CN109978318B - 基于配网负荷预测的低压台区低电压风险评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及配网优化的技术领域，更具体地，涉及一种基于配网负荷预测的低压台区低电压风险评估方法，包括：获取各台区的月度最大负荷和前一月度增长率，预测本月度各台区的月度最大负荷；获取月度新装容量，按以往新装容量同时率估算报装容量引起的负荷增长量；叠加预测低压台区实际月度最大负荷；以实际月度最大负荷作为线路末端负荷，计算电压降落幅度，初步评估紧急风险的低压台区；针对新增10kW报装容量所引起的压降比例，评估出重大和一般风险的低压台区。本发明既考虑了首末端电压状态，又将报装容量的影响纳入负荷预测与低电压风险评估的工作中，其评估过程简单，实现方便，工程实用性较好且能定期、全面跟踪低电压风险状态。

Description

基于配网负荷预测的低压台区低电压风险评估方法
技术领域
本发明涉及配网优化的技术领域，更具体地，涉及一种基于配网负荷预测的低压台区低电压风险评估方法。
背景技术
当低压台区某一片区的电压水平降低时，远程召测该台区配电变压器的负载率和低压出线电压数据能够快速有效地反映出低压台区的首端电压状态，为故障区域内低电压问题的发现和整治提供参考方向。然而，由于传统的低压台区状态查询依赖于远程召测的实时数据，且尚未考虑台区首端电压状态确认工作。因此，传统的低压台区电压状态查询无法覆盖到台区末端片区，且其对召测数据的依赖性决定了正确有效的查询结果对数据完整性和准确性有较高的要求，受多方因素制约的状态查询局限性大、可靠性低，可能会存在低压台区运维抢修工作的开展。
目前，电网相关的风险评估方法日益趋于成熟和完善，使得风险评估环节能够对低压配电网的真是运行状态实现定期预测和动态更新，为低压配网运维策略的制定提供可靠、科学的参考方向。然而，目前所采用的风险评估方法在低压配网运维方面的应用，仍停留在简单判断配电变压器负载状态层面，尚未形成工程实用性好且能够定期、全面跟踪低电压风险状态的评估方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于配网负荷预测的低压台区低电压风险评估方法，对低压台区低电压风险定期进行动态管控，提高低压配电网的运维整治效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种基于配网负荷预测的低压台区低电压风险评估方法，包括以下步骤：
S10.基于低压台区月度负荷历史数据，结合历史月度负荷曲线，获取本月度各低压台区的预测月度最大负荷；
S20.基于低压台区月度新装容量历史数据，结合历史月度的新装容量同时率估算新装容量引起的负荷增长率；
S30.结合步骤S10中各低压台区的预测月度最大负荷以及步骤S20中的新装容量引起的负荷增长率，计算获取本月度各低压台区的实际月度最大负荷；
S40.获取低压台区的线路参数，以实际月度最大负荷作为线路末端负荷，计算电压降落幅度；
S50.基于步骤S40中的电压降落幅度，结合设定的供电电压的允许偏差，评估超出电压允许偏差的低压台区为紧急低电压风险的低压台区；
S60.基于微增原理计算新装容量所引起的压降比，结合设定的重大风险和一般风险的门槛值，评估分析得到重大风险和一般风险的低压台区。
本发明的基于配网负荷预测的低压台区低电压风险评估方法，考虑负荷增长率和月度新增容量的动态影响，较全面地对低压台区的负荷增长情况进行评估，系统全面地动态跟踪低压台区的低电压风险状态，可用于低压配电网低压台区风险管控机制和日常运维策略的滚动修编，并可以就新增容量、线径、线长对低压台区低电压风险的影响程度进行分析。本发明评估过程简单，实现方便，工程实用性较好且能定期、全面跟踪低电压风险状态。
优选地，步骤S10包括：
S11.统计各低压区的m月负荷曲线，获取各低压台区m月月度最大负荷Pm-max，其中m∈[1,12]；
S12.统计今年m月的负荷增长率km和往年m、n月的负荷增长率k'm、k'n，预测n月的负荷增长率
Figure BDA0001916083690000021
其中
Figure BDA0001916083690000022
