CN110518605A - 一种台区三相平衡深度优化方法及系统 - Google Patents

一种台区三相平衡深度优化方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种台区三相平衡深度优化方法及系统，通过确定用户具体用电量的多少，对末端节点下各个用户的相别进行相应的调整，同时将调整前的用电量加到调整后的相别上，从而实现末端节点上三相之间的平衡；在所有的末端节点均达到三相平衡后，确定各个末端节点之间三相上的用电量大小，从而调整各个末端节点的各个相别，同时将调整前相别上的用电量叠加到调整后的相别上，从而使末端节点上级的中间节点达到三相平衡。本发明能够通过调整接入相别，降低三相不平衡度，从而降低线损率，使电网更经济运行，以到达降损节能的目的。

Description

一种台区三相平衡深度优化方法及系统
技术领域
本发明涉及供配电领域，具体涉及一种台区三相平衡深度优化方法及系统。
背景技术
随着社会经济的发展，用户用电的需求量也随之增加，与之相对应的对于配电网的要求也相应得到提高，不仅需要确保供电的可靠性，而且也需要保证电能的质量。然而在实际操作过程中，由于种种原因，所出现的台区三相不平衡，会对配电网的正常运营产生威胁，因此供电企业加强了对台区三相负荷不平衡的研究，并采取了相应的治理方案。
台区三相不平衡治理过程中，最常用的治理方式就是在用电高峰时期，通过限制测量三相电流，根据用户分布密度及用电性质，分析三相不平衡原因，并及时重新调整负荷分布。随着智能化电网的发展，三相平衡优化计算为供电企业提供了技术支撑。
目前的三相平衡优化计算技术主要是针对台区末端用户，进行三相用电分析，调整末端用户用电相别，达到台区三相用电平衡。但是就三相平衡优化计算算法而言，其缺少末端节点上级中间节点的平衡算法，特别是不能保证末端表箱间也能达到三相平衡。因此继续完善现有三相平衡优化计算技术，使其更加科学、完善，是一个迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，从而提供一种台区三相平衡深度优化方法及系统，具体方案如下：
一种台区三相平衡深度优化方法，包括以下步骤：
计算台区的三相不平衡度，判断所述三相不平衡度是否大于设定阈值；如果所述三相不平衡度大于设定阈值，则进行末端节点三相平衡调整，完成所述末端节点三相平衡调整后，进行中间节点三相平衡调整；所述中间节点为所述末端节点的上一级节点；
所述中间节点三相平衡调整包括：
步骤1）确定所述中间节点下属的达到三相平衡的末端节点各相的用电量，所述中间节点三相上的初始用电量等于第一个完成三相平衡的末端节点上三相的用电量；
步骤2）将第i个完成三相平衡的末端节点上用电量最大的相别调整为所述中间节点上初始用电量最小的相别，并将第i个完成三相平衡的末端节点上用电量最大的相别的用电量加到对应的调整后的相别上，从而得到该相别新的初始用电量；
步骤3）将第i个完成三相平衡的末端节点上用电量最小的相别调整为所述中间节点上初始用电量最大的相别，并将第i个完成三相平衡的末端节点上用电量最小的相别的用电量加到对应的调整后的相别上，从而得到该相别新的初始用电量；
步骤4）将第i个完成三相平衡的末端节点上用电量第二大的相别的用电量加到所述中间节点上初始用电量第二大的相别上，从而得到该相别新的初始用电量；所述2≤i≤N，N为所述中间节点下属的末端节点数量；
步骤5）重复步骤2）至步骤4），直至i=N，此时所述中间节点达到三相平衡。
进一步的，所述末端节点三相平衡调整包括：
步骤1确定末端节点A相上用电量最大的第一用户；确定末端节点B相上用电量最大的第二用户；确定末端节点C相上用电量最大的第三用户；
步骤2将末端节点下所有用户构建成用户组，所述用户组中不包括所述第一用户、第二用户和第三用户；
步骤3所述末端节点三相上的初始用电量分别为所述第一用户、第二用户和第三用户的用电量；
步骤4将所述用户组中用电量最大的用户的相别调整为所述末端节点三相中用电量最小的那一相别，并将所述用户组中用电量最大的用户的用电量加到调整后的相别上，得到调整后的末端节点的三相用电量；然后将该用电量最大的用户从所述用户组中删除，得到新的用户组；
步骤5重复步骤4直至所述用户组中用户数量为零为止，此时所述末端节点达到三相平衡。
进一步的，将完成所述中间节点三相平衡调整的中间节点作为新的末端节点，将新的末端节点上一级的节点作为新的中间节点进行所述中间节点三相平衡调整。
进一步的，所述设定阈值为15%。
本发明还提供了一种台区三相平衡深度优化系统，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有所述处理器实现上述台区三相平衡深度优化方法的指令。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明具有以下优点：
