CN109842109B - 一种低电压台区低电压分析算法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低电压台区低电压分析算法，其过程为按照配电台区和10kV线路的顺序分别建模分析；数据准备：获取配变监测终端的监测数据，包括三相电压、三相电流；末端监测点监测电压；变压器运行档位；包括以下步骤：根据台区首端三相电压、三相电流、配变档位，计算出10kV侧电压电压U0、首端电压偏差U1、末端电压偏差U2与线路电压损耗ΔU12，进行相关的配变分析过程和线路分析过程，通过分析过程输出低电压的原因并且同时输出治理的措施。本发明根据台区首端电压、末端电压以及电压损耗，经过算法计算发现台区中存在低电压现象的位置，为以后结合实际低电压现象解决措施，生成一套经济性最好的智能治理措施，提供了有效的帮助。

Description

一种低电压台区低电压分析算法

技术领域

本发明涉及一种低电压台区低电压分析算法。

背景技术

作为电能质量的一项重要指标，电压质量可以直接反映出供电部门向用户提供的电能是否合格，其优劣直接会对用户（尤其是医疗设备、自动化装置、通讯设备及计算机等敏感用户）产生巨大影响，如果不采取合适的缓解措施，电压干扰将影响这些设备的正常工作甚至是造成设备的损毁。

国内供电公司均在配电网电压质量管理上进行了大量的工作，但由于配网尤其是用户侧数据量的实际情况十分复杂，这些项目目前均未涉及到低压台区改造，仍集中精力于中压配电网和部分线路的无功补偿等方面，在电压数据的高级应用分析、无功设备运行管理、无功电压智能分析和辅助决策等方面涉及相对较少。而低电压台区是10kV电网、配电变压器、低压配电网和负荷共同的结果。目前供电企业在发现低电压问题时，通常简单地将原因归为变压器过载、线径过细、供电半径过大三个原因，并无明确定量的分析工具和方法。

发明内容

1、所要解决的技术问题：

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种低电压台区低电压分析算法，根据10kV侧电压电压、首端电压偏差、末端电压偏差以及线路电压损耗，经过算法计算发现台区中存在低电压现象的位置，并结合实际低电压现象解决措施，生成一套治理措施，为现场工作人员对台区分析和立项，提供了有效的帮助。

2、技术方案：

一种低电压台区低电压分析算法，其特征在于：其过程为按照配电台区和10kV线路的顺序分别建模分析； 数据准备：获取配变监测终端的监测数据，包括三相电压、三相电流；末端监测点监测电压；变压器运行档位；包括以下步骤：

步骤1：根据台区首端三相电压、三相电流、配变档位，计算出10kV侧电压电压U0、首端电压偏差U1、末端电压偏差U2与线路电压损耗ΔU12。

步骤2：如果10kV侧电压U0不低于9.3kV， 并且此时线路电压损耗ΔU12不小于10%，进一步配变分析流程：所述配变分析过程包括以下过程。

步骤2-1：如果均衡配变三相负荷，此时的末端电压高于0.9kv，则输出“配变三相负荷不平衡”是造成低电压的原因，治理措施为调整台区三相负荷。

步骤2-2：如果提高配变档位，此时的末端电压高于0.9kv，则输出“配变档位不当”是造成低电压的原因，治理措施为调整配变档位。

步骤2-3：如果均衡配变三相负荷并提高配变档位，此时的末端电压才高于0.9，则“配电档位不当且三相负荷不平衡”是造成低电压的原因，治理措施为调整配变档位且调整台区三相负荷。