S13.根据步骤S11中m月月度最大负荷Pm-max以及步骤S12中预测n月的负荷增长率kn获取n月各低压台区的预测月度最大负荷表示为Pm-max(1+kn)。
本发明充分考虑了往年同期负荷增长率和月度报装容量对配网负荷预测的影响，能够较全面地对低压台区的负荷增长情况进行评估。另外，将往年负荷增长率纳入负荷预测过程中，可用于研究如相似原理等数学方法下往年负荷增长率的影响程度及作用。
优选地，步骤S20中，统计m月各低压台区的报装容量Pm-报装，则以新装容量同时率ε估算m月报装容量引起的n月负荷增长量ΔPn-新装＝Pm-报装×ε。将月度报装容量纳入负荷预测过程中，可以及时地动态滚动更新各个低压台区的负荷水平，也可以模拟分析各个低压台区在不同发展政策和方针下，单位微增的负荷容量对低电压风险的影响程度。
优选地，步骤S30中，n月各低压台区的实际月度最大负荷Pn-max＝Pm-max×(1+kn)+ΔPn-新装。
优选地，步骤S40包括：
S41.统计m月的功率因数
Figure BDA0001916083690000031
计算台区n月实际月度最大负荷下的最大无功消耗
Figure BDA0001916083690000032
S42.以低压台区的实际月度最大负荷Pn-max、无功消耗Qn-max作为线路出线功率，获取低压线路单位长度电阻率ρ、阻抗比x/r、末端长度l末端，并计算低压台区线路阻抗Z＝R+jX＝ρ×l末端+j(ρ×l末端×x/r)；
S43.对低压台区出线取额定电压UN-出线，计算低压台区末端的电压降落幅度ΔU出线+jδU出线，其中
Figure BDA0001916083690000033
本发明以台区的最大有功负荷、无功消耗作为线路出线功率，对所有台区出线取统一的额定电压计算台区末端的电压降落，实现台区压降比横向比较的标准化。
优选地，步骤S50中包括：
S51.计算n月各低压台区末端电压
Figure BDA0001916083690000034
S52.设定220V两相供电电压的允许偏差为μ∈[+7％,-10％]；
S53.计算n月各低压台区末端电压的偏差(ΔU出线+jδU出线)/U末端，并判定其是否超出设定的允许偏差，若是，则评估为紧急风险低电压区。
根据单位微增的负荷容量所引起的电压降落幅度，可以评估出各个低压台区的月度低电压风险状态，有助于低电压隐患的排查和整治工作。
优选地，步骤S60中包括：
S61.假设每个低压台区新增10kW的报装容量，按S51的方法计算每个低压台区末端电压U末端-新增10kW；
S62.基于微增原理计算新装容量所引起的压降比ΔU％新增10kW＝(U末端-U末端-新增10kW)/UN-出线；
S63.根据各低压台区的实际状态，设定ΔU％新增10kW的重大风险和一般风险的门槛值，判定低于所述门槛值的为正常低压台区。
本发明通过假设每个低压台区均新增10kW的报装容量，可获取微增容量所引起的压降比，再根据台区实际状态，设定重大和一般低电压风险的门槛值，低于门槛值的为正常台区。从而，将低压台区的报装裕度纳入低电压风险的评估工作中，实现系统全面地动态跟踪低压台区的低电压风险状态。其中，门槛值的设定应由本领域运维人员根据实际运行状态和运维经验自行设定，具体可以是现有相同技术领域中电网低电压风险评估相关标准中设定的标准值，也可以是本领域运维人员综合考虑安全、经济等因素人为设定的目标值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的基于配网负荷预测的低压台区低电压风险评估方法，既考虑了首末端电压状态，又将报装容量的影响纳入负荷预测与低电压风险评估的工作中，其评估过程简单，实现方便，工程实用性较好且能定期、全面跟踪低电压风险状态；
(2)本发明在配网运维策略的制定过程中，根据本发明低电压风险评估结果，可以获取紧急、重大、一般和正常风险的低压台区，可以按轻重缓急规划各低压台区的差异化运维策略，有助于配网运维质量和效率的提高。
附图说明
图1为基于配网负荷预测的低压台区低电压风险评估方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例
如图1所示为本发明的基于配网负荷预测的低压台区低电压风险评估方法的实施例，包括以下步骤：
