CN113076618B - 一种配电网单线图校正方法、系统、终端设备和存储介质 - Google Patents

一种配电网单线图校正方法、系统、终端设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明一种配电网单线图校正方法、系统、终端设备和存储介质，包括：获取GIS模型参数信息和典型日的典型负荷时刻配电网线路以及各配电变压器的计量监测数据；采用仿真软件对模型文件进行典型日的典型负荷时刻下的配电网潮流计算，获得配电网潮流计算的结果；依次计算配电网线路中各节点的电压误差，若节点的电压误差大于预设值，则对节点和节点的上一个节点间的线路段进行长度校正；线路段的长度校正后，从所述节点开始，重新计算潮流计算，并继续计算节点的误差电压；若所有的节点的电压误差都小于预设值，则完成配电网线路校正。本发明能够根据实际监测数据所建立的模型并推算出线路实际长度，降低配电网线路整改分析与评估计算的难度。

Description

一种配电网单线图校正方法、系统、终端设备和存储介质
技术领域
本发明涉及配电网技术领域，特别是涉及一种配电网单线图校正方法、系统、终端设备和计算机可读存储介质。
背景技术
10kV配电网单线图是十分重要的图形，广泛应用于倒闸操作、运行管理、工程验收、停电管理、巡线管理、可靠性管理、低电压分析、线损计算等方面。
近年来，随着我国经济的飞速发展，城市加大规模建设，农村逐步实现城镇化改造，电网公司也随之加大配电网的改造力度，10kV配电网建设和升级改造频繁。频繁地改动大大增加了基层工作量，基层更新10kV配电网单线图的及时性无法保证，在更新的时候也很容易出现差错。10kV配电网单线图的不准确加大了基层人员运维管理的工作量，也增加了10kV线路整改分析与评估计算的难度，甚至可能出现无法有效评估的情况。在10kV配电网单线图中，线路段的长度错误是最容易出现的一种情况，且该错误基层难以发现，而10kV线路段的长度错误对其整改分析与评估的影响较大。
发明内容
本发明的目的是：提供一种配电网单线图校正方法、系统、终端设备和计算机可读存储介质，能够解决因为10kV配电网建设和升级改造频繁而导致同步更新的10kV配电网单线图线路段的长度错误率高的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种配电网单线图校正方法，包括：
S101、获取配电网线路GIS模型电气元件参数信息和电气拓扑连接关系；
S102、获取典型日的典型负荷时刻配电网线路以及各配电变压器的计量监测数据，并根据所述计量监测数据，计算各配电变压器对应时刻下的负载率和功率因数；
S103、根据所述电气元件参数信息和电气拓扑连接关系，生成OpenDss仿真软件相对应的模型文件；
S104、采用OpenDss仿真软件对所述模型文件进行典型日的典型负荷时刻下的配电网潮流计算，获得配电网潮流计算的结果；
S105、根据所述配电网潮流计算的结果和所述计量监测数据，依次计算所述配电网线路中各节点的电压误差，若所述节点的电压误差大于预设值，则对所述节点和所述节点的上一个节点间的线路段进行长度校正；所述线路段的长度校正后，从所述节点开始，重复执行步骤S104；若所有的节点的电压误差都小于预设值，则完成配电网线路校正。
进一步地，所述配电网线路GIS模型电气元件参数信息包括：节点名称、节点的额定电压、线路型号、线路段的长度、配电变压器型号、配电变压器额定容量、配电变压器额定电压和配电变压器供电模式。
进一步地，所述计量监测数据包括：配电网线路有功功率、无功功率、电压和电流；各配电变压器有功功率、无功功率、电压和电流。
进一步地，所述配电变压器对应时刻下的负载率，具体为：对应时刻下的有功功率与额定容量比值；所述配电变压器对应时刻下的功率因素，具体为：对应时刻下的有功功率与视在功率的比值。
进一步地，所述潮流计算的结果包括：各节点电压、支路电流、各节点功率、功率因数和网络损耗。
进一步地，所述节点的电压误差，采用如下计算公式：
Figure BDA0003069952440000031
进一步地，所述线路段的长度校正，采用如下计算公式：
Figure BDA0003069952440000032
其中，r为线路段单位长度的电阻，x为线路段单位长度的电抗，V1为线路首端节点计量监测电压数据，P1为潮流计算的有功功率，Q1为潮流计算的为无功功率，V2为线路段末端节点计量监测电压数据。