本发明通过确定用户具体用电量的多少，对末端节点下各个用户的相别进行相应的调整，同时将调整前的用电量加到调整后的相别上，从而实现末端节点上三相之间的平衡；在所有的末端节点均达到三相平衡后，确定各个末端节点之间三相上的用电量大小，从而调整各个末端节点的各个相别，同时将调整前相别上的用电量叠加到调整后的相别上，从而使末端节点上级的中间节点达到三相平衡。本发明能够通过调整接入相别，降低三相不平衡度，从而降低线损率，使电网更经济运行，以到达降损节能的目的。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示为本发明的流程图，本发明中的系统包括处理器和存储器，其中本发明的系统与PMS2.0系统做接口，获取台区模型数据，包括台区名称、所属线路、馈线段型号、馈线段长度、馈线段线制、用户相别、下户线型号、下户线长度以及拓扑关系等信息。
本发明系统还与用电信息采集系统做接口，通过IDP获取台区运行数据，包括台区计量点有功电量、无功电量、运行电压、功率因数等数据，获取用户计量点的抄见电量，运行数据等数据。
对于无法从PMS2.0获取到用户相别、下户线型号、下户线长度的情况，系统提供台区用户导入功能，通过Excel表格导入台区名称、用户相别、下户线型号、下户线长度等信息。获取模型过程中，不能从PMS2.0获取到的用户数据，通过导入数据获取。
获取台区模型和运行数据之后，进行台区三相平衡优化计算。主要包含以下步骤：
1. 原始计算
根据获得的数据，使用三相不平衡算法进行原始理论计算。计算结果包含三相不平衡度；对原始计算结果进行判断，如果三相不平衡度大于15%，对台区进行三相平衡优化调整，对于三相不平衡度小于15%的台区，不必进行三相平衡优化调整。计算三相不平衡度的方法属于现有技术，这里不再赘述，可以参见申请号为201610451112.8的中国发明专利申请。
2. 三相平衡优化调整
三相平衡优化调整是根据用户用电情况，对用户挂接相别进行调整，以期达到台区三相最优平衡状态，从而追求台区出口、主干线、分支线、计量点四部分零线上电流最小，从而最大程度的降低损耗。
整体优化思路就是首先进行末端节点三相平衡，然后从末端节点往前递推，对上一级中间节点进行二次三相平衡，然后对完成三相平衡的中间节点的上一级节点进行三相平衡优化调整，最终实现整个低压台区的整体三相平衡。
末端节点三相平衡
1）根据台区拓扑关系，找到台区三相四线主干线的末端导线，即该导线向下拓扑直接通过单相二线馈线段连接表箱或用户。
2）获取末端导线连接的所有用户，包括表箱内用户。
3）按相别分别获取A、B、C三相上电量最大的用户。
4）对所有末端用户按电量从大到小进行排序，去除掉步骤3）中A、B、C三相上最大电量用户。
5）对步骤4）中得到的用户进行选择，每次获取用电量最大的那个用户，将该用户相别调整到A、B、C三相最大电量用户（步骤3）结果）中电量最小的相别，并将电量累加到调整后的相别上，继续选择下一个用户，直至所有用户循环完毕。
例如：末端节点的A、B、C三相最大电量用户电量分别为A：10、B：20、C：30，此时将这三个电量作为末端节点A、B、C三相上的用电量；则A相电量最小，如果循环到的用电量最大的用户为C相供电且电量为15，则将该用户的相别调整为A相供电，并将这15的电量累加到A相。则调整后的A、B、C三相电量分别变成A：25、B：20、C：30，此时B相电量最小，则下一个选择的用电量最大的用户的相别应该调整至B相，且将调整前的电量累加至调整后的B相，之后的用户依用电量从大到小选取。
6）第五步循环结束，所有用户按照电量被均分到A、B、C三相，至此该末端节点三相平衡调整结束。
中间节点三相平衡
（1）末端节点调整三相平衡之后，记录A、B、C三相用户以及三相的累加电量A1、B1、C1。继续向下一个末端节点递推，根据末端节点三相平衡步骤调整该末端节点的三相平衡。
（2）记录第二个末端节点调整之后的A、B、C三相用户以及三相累加电量A2、B2、C2，与第一个末端节点调整之后的三相累加电量A1、B1、C1做比较，将 A2、B2、C2中电量最大的一相调整至A1、B1、C1中电量最小所对应的那一相，同时将A2、B2、C2中电量最小的一相调整至A1、B1、C1中电量最大所对应的那一相，将调整前的相别的电量叠加到调整后的相别上；剩余相别不调整，但是将电量进行叠加。
例如：末端节点1的A1、B1、C1三相累加电量分别为A1：300、B1：305、C1：310，末端节点2的A2、B2、C2三相累加电量分别为A2：200、B2：210、C2：220，此时末端节点上一级的中间节点的三相用电量初步定为末端节点1的三相用电量，即A1、B1、C1上的用电量；
将A2、B2、C2中电量最大的C相调整至A1、B1、C1中电量最小所对应的A相，并将电量累加至A相别：300+220=520；将A2、B2、C2中电量最小的A相调整至A1、B1、C1中电量最大所对应的C相，并将电量累加至C相别：310+200=510，最后将B2不调相累加至B相别：305+210=515。调整完毕后中间节点A、B、C三相的累加电量分别为A1：520、B1：515、C1：510。