S10.基于低压台区月度负荷历史数据，结合历史月度负荷曲线，获取本月度各低压台区的预测月度最大负荷；
S20.基于低压台区月度新装容量历史数据，结合历史月度的新装容量同时率估算新装容量引起的负荷增长率；
S30.结合步骤S10中各低压台区的预测月度最大负荷以及步骤S20中的新装容量引起的负荷增长率，计算获取本月度各低压台区的实际月度最大负荷；
S40.获取低压台区的线路参数，以实际月度最大负荷作为线路末端负荷，计算电压降落幅度；
S50.基于步骤S40中的电压降落幅度，结合设定的供电电压的允许偏差，评估超出电压允许偏差的低压台区为紧急低电压风险的低压台区；
S60.基于微增原理计算新装容量所引起的压降比，结合设定的重大风险和一般风险的门槛值，评估分析得到重大风险和一般风险的低压台区。
本实施例在实施时，考虑负荷增长率和月度新增容量的动态影响，较全面地对低压台区的负荷增长情况进行评估，系统全面地动态跟踪低压台区的低电压风险状态，可用于低压配电网低压台区风险管控机制和日常运维策略的滚动修编，并可以就新增容量、线径、线长对低压台区低电压风险的影响程度进行分析。
步骤S10充分考虑了往年同期负荷增长率和月度报装容量对配网负荷预测的影响，能够较全面地对低压台区的负荷增长情况进行评估：
S11.统计各低压区的m月负荷曲线，获取各低压台区m月月度最大负荷Pm-max，其中m∈[1,12]；
S12.统计今年m月的负荷增长率km和往年m、n月的负荷增长率k'm、k'n，预测n月的负荷增长率
Figure BDA0001916083690000051
其中
Figure BDA0001916083690000052
S13.根据步骤S11中m月月度最大负荷Pm-max以及步骤S12中预测n月的负荷增长率kn获取n月各低压台区的预测月度最大负荷表示为Pm-max(1+kn)。
步骤S20中，将月度报装容量纳入负荷预测过程中，可以及时地动态滚动更新各个低压台区的负荷水平，也可以模拟分析各个低压台区在不同发展政策和方针下，单位微增的负荷容量对低电压风险的影响程度：统计m月各低压台区的报装容量Pm-报装，则以新装容量同时率ε估算m月报装容量引起的n月负荷增长量ΔPn-新装＝Pm-报装×ε。
步骤S30中，n月各低压台区的实际月度最大负荷Pn-max＝Pm-max×(1+kn)+ΔPn-新装。
步骤S40中，以台区的最大有功负荷、无功消耗作为线路出线功率，对所有台区出线取统一的额定电压计算台区末端的电压降落，实现台区压降比横向比较的标准化，具体地，S40包括：
S41.统计m月的功率因数
Figure BDA0001916083690000053
计算台区n月实际月度最大负荷下的最大无功消耗
Figure BDA0001916083690000054
S42.以低压台区的实际月度最大负荷Pn-max、无功消耗Qn-max作为线路出线功率，获取低压线路单位长度电阻率ρ、阻抗比x/r、末端长度l末端，并计算低压台区线路阻抗Z＝R+jX＝ρ×l末端+j(ρ×l末端×x/r)；
S43.对低压台区出线取额定电压UN-出线，计算低压台区末端的电压降落幅度ΔU出线+jδU出线，其中
Figure BDA0001916083690000061
步骤S50中，根据单位微增的负荷容量所引起的电压降落幅度，可以评估出各个低压台区的月度低电压风险状态，有助于低电压隐患的排查和整治工作，步骤S50包括：
S51.计算n月各低压台区末端电压
Figure BDA0001916083690000062
S52.设定220V两相供电电压的允许偏差为μ∈[+7％,-10％]；
S53.计算n月各低压台区末端电压的偏差(ΔU出线+jδU出线)/U末端，并判定其是否超出设定的允许偏差，若是，则评估为紧急风险低电压区。
步骤S60中，将低压台区的报装裕度纳入低电压风险的评估工作中，实现系统全面地动态跟踪低压台区的低电压风险状态，具体地，步骤S60包括：
S61.假设每个低压台区新增10kW的报装容量，按S51的方法计算每个低压台区末端电压U末端-新增10kW；
S62.基于微增原理计算新装容量所引起的压降比ΔU％新增10kW＝(U末端-U末端-新增10kW)/UN-出线；
S63.根据各低压台区的实际状态，设定ΔU％新增10kW的重大风险和一般风险的门槛值，判定低于所述门槛值的为正常低压台区。