本发明还提供一种配电网单线图校正系统，包括：电气参数获取模块、计量监测数据获取模块、生成模块、计算模块和线路校正模块，其中，
所述电气参数获取模块，用于获取配电网线路GIS模型电气元件参数信息和电气拓扑连接关系；
所述计量监测数据获取模块，用于获取典型日的典型负荷时刻配电网线路以及各配电变压器的计量监测数据，并根据所述计量监测数据，计算各配电变压器对应时刻下的负载率和功率因数；
所述生成模块，用于根据所述电气元件参数信息和电气拓扑连接关系，生成OpenDss仿真软件相对应的模型文件；
所述计算模块，用于采用OpenDss仿真软件对所述模型文件进行典型日的典型负荷时刻下的配电网潮流计算，获得配电网潮流计算的结果；
所述线路校正模块，用于根据所述配电网潮流计算的结果和所述计量监测数据，依次计算所述配电网线路中各节点的电压误差，若所述节点的电压误差大于预设值，则对所述节点和所述节点的上一个节点间的线路段进行长度校正；所述线路段的长度校正后，从所述节点开始，采用OpenDss仿真软件对所述模型文件进行典型日的典型负荷时刻下的配电网潮流计算，获得配电网潮流计算的结果；若所有的节点的电压误差都小于预设值，则完成配电网线路校正。
本发明还提供一种计算机终端设备，包括：一个或多个处理器；存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一项所述的配电网单线图校正方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的配电网单线图校正方法。
本发明实施例一种配电网单线图校正方法、系统、终端设备和计算机可读存储介质与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明利用配电网线路GIS模型和计量监测数据，对10kV配电网单线图线路段的长度进行科学有效的校正，根据实际监测数据所建立的模型，并推算的线路的实际长度，不但准确率高，而且可以大大降低基层人员运维管理工作量，解决10kV线路整改分析与评估计算难度大甚至无法评估的问题。
附图说明
图1是本发明某一实施例提供配电网单线图校正方法的流程示意图；
图2是本发明某一实施例提供配电网单线图校正系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
本发明第一实施例：
如图1所示，本发明实施例的一种配电网单线图校正方法，至少包括如下步骤：
S101、获取配电网线路GIS模型电气元件参数信息和电气拓扑连接关系；
具体地，直接读取10kV配电网线路GIS模型的svg文件和cim文件，获取文件中配电网线路GIS模型电气元件参数信息和电气拓扑连接关系、杆塔位置编号；
所述配电网线路GIS模型电气元件参数信息包括：节点名称、节点的额定电压、线路型号、线路段的长度、配电变压器型号、配电变压器额定容量、配电变压器额定电压、配电变压器供电模式(专变/公变)；
根据线路首端杆塔编号和末端杆塔编号，可知线路与杆塔、设备之间的拓扑连接关系。
S102、获取典型日的典型负荷时刻配电网线路以及各配电变压器的计量监测数据，并根据所述计量监测数据，计算各配电变压器对应时刻下的负载率和功率因数；
具体地，典型日一般可选择年度最高负荷日、季度最高负荷日、月度最高负荷日等；典型负荷时刻一般可选择日最高负荷对应时刻；
计量监测数据：10kV配电网线路有功功率、无功功率、电压、电流；各配电变压器有功功率、无功功率、电压、电流；
需要说明的是，配电变压器典型日典型负荷时刻负载率为对应时刻下的有功功率与额定容量比值；配电变压器典型日典型负荷时刻功率因数为对应时刻下的有功功率与视在功率的比值。
S103、根据所述电气元件参数信息和电气拓扑连接关系，生成OpenDss仿真软件相对应的模型文件；
需要说明的是，OpenDss(Open Distributed System Simulator)是美国电科院(EPRI)研发的开源三相配电网潮流仿真软件，主要功能是电网仿真，并具备独有的动态库(Dynamic Link Library，DLL)，以便满足用户灵活建模需求。除此之外，OpenDss拥有COM接口，支持大部分编程语言(如VBA、Matlab等)，用户也可以根据自身实际需要编写算法。与其他仿真软件相比，OpenDSS可仿真任意节点规模的配电网，适用于大多数配电网规划工作。
