实施性较强的配电网网架结构，以满足配电网经济、可靠、安全等方面的要求，这对电网的发展在具有重要的现实意义。目前，我国常用的配电网接线方式包括环型接线、放射型接线和混合式接线。其中，放射型接线的结构比较简单、投资较少。因此，采用这种方式有利于新增和发展电荷。但由于用户只具备一个电源，所以，该方式只能用于农村配电线路或城市配电线路的支路。城市中的配电网常使用的接线方式是混合式接线。电网建设的投入资金较少，而人们对电能质量、供电可靠性和电荷的需求量越来越大。为了解决这一实际矛盾，当电荷量增加到一定的程度后，在邻近变电站增加了线路，以转移电荷，这样就逐渐形成了混合式的接线方式。这种接线方式的优势在于能随时满足电荷增加的需要，不需要投入资金改造旧线路，比较容易发展新用户，还可以提高电网的可靠性和电压质量。但其网络结构比较复杂，且这种线路的线损较严重，经济性较低，不容易实现配网的自动化。与混合式接线相比，环型接线的结构比较简单，容易实现自动化，可以采取统一的控制策略控制，且投资较少，经济性较高。因此，环型接线成为了我国电网推荐的接线方式。但建设这种电网结构，要提前整体规划某一地区，建设时需要一步到位。
在配电网建设改造领域，由于配电网网架的改进工作需要先进行系统分析，提供了新的基于配电网网架的分析方法和系统。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种基于配电网网架的分析方法，它能够通过“用户损失率－负荷损失率”曲线来反映配电网网架故障情况下负荷损失率和用户损失率，量化指标，并可在电网结构图中进行线路改造，计算改造后的电网相关指标。标量化了电网的供电能力，通过判定、分析用户损失率和负荷损失率大的“供电区域”，及时将改造矛头指向此“供电区域”，能有效提高供电可靠性和经济性，带来社会效益。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种基于配电网网架的分析方法包括以下步骤：一、系统从PMS(设备(资产)运维精益管理系统)中获取电网模型数据文件，再将模型数据文件导入系统，通过解析读取模型数据文件，得到电网模型数据(电网模型数据包括：电网拓扑结构、电网拓扑结构、配电线路基础参数、配电变压器基础参数和负荷点数据)，在电网模型数据的基础上进行配电网架综合分析结算，最后输出结果。二、模拟配电网网架中所有可能发生故障的点(一个独立的可隔离区域对应一个故障模拟点)，故障发生后评估此段线路对负荷持续供电的能力(也就是系统保证避免引起广泛波及性供电中断的能力)。在分析配电网所有可能发生的故障时，系统模拟了故障的最优处理过程，在模拟故障的各个过程计算出与配电网网架相关的所有指标，指标包括：静态安全度指标，负荷损失率指标，用户损失率指标。三、根据指标绘制“用户损失率－负荷损失率”曲线；四、通过“用户损失率－负荷损失率”曲线来反映配电网网架故障情况下负荷损失率和用户损失率，量化指标，将用户损失率和负荷损失率进行排序，取其交集部分，着色显示并定位于电网拓扑结构中，并可在电网结构图中进行线路改造，计算改造后的电网相关指标。五、通过判定、分析用户损失率和负荷损失率大的“供电区域”，及时将改造矛头指向此“供电区域”，能有效提高供电可靠性和经济性，带来社会效益。