其中，门槛值的设定应由本领域运维人员根据实际运行状态和运维经验自行设定，具体可以是现有相同技术领域中电网低电压风险评估相关标准中设定的标准值，也可以是本领域运维人员综合考虑安全、经济等因素人为设定的目标值。
经过上述步骤，在配网运维策略的制定过程中，根据上述低电压风险评估结果，可以获取紧急、重大、一般和正常低电压风险的台区，可以按轻重缓急规划各低压台区的差异化运维策略，有助于配网运维质量和效率的提高。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于配网负荷预测的低压台区低电压风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10.基于低压台区月度负荷历史数据，结合历史月度负荷曲线，获取本月度各低压台区的预测月度最大负荷；
S20.基于低压台区月度新装容量历史数据，结合历史月度的新装容量同时率估算新装容量引起的负荷增长率；
S30.结合步骤S10中各低压台区的预测月度最大负荷以及步骤S20中的新装容量引起的负荷增长率，计算获取本月度各低压台区的实际月度最大负荷；
S40.获取低压台区的线路参数，以实际月度最大负荷作为线路末端负荷，计算电压降落幅度；
S50.基于步骤S40中的电压降落幅度，结合设定的供电电压的允许偏差，评估超出电压允许偏差的低压台区为紧急低电压风险的低压台区；
S60.基于微增原理计算新装容量所引起的压降比，结合设定的重大风险和一般风险的门槛值，评估分析得到重大风险和一般风险的低压台区；
其中，步骤S10包括：
S11.统计各低压区的m月负荷曲线，获取各低压台区m月月度最大负荷Pm-max，其中m∈[1,12]；
S12.统计今年m月的负荷增长率km和往年m、n月的负荷增长率k'm、k'n，预测n月的负荷增长率
Figure FDA0002765041540000011
其中
Figure FDA0002765041540000012
S13.根据步骤S11中m月月度最大负荷Pm-max以及步骤S12中预测n月的负荷增长率kn获取n月各低压台区的预测月度最大负荷表示为Pm-max×(1+kn)；
步骤S20中，统计m月各低压台区的报装容量Pm-报装，则以新装容量同时率ε估算m月报装容量引起的n月负荷增长量ΔPn-新装＝Pm-报装×ε；
步骤S30中，n月各低压台区的实际月度最大负荷Pn-max＝Pm-max×(1+kn)+ΔPn-新装；
步骤S40包括：
S41.统计m月的功率因数
Figure FDA0002765041540000013
估算n月的功率因数
Figure FDA0002765041540000014
计算台区n月实际月度最大负荷下的最大无功消耗
Figure FDA0002765041540000015
S42.以低压台区的实际月度最大负荷Pn-max、无功消耗Qn-max作为线路出线功率，获取低压线路单位长度电阻率ρ、阻抗比x/r、末端长度l末端，并计算低压台区线路阻抗Z＝R+jX＝ρ×l末端+j(ρ×l末端×x/r)；
S43.对低压台区出线取额定电压UN-出线，计算低压台区末端的电压降落幅度ΔU出线+jδU出线，其中
Figure FDA0002765041540000021
步骤S50中包括：
S51.计算n月各低压台区末端电压
Figure FDA0002765041540000022
S52.设定220V两相供电电压的允许偏差为μ∈[-10％,+7％]；
S53.计算n月各低压台区末端电压的偏差(ΔU出线+jδU出线)/U末端，并判定其是否超出设定的允许偏差，若是，则评估为紧急风险低电压区；
步骤S60中包括：
S61.假设每个低压台区新增10kW的报装容量，按S51的方法计算每个低压台区末端电压U末端-新增10kW；
S62.基于微增原理计算新装容量所引起的压降比ΔU％新增10kW＝(U末端-U末端-新增10kW)/UN-出线；
S63.根据各低压台区的实际状态，设定ΔU％新增10kW的重大风险和一般风险的门槛值，判定低于所述门槛值的为正常低压台区。
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