（3）在步骤（2）之后已经调整过的两个末端节点之间也达到了相对的平衡状态。根据递推方式继续进行下一个末端节点的三相平衡，并重复步骤（2）直至所有末端节点全部调整完毕，之后末端节点上一级的中间节点达到三相平衡。
3.对步骤2中完成三相优化调整的中间节点的的上一级节点进行三相平衡优化调整，调整方法按照步骤2中对中间节点的调整方法；即将步骤2中完成三相优化调整的中间节点作为新的末端节点，将新的末端节点的上一级节点作为新的中间节点，对新的中间节点按照步骤2中的中间节点三相平衡方法进行调整。
4.优化计算：将台区内所有节点三相平衡调整后，根据三相平衡优化调整后的台区数据，使用三相不平衡算法进行理论计算，计算结果包含三相不平衡度。
5. 结果对比及保存：对原始计算和优化计算结果进行对比分析，并保存三相平衡调整明细以及对比结果。
上述步骤2中进行中间节点三相平衡调整时，可以先将其下属的所有末端节点三相平衡优化调整完以后再对中间节点进行调整，也可以随机或者按照拓扑关系一边对末端节点进行三相平衡调整，一边对中间节点进行三相平衡调整。
本发明中针对末端节点之前的中间节点进行三相平衡优化调整，并提供了针对末端节点和中间节点的具体调整方式，但是末端节点的调整方式不限于本发明给出的方法，采用其他现有的调整末端节点三相平衡的方法也可以，不影响后面对中间节点的调整。
同时本发明中给出的台区包括台区出口、主干线、分支线、计量点四个级别，其中计量点作为末端节点，台区出口、主干线和分支线上对应的节点分别作为其下一级节点的中间节点，但是本发明保护的技术方案不限于这里的四级，考虑到有些计量点是在主干线或者分支线上，则本发明的技术方案也适用于两级或者三级的台区。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种台区三相平衡深度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
计算台区的三相不平衡度，判断所述三相不平衡度是否大于设定阈值；如果所述三相不平衡度大于设定阈值，则进行末端节点三相平衡调整，完成所述末端节点三相平衡调整后，进行中间节点三相平衡调整；所述中间节点为所述末端节点的上一级节点；
所述中间节点三相平衡调整包括：
步骤1）确定所述中间节点下属的达到三相平衡的末端节点各相的用电量，所述中间节点三相上的初始用电量等于第一个完成三相平衡的末端节点上三相的用电量；
步骤2）将第i个完成三相平衡的末端节点上用电量最大的相别调整为所述中间节点上初始用电量最小的相别，并将第i个完成三相平衡的末端节点上用电量最大的相别的用电量加到对应的调整后的相别上，从而得到该相别新的初始用电量；
步骤3）将第i个完成三相平衡的末端节点上用电量最小的相别调整为所述中间节点上初始用电量最大的相别，并将第i个完成三相平衡的末端节点上用电量最小的相别的用电量加到对应的调整后的相别上，从而得到该相别新的初始用电量；
步骤4）将第i个完成三相平衡的末端节点上用电量第二大的相别的用电量加到所述中间节点上初始用电量第二大的相别上，从而得到该相别新的初始用电量；所述2≤i≤N，N为所述中间节点下属的末端节点数量；
步骤5）重复步骤2）至步骤4），直至i=N，此时所述中间节点达到三相平衡。
2.根据权利要求1所述的台区三相平衡深度优化方法，其特征在于：
所述末端节点三相平衡调整包括：
步骤1确定末端节点A相上用电量最大的第一用户；确定末端节点B相上用电量最大的第二用户；确定末端节点C相上用电量最大的第三用户；
步骤2将末端节点下所有用户构建成用户组，所述用户组中不包括所述第一用户、第二用户和第三用户；
步骤3所述末端节点三相上的初始用电量分别为所述第一用户、第二用户和第三用户的用电量；
步骤4将所述用户组中用电量最大的用户的相别调整为所述末端节点三相中用电量最小的那一相别，并将所述用户组中用电量最大的用户的用电量加到调整后的相别上，得到调整后的末端节点的三相用电量；然后将该用电量最大的用户从所述用户组中删除，得到新的用户组；
步骤5重复步骤4直至所述用户组中用户数量为零为止，此时所述末端节点达到三相平衡。
3.根据权利要求2所述的台区三相平衡深度优化方法，其特征在于：将完成所述中间节点三相平衡调整的中间节点作为新的末端节点，将新的末端节点上一级的节点作为新的中间节点进行所述中间节点三相平衡调整。
4.根据权利要求3所述的台区三相平衡深度优化方法，其特征在于：所述设定阈值为15%。
5.一种台区三相平衡深度优化系统，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有所述处理器实现权利要求1至4中任一项所述优化方法的指令。
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