步骤3：如果10kV侧电压U0不低于9.3kV，并且此时线路电压损耗小于10%：此时首端偏差小于0，则依次进一步以下的配变分析过程和线路分析过程。

所述配变分析过程包括：

i）提高配变档位，若此时首端偏差不小于0，则输出“配变档位不当”。

ii）均衡配变三相负荷，若此时首端偏差不小于0，则输出“配变三相负荷不平衡”。

iii）提高配变档位且均衡配变三相负荷，若此时首端偏差不小于0，则输出“配变档位不当且三相负荷不平衡”。

所述线路分析过程包括：iv）均衡低压线路三相负荷，若此时线路电压损耗小于0.1，则输出“三相负荷不平衡。

v） 如果上述iv）的条件不满足，则将95mm2以下导线截面提高3个等级，此时如果线路电压损耗高于小于0.1，则输出“低压线路截面小”。

vi）如果上述v）的条件不满足，则将120mm2以上导线割接负荷，此时如果线路电压损耗高于小于0.1，则输出“低压线路负载重”。

vii）如果上述vi）的条件不满足，则将所在台区拆分为2个台区，此时如果线路电压损耗高于小于0.1，则输出“供电半径长”。

将上述的配变分析过程和线路分析过程的结果合并，并输出结果；

步骤4：如果10kV侧电压U0不低于9.3kV，并且此时线路电压损耗小于10%；若首端偏差不小于0，则进一步以下的线路分析过程:。

步骤4-1：均衡低压线路三相负荷，如果末端电压高于0.9，则输出“三相负荷不平衡。

步骤4-2：将95mm2以下导线截面主干线提高3个等级，如果末端电压高于0.9，则输出“低压线路截面小”。

步骤4-3：将120mm2以上导线割接负荷，如果末端电压高于0.9，则输出“低压线路负载重”。

步骤4-4：:若上述方式无法使末端电压高于0.9，则拆分为2个台区，若此时末端电压高于0.9，则输出“供电半径长”。

步骤5.所述步骤2中如果10kV侧电压小于9.3kV，则将10kV侧电压调至9.3kV，进一步以下的过程：

步骤5-1：如果线路电压损耗小于10%，末端电压高于0.9，则输出“10kV侧电压偏低”是造成低电压的主要原因；

步骤5-2：如果线路电压损耗小于10%，末端电压不高于0.9，执行如步骤2所述的配变分析过程；合并“10kV侧电压偏低”和配变分析过程的分析结果，输出是造成低电压的主要原因。

步骤5-3：如果线路电压损耗大于10%，此时首端偏差小于0：执行步骤3中所述的配变分析过程和线路分析过程，并合并分析过程的输出结果；若此时首端偏差大于0：执行如步骤4的线路分析过程，输出分析的结果。

进一步地，所述10kv线路分析算法包括以下步骤：

步骤A：判断线路无功对地电压的影响：

步骤A-1：首先根据最大负荷时有功功率、无功功率计算出10kV出线的功率因数，如果功率因数小于0.9，则根据无功精确二次矩算法给出相应的线路无功补偿作为治理措施；

步骤A-2：如果功率因数大于0.9，判断10kV线路各节点电压是否全部高于9.3kV，如果存在低电压节点，则根据线路实际情况增加电容器后继续判断电压，如果全部节点电压合格，则得出无功补偿治理方案；

步骤A-3：如果在增加无功电容器后仍然存在有节点电压低于9.3kV，得出线路低电压不是受无功影响，进行下一个10kV线路分析子流程。

步骤B：线路负荷对电压影响判断：

步骤B-1：根据《各级电压电力网的经济输送功率》中10kV输电线路经济运输的功率和线路中的最大负荷进行比较，如果负荷过大引起节点电压低于9.3kV，判定低电压由负荷引起，并给出并行供电或负荷改切治理措施；

步骤B-2：如果负荷在经济输送容量范围之内，电压不是由负荷过大引起，则进入下步骤C。

步骤C：供电半径对电压影响判断：

步骤C-1：线路仿真中增加线路的最大负荷、平均负荷、最小负荷进行均摊计算或精细计算，判定线路各节点电压是否低于9.3kV，供电半径是否满足导则规定的4-15公里，如果不满足的判定低电压由供电半径过长引起，给出增加线路调压器或新建电源点是解决方法；

步骤C-2：如果存在节点电压低于9.3kV，供电半径满足导则规定的4-15公里，进入下一个线路分析子流程。

步骤D：线路导线对电压影响判断：

通过仿真线路节点存在电压低于9.3kV，遍历每一段导线，判断其首末段的负荷是否超过了其截面积对应的最大经济运行负荷；

步骤D-1：如果超出了最大经济运行负荷，则需更换导线，通常将主干线截面积换为185mm²，支线截面积换为120mm²；

步骤D-2：更换导线后重新计算，查看各节点电压是否都在9.3kV以上，如果各节点电压在9.3kV以上，则低电压是由于导线线径过小引起的压降大造成，治理措施是更换导线；

步骤D-3：若仍然后低于9.3kV的节点，则采用将上面子流程进行组合治理的方案，直到电压合格。

3、有益效果：

本发明根据台区首端电压、末端电压以及电压损耗，经过算法计算发现台区中存在低电压现象的位置，为以后结合实际低电压现象解决措施，生成一套经济性最好的智能治理措施，提供了有效的帮助。