所述的第二步骤中，静态安全度指的是当配电网的某个区域停电时，通过配电网转带负荷，在不考虑是否会引起过流的情况下尽最大可能的恢复由于停电的引起的下端负荷供电，在恢复供电区域供电后，计算网架中线路的负载率，这个值作为当前故障区域下的配电网的静态安全程度；不同的“静态安全程度”所反映的电网强弱不一样，这个值越小说明配电网的供电能力越强。负荷损失率指的是配电网上的某点发生故障时，通过故障隔离将故障隔离到最小区域，并尽可能的恢复非故障区后还是要损失的负荷占当前配电网总负荷的百分比。理论上来讲这个值越平均越好，越平均说明线路上目前所有的开关安装都发挥了最大的作用。用户损失率指的是网架上某点发生故障时，在当前事故下通过网络结构调整(非故障区段在考虑电网不过负荷条件下恢复供电)后损失的用户占配电网总用户数的比例，负荷损失率越小，对供电可靠性的影响越低，也就是供电可靠性越高。
所述的用户损失率代表的是某个停电事故下会引起停电的用户数目占总负荷的比例，这个指标是和“供电可靠性”相关的，停电的用户越少说明可靠性越高，但高的可靠性对电力企业而言并不意味着高经济性。在实际电网改造中，更希望的是用相同的资金尽可能的达到最大的改造效果。通过用户损失率和负荷损失率的分析，将那些用户损失率和负荷损失率都比较大的“网络”进行优先改造。
若系统出现故障，系统在内部进行以下事故假想的分析步骤如下：(1)假设变电站的一条10kV母线由于“停运”(检修或故障)，进行安全分析得出各个安全性指标；(2)假设一条馈线停电，进行安全分析得出各个安全性指标；(3)假设馈线的各个段停电，分析得出各个电网结构指标；在各种假相故障下，分别计算出配电网安全分析相关的所有指标。
按照目前对“静态安全率”的定义，是在假设一个故障的情况下，通过网络负荷转移后网络中负载率最高的那条线路的负载率就是当前网络的静态安全率。
但将静态安全率用于配电网网架结构分析时，需要通过配电网的分析，找到那些需要改造的线路，更准确的说是需要评估所有线路在所有可能状况下最大的静态安全率，然后将所有线路的静态安全率进行排序，按照资金计划进行一定比例线路的改造。所以计算所有线路在所有可能情况下的最大静态安全率比传统的简单静态安全率更有实际意义。
在实际工作中，电力公司需要考虑活动的经济性，在电网改造时，最需要改造的是那些改造紧迫程度高(静态安全率高)而且正常供电的负荷比较大的那些线路。
按照这个规律，可以将计算得到的线路“最大静态安全率”和正常线路的负载电流(代表正常的负荷大小)构成坐标系，可以一目了然的发现那些既不安全、负荷又大的线路(这些线路最容易过载而且一旦停电造成的经济损失越大)。
根据以上投资回收的特点将安全度和线路正常状况下的负荷电流的关系作为9区(也可以是任意的N区)，来反映线路改造的迫切程度和经济性的关系。可根据安全度分析曲线图来进行表示。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：它能够通过“用户损失率－负荷损失率”曲线来反映配电网网架故障情况下负荷损失率和用户损失率，量化指标，并可在电网结构图中进行线路改造，计算改造后的电网相关指标。标量化了电网的供电能力，通过判定、分析用户损失率和负荷损失率大的“供电区域”，及时将改造矛头指向此“供电区域”，能有效提高供电可靠性和经济性，带来社会效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中的安全度分析曲线示意图；
图2为本发明的工作原理流程示意图。
附图标记说明：图1中X坐标表示配电网所有线路在正常状况下的负荷电流，Y坐标表示所有线路在所有可能的停电事故下可能达到的最大负载率，对于实际工作来说，Y坐标和X坐标同时越大的线路越需要改造。
具体实施方式