附图说明

图1为本算法的主流程图；

图2为本算法中的配变分析过程；

图3为本算法中的线路分析过程。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行说明。

由附图可以看出本发明通过对台区的测电压，首末端电压以及电压损耗提出一种低电压台区低电压治理方法，包括原始数据采集、确定具有低电压现象的低电压台区、判断低电压成因分析。

如附图1为本发明的主流程图，包括以下的过程：步骤1：根据台区首端三相电压、三相电流、配变档位，计算出10kV侧电压电压U0、首端电压偏差U1、末端电压偏差U2与线路电压损耗ΔU12。

步骤2：如果10kV侧电压U0不低于9.3kV， 并且此时线路电压损耗ΔU12不小于10%，进一步如附图2所示的配变分析流程：所述配变分析过程包括以下过程。

步骤2-1：如果均衡配变三相负荷，此时的末端电压高于0.9kv，则输出“配变三相负荷不平衡”是造成低电压的原因，治理措施为调整台区三相负荷。

步骤2-2：如果提高配变档位，此时的末端电压高于0.9kv，则输出“配变档位不当”是造成低电压的原因，治理措施为调整配变档位。

步骤2-3：如果均衡配变三相负荷并提高配变档位，此时的末端电压才高于0.9，则“配电档位不当且三相负荷不平衡”是造成低电压的原因，治理措施为调整配变档位且调整台区三相负荷。

步骤3：如果10kV侧电压U0不低于9.3kV，并且此时线路电压损耗小于10%：此时首端偏差小于0，则依次进一步以下的如附图2所示的配变分析过程和附图3所示的线路分析过程。

如附图2的配变分析过程包括：

i）提高配变档位，若此时首端偏差不小于0，则输出“配变档位不当”。

ii）均衡配变三相负荷，若此时首端偏差不小于0，则输出“配变三相负荷不平衡”。

iii）提高配变档位且均衡配变三相负荷，若此时首端偏差不小于0，则输出“配变档位不当且三相负荷不平衡”。

所述线路分析过程包括：

iv）均衡低压线路三相负荷，若此时线路电压损耗小于0.1，则输出“三相负荷不平衡。

v） 如果上述iv）的条件不满足，则将95mm2以下导线截面提高3个等级，此时如果线路电压损耗高于小于0.1，则输出“低压线路截面小”。

vi）如果上述v）的条件不满足，则将120mm2以上导线割接负荷，此时如果线路电压损耗高于小于0.1，则输出“低压线路负载重”。

vii）如果上述vi）的条件不满足，则将所在台区拆分为2个台区，此时如果线路电压损耗高于小于0.1，则输出“供电半径长”。

将上述的配变分析过程和线路分析过程的结果合并，并输出结果；

步骤4：如果10kV侧电压U0不低于9.3kV，并且此时线路电压损耗小于10%；若首端偏差不小于0，则进一步以下的如附图3所示的线路分析过程:。

步骤4-1：均衡低压线路三相负荷，如果末端电压高于0.9，则输出“三相负荷不平衡。

步骤4-2：将95mm2以下导线截面主干线提高3个等级，如果末端电压高于0.9，则输出“低压线路截面小”。

步骤4-3：将120mm2以上导线割接负荷，如果末端电压高于0.9，则输出“低压线路负载重”。

步骤4-4：:若上述方式无法使末端电压高于0.9，则拆分为2个台区，若此时末端电压高于0.9，则输出“供电半径长”。

步骤5.所述步骤2中如果10kV侧电压小于9.3kV，则将10kV侧电压调至9.3kV，进一步以下的过程：

步骤5-1：如果线路电压损耗小于10%，末端电压高于0.9，则输出“10kV侧电压偏低”是造成低电压的主要原因；

步骤5-2：如果线路电压损耗小于10%，末端电压不高于0.9，执行如步骤2所述的配变分析过程；合并“10kV侧电压偏低”和配变分析过程的分析结果，输出是造成低电压的主要原因。

步骤5-3：如果线路电压损耗大于10%，此时首端偏差小于0：执行步骤3中所述的配变分析过程和线路分析过程，并合并分析过程的输出结果；若此时首端偏差大于0：执行如步骤4的线路分析过程，输出分析的结果。

进一步地，所述10kv线路分析算法包括以下步骤：

步骤A：判断线路无功对地电压的影响：

步骤A-1：首先根据最大负荷时有功功率、无功功率计算出10kV出线的功率因数，如果功率因数小于0.9，则根据无功精确二次矩算法给出相应的线路无功补偿作为治理措施；

步骤A-2：如果功率因数大于0.9，判断10kV线路各节点电压是否全部高于9.3kV，如果存在低电压节点，则根据线路实际情况增加电容器后继续判断电压，如果全部节点电压合格，则得出无功补偿治理方案；

步骤A-3：如果在增加无功电容器后仍然存在有节点电压低于9.3kV，得出线路低电压不是受无功影响，进行下一个10kV线路分析子流程。

步骤B：线路负荷对电压影响判断：根据《各级电压电力网的经济输送功率》中10kV输电线路经济运输的功率和线路中的最大负荷进行比较，如果负荷过大引起节点电压低于9.3kV，判定低电压由负荷引起，并给出并行供电或负荷改切治理措施。如果负荷在经济输送容量范围之内，电压不是由负荷过大引起，则进入下步骤。

步骤C：供电半径对电压影响判断：线路仿真中增加线路的最大负荷、平均负荷、最小负荷进行均摊计算或精细计算，判定线路各节点电压是否低于9.3kV，供电半径是否满足导则规定的4-15公里，如果不满足的判定低电压由供电半径过长引起，给出增加线路调压器或新建电源点是解决方法；如果存在节点电压低于9.3kV，供电半径满足导则规定的4-15公里，进入下一个线路分析子流程。

步骤D：线路导线对电压影响判断：通过仿真线路节点存在电压低于9.3kV，遍历每一段导线，判断其首末段的负荷是否超过了其截面积对应的最大经济运行负荷；如果超出了最大经济运行负荷，则需更换导线，通常将主干线截面积换为185mm²，支线截面积换为120mm²；更换导线后重新计算，查看各节点电压是否都在9.3kV以上，如果各节点电压在9.3kV以上，则低电压是由于导线线径过小引起的压降大造成，治理措施是更换导线；若仍然后低于9.3kV的节点，则采用将上面子流程进行组合治理的方案，直到电压合格。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (2)

1.一种低电压台区低电压分析算法，其特征在于：

其过程为按照配电台区和10kV线路的顺序分别建模分析；

数据准备：获取配变监测终端的监测数据，包括三相电压、三相电流；末端监测点监测电压；变压器运行档位；包括以下步骤：

步骤1：根据台区首端三相电压、三相电流、配变档位，计算出10kV侧电压U0、首端电压偏差U1、末端电压偏差U2与线路电压损耗ΔU12；

步骤2：如果10kV侧电压U0不低于9.3kV， 并且此时线路电压损耗ΔU12不小于10%，进一步配变分析流程：所述配变分析过程包括以下过程：

步骤2-1：如果均衡配变三相负荷，此时的末端电压高于0.9kv，则输出“配变三相负荷不平衡”是造成低电压的原因，治理措施为调整台区三相负荷；

步骤2-2：如果提高配变档位，此时的末端电压高于0.9kv，则输出“配变档位不当”是造成低电压的原因，治理措施为调整配变档位；

步骤2-3：如果均衡配变三相负荷并提高配变档位，此时的末端电压才高于0.9kV，则“配电档位不当且三相负荷不平衡”是造成低电压的原因，治理措施为调整配变档位且调整台区三相负荷；