本具体实施方式采用的技术方案是：一种基于配电网网架的分析方法包括以下步骤：一、系统从PMS(设备(资产)运维精益管理系统)中获取电网模型数据文件，再将模型数据文件导入系统，通过解析读取模型数据文件，得到电网模型数据(电网模型数据包括：电网拓扑结构、电网拓扑结构、配电线路基础参数、配电变压器基础参数和负荷点数据)，在电网模型数据的基础上进行配电网架综合分析结算，最后输出结果。二、模拟配电网网架中所有可能发生故障的点(一个独立的可隔离区域对应一个故障模拟点)，故障发生后评估此段线路对负荷持续供电的能力(也就是系统保证避免引起广泛波及性供电中断的能力)。在分析配电网所有可能发生的故障时，系统模拟了故障的最优处理过程，在模拟故障的各个过程计算出与配电网网架相关的所有指标，指标包括：静态安全度指标，负荷损失率指标，用户损失率指标。三、根据指标绘制“用户损失率－负荷损失率”曲线；四、通过“用户损失率－负荷损失率”曲线来反映配电网网架故障情况下负荷损失率和用户损失率，量化指标，将用户损失率和负荷损失率进行排序，取其交集部分，着色显示并定位于电网拓扑结构中，并可在电网结构图中进行线路改造，计算改造后的电网相关指标。五、通过判定、分析用户损失率和负荷损失率大的“供电区域”，及时将改造矛头指向此“供电区域”，能有效提高供电可靠性和经济性，带来社会效益。
所述的第二步骤中，静态安全度指的是当配电网的某个区域停电时，通过配电网转带负荷，在不考虑是否会引起过流的情况下尽最大可能的恢复由于停电的引起的下端负荷供电，在恢复供电区域供电后，计算网架中线路的负载率，这个值作为当前故障区域下的配电网的静态安全程度；不同的“静态安全程度”所反映的电网强弱不一样，这个值越小说明配电网的供电能力越强。负荷损失率指的是配电网上的某点发生故障时，通过故障隔离将故障隔离到最小区域，并尽可能的恢复非故障区后还是要损失的负荷占当前配电网总负荷的百分比。理论上来讲这个值越平均越好，越平均说明线路上目前所有的开关安装都发挥了最大的作用。用户损失率指的是网架上某点发生故障时，在当前事故下通过网络结构调整(非故障区段在考虑电网不过负荷条件下恢复供电)后损失的用户占配电网总用户数的比例，负荷损失率越小，对供电可靠性的影响越低，也就是供电可靠性越高。
所述的用户损失率代表的是某个停电事故下会引起停电的用户数目占总负荷的比例，这个指标是和“供电可靠性”相关的，停电的用户越少说明可靠性越高，但高的可靠性对电力企业而言并不意味着高经济性。在实际电网改造中，更希望的是用相同的资金尽可能的达到最大的改造效果。通过用户损失率和负荷损失率的分析，将那些用户损失率和负荷损失率都比较大的“网络”进行优先改造。
若系统出现故障，系统在内部进行以下事故假想的分析步骤如下：(1)假设变电站的一条10kV母线由于“停运”(检修或故障)，进行安全分析得出各个安全性指标；(2)假设一条馈线停电，进行安全分析得出各个安全性指标；(3)假设馈线的各个段停电，分析得出各个电网结构指标；在各种假相故障下，分别计算出配电网安全分析相关的所有指标。
按照目前对“静态安全率”的定义，是在假设一个故障的情况下，通过网络负荷转移后网络中负载率最高的那条线路的负载率就是当前网络的静态安全率。
但将静态安全率用于配电网网架结构分析时，需要通过配电网的分析，找到那些需要改造的线路，更准确的说是需要评估所有线路在所有可能状况下最大的静态安全率，然后将所有线路的静态安全率进行排序，按照资金计划进行一定比例线路的改造。所以计算所有线路在所有可能情况下的最大静态安全率比传统的简单静态安全率更有实际意义。
在实际工作中，电力公司需要考虑活动的经济性，在电网改造时，最需要改造的是那些改造紧迫程度高(静态安全率高)而且正常供电的负荷比较大的那些线路。
按照这个规律，可以将计算得到的线路“最大静态安全率”和正常线路的负载电流(代表正常的负荷大小)构成坐标系，可以一目了然的发现那些既不安全、负荷又大的线路(这些线路最容易过载而且一旦停电造成的经济损失越大)。
根据以上投资回收的特点将安全度和线路正常状况下的负荷电流的关系作为9区(也可以是任意的N区)，来反映线路改造的迫切程度和经济性的关系。可根据安全度分析曲线图来进行表示。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：它能够通过“用户损失率－负荷损失率”曲线来反映配电网网架故障情况下负荷损失率和用户损失率，量化指标，并可在电网结构图中进行线路改造，计算改造后的电网相关指标。标量化了电网的供电能力，通过判定、分析用户损失率和负荷损失率大的“供电区域”，及时将改造矛头指向此“供电区域”，能有效提高供电可靠性和经济性，带来社会效益。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种基于配电网网架的分析方法，其特征在于它包括以下步骤：一、系统从PMS(设备(资产)运维精益管理系统)中获取电网模型数据文件，再将模型数据文件导入系统，通过解析读取模型数据文件，得到电网模型数据(电网模型数据包括：电网拓扑结构、电网拓扑结构、配电线路基础参数、配电变压器基础参数和负荷点数据)，在电网模型数据的基础上进行配电网架综合分析结算，最后输出结果；二、模拟配电网网架中所有可能发生故障的点(一个独立的可隔离区域对应一个故障模拟点)，故障发生后评估此段线路对负荷持续供电的能力(也就是系统保证避免引起广泛波及性供电中断的能力)；在分析配电网所有可能发生的故障时，系统模拟了故障的最优处理过程，在模拟故障的各个过程计算出与配电网网架相关的所有指标，指标包括：静态安全度指标，负荷损失率指标，用户损失率指标；三、根据指标绘制“用户损失率－负荷损失率”曲线；四、通过“用户损失率－负荷损失率”曲线来反映配电网网架故障情况下负荷损失率和用户损失率，量化指标，将用户损失率和负荷损失率进行排序，取其交集部分，着色显示并定位于电网拓扑结构中，并可在电网结构图中进行线路改造，计算改造后的电网相关指标；五、通过判定、分析用户损失率和负荷损失率大的“供电区域”，及时将改造矛头指向此“供电区域”，能有效提高供电可靠性和经济性，带来社会效益。
2.根据权利要求1所述的一种基于配电网网架的分析方法，其特征在于：所述的第二步骤中，静态安全度指的是当配电网的某个区域停电时，通过配电网转带负荷，在不考虑是否会引起过流的情况下尽最大可能的恢复由于停电的引起的下端负荷供电，在恢复供电区域供电后，计算网架中线路的负载率，这个值作为当前故障区域下的配电网的静态安全程度；不同的“静态安全程度”所反映的电网强弱不一样，这个值越小说明配电网的供电能力越强；负荷损失率指的是配电网上的某点发生故障时，通过故障隔离将故障隔离到最小区域，并尽可能的恢复非故障区后还是要损失的负荷占当前配电网总负荷的百分比；理论上来讲这个值越平均越好，越平均说明线路上目前所有的开关安装都发挥了最大的作用；用户损失率指的是网架上某点发生故障时，在当前事故下通过网络结构调整(非故障区段在考虑电网不过负荷条件下恢复供电)后损失的用户占配电网总用户数的比例，负荷损失率越小，对供电可靠性的影响越低，也就是供电可靠性越高。
3.根据权利要求1所述的一种基于配电网网架的分析方法，其特征在于：所述的用户损失率代表的是某个停电事故下会引起停电的用户数目占总负荷的比例，这个指标是和“供电可靠性”相关的，停电的用户越少说明可靠性越高，但高的可靠性对电力企业而言并不意味着高经济性；在实际电网改造中，更希望的是用相同的资金尽可能的达到最大的改造效果；通过用户损失率和负荷损失率的分析，将那些用户损失率和负荷损失率都比较大的“网络”进行优先改造。
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