步骤3：如果10kV侧电压U0不低于9.3kV，并且此时线路电压损耗小于10%：此时首端电压偏差小于0，则依次进一步以下的配变分析过程和线路分析过程：

所述配变分析过程包括：

i）提高配变档位，若此时首端电压偏差不小于0，则输出“配变档位不当”；

ii）均衡配变三相负荷，若此时首端电压偏差不小于0，则输出“配变三相负荷不平衡”；

iii）提高配变档位且均衡配变三相负荷，若此时首端电压偏差不小于0，则输出“配变档位不当且三相负荷不平衡”；

所述线路分析过程包括：

iv）均衡低压线路三相负荷，若此时线路电压损耗小于0.1，则输出“三相负荷不平衡”；

v） 如果上述iv）的条件不满足，则将95mm²以下导线截面提高3个等级，此时如果线路电压损耗不小于0.1，则输出“低压线路截面小”；

vi）如果上述v）的条件不满足，则将120mm²以上导线割接负荷，此时如果线路电压损耗不小于0.1，则输出“低压线路负载重”；

vii）如果上述vi）的条件不满足，则将所在台区拆分为2个台区，此时如果线路电压损耗小于0.1，则输出“供电半径长”；

将上述的配变分析过程和线路分析过程的结果合并，并输出结果；

步骤4：如果10kV侧电压U0不低于9.3kV，并且此时线路电压损耗小于10%；若首端电压偏差不小于0，则进一步以下的线路分析过程：

步骤4-1：均衡低压线路三相负荷，如果末端电压高于0.9kV，则输出“三相负荷不平衡”；

步骤4-2：将95mm²以下导线截面主干线提高3个等级，如果末端电压高于0.9kV，则输出“低压线路截面小”；

步骤4-3：将120mm²以上导线割接负荷，如果末端电压高于0.9kV，则输出“低压线路负载重”；

步骤4-4：:若上述方式无法使末端电压高于0.9kV，则拆分为2个台区，若此时末端电压高于0.9kV，则输出“供电半径长”；

步骤5.所述步骤2中如果10kV侧电压小于9.3kV，则将10kV侧电压调至9.3kV，进一步以下的过程：

步骤5-1：如果线路电压损耗小于10%，末端电压高于0.9kV，则输出“10kV侧电压偏低”是造成低电压的主要原因；

步骤5-2：如果线路电压损耗小于10%，末端电压不高于0.9kV，执行如步骤2所述的配变分析过程；合并“10kV侧电压偏低”和配变分析过程的分析结果，输出造成低电压的主要原因；

步骤5-3：如果线路电压损耗大于10%，此时首端电压偏差小于0：执行步骤3中所述的配变分析过程和线路分析过程，并合并分析过程的输出结果；若此时首端电压偏差大于0：执行如步骤4的线路分析过程，输出分析的结果。

2.根据权利要求1所述的一种低电压台区低电压分析算法，其特征是：所述10kv线路分析算法包括以下步骤：

步骤A：判断线路无功对低电压的影响

步骤A-1：首先根据最大负荷时有功功率、无功功率计算出10kV出线的功率因数，如果功率因数小于0.9，则根据无功精确二次矩算法给出相应的线路无功补偿作为治理措施；

步骤A-2：如果功率因数大于0.9，判断10kV线路各节点电压是否全部高于9.3kV，如果存在低电压节点，则根据线路实际情况增加电容器后继续判断电压，如果全部节点电压合格，则得出无功补偿治理方案；

步骤A-3：如果在增加无功电容器后仍然存在有节点电压低于9.3kV，得出线路低电压不是受无功影响，进行下一个10kV线路分析子流程；

步骤B：线路负荷对电压影响判断：

步骤B-1：将 10kV输电线路经济运输的功率和线路中的最大负荷进行比较，如果负荷过大引起节点电压低于9.3kV，判定低电压由负荷引起，并给出并行供电或负荷改切治理措施；

步骤B-2：如果负荷在经济输送容量范围之内，电压不是由负荷过大引起，则进入下步骤C；

步骤C：供电半径对电压影响判断：

步骤C-1：线路仿真中增加线路的最大负荷、平均负荷、最小负荷进行均摊计算或精细计算，判定线路各节点电压是否低于9.3kV，供电半径是否满足导则规定的4-15公里，如果不满足的判定低电压由供电半径过长引起，给出增加线路调压器或新建电源点的解决方法；

步骤C-2：如果存在节点电压低于9.3kV，供电半径满足导则规定的4-15公里，进入下一个线路分析子流程；

步骤D：线路导线对电压影响判断：

通过仿真线路节点存在电压低于9.3kV，遍历每一段导线，判断其首末段的负荷是否超过了其截面积对应的最大经济运行负荷；

步骤D-1：如果超出了最大经济运行负荷，则需更换导线，将主干线截面积换为185mm²，支线截面积换为120mm²；

步骤D-2：更换导线后重新计算，查看各节点电压是否都在9.3kV以上，如果各节点电压在9.3kV以上，则低电压是由于导线线径过小引起的压降大造成，治理措施是更换导线；

步骤D-3：若仍然后低于9.3kV的节点，则采用将上面子流程进行组合治理的方案，直到电压合格。

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