S104、采用OpenDss仿真软件对所述模型文件进行典型日的典型负荷时刻下的配电网潮流计算，获得配电网潮流计算的结果；
具体地，所述潮流计算的结果包括：各节点电压、支路电流、各节点功率、功率因数、网络损耗等。
S105、根据所述配电网潮流计算的结果和所述计量监测数据，依次计算所述配电网线路中各节点的电压误差，若所述节点的电压误差大于预设值，则对所述节点和所述节点的上一个节点间的线路段进行长度校正；所述线路段的长度校正后，从所述节点开始，重复执行步骤S104；若所有的节点的电压误差都小于预设值，则完成配电网线路校正。
具体地，从配电网线路首端开始，对各节点遍历，依次将潮流计算节点电压与对应节点计量监测电压数据进行比较，计算节点电压误差。所述电压误差采用如下计算公式：
Figure BDA0003069952440000071
若节点电压误差大于5％，说明该节点与上一节点间的线路段长度有误。则需要多所述线路段的长度进行校正，所述校正采用如下计算公式：
Figure BDA0003069952440000072
其中，r为线路段单位长度的电阻，x为线路段单位长度的电抗，V1为线路首端节点计量监测电压数据，P1为潮流计算的有功功率，Q1潮流计算的为无功功率，V2线路段末端节点计量监测电压数据。
需要说明的是，所述预设值可以根据实际情况进行设定，本发明以5％为例。
需要说明的是，校正线路段长度后，重新对配电网进行潮流计算然后从修正后的线路段末端节点开始，继续向线路末端遍历，计算节点电压误差。直到所有的节点电压误差都小于5％。
在本发明的某一个实施例中，所述配电网线路GIS模型电气元件参数信息包括：节点名称、节点的额定电压、线路型号、线路段的长度、配电变压器型号、配电变压器额定容量、配电变压器额定电压和配电变压器供电模式。
在本发明的某一个实施例中，所述计量监测数据包括：配电网线路有功功率、无功功率、电压和电流；各配电变压器有功功率、无功功率、电压和电流。
在本发明的某一个实施例中，所述配电变压器对应时刻下的负载率，具体为：对应时刻下的有功功率与额定容量比值；所述配电变压器对应时刻下的负载率，具体为：对应时刻下的有功功率与视在功率的比值。
在本发明的某一个实施例中，所述潮流计算的结果包括：各节点电压、支路电流、各节点功率、功率因数和网络损耗。
在本发明的某一个实施例中，所述节点的电压误差，采用如下计算公式：
Figure BDA0003069952440000081
在本发明的某一个实施例中，所述线路段的长度校正，采用如下计算公式：
Figure BDA0003069952440000082
其中，r为线路段单位长度的电阻，x为线路段单位长度的电抗，V1为线路首端节点计量监测电压数据，P1为潮流计算的有功功率，Q1为潮流计算的为无功功率，V2为线路段末端节点计量监测电压数据。
本发明实施例的一种配电网单线图校正方法与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明利用配电网线路GIS模型和计量监测数据，对10kV配电网单线图线路段的长度进行科学有效的校正，根据实际监测数据所建立的模型，并推算的线路的实际长度，不但准确率高，而且可以大大降低基层人员运维管理工作量，解决10kV线路整改分析与评估计算难度大甚至无法评估的问题。
本发明第二实施例：
如图2所示，本发明还提供了一种配电网单线图校正系统200，包括：电气参数获取模块201、计量监测数据获取模块202、生成模块203、计算模块204和线路校正模块205，其中，
所述电气参数获取模块201，用于获取配电网线路GIS模型电气元件参数信息和电气拓扑连接关系；
所述计量监测数据获取模块202，用于获取典型日的典型负荷时刻配电网线路以及各配电变压器的计量监测数据，并根据所述计量监测数据，计算各配电变压器对应时刻下的负载率和功率因数；
所述生成模块203，用于根据所述电气元件参数信息和电气拓扑连接关系，生成OpenDss仿真软件相对应的模型文件；
所述计算模块204，用于采用OpenDss仿真软件对所述模型文件进行典型日的典型负荷时刻下的配电网潮流计算，获得配电网潮流计算的结果；
所述线路校正模块205，用于根据所述配电网潮流计算的结果和所述计量监测数据，依次计算所述配电网线路中各节点的电压误差，若所述节点的电压误差大于预设值，则对所述节点和所述节点的上一个节点间的线路段进行长度校正；所述线路段的长度校正后，从所述节点开始，采用OpenDss仿真软件对所述模型文件进行典型日的典型负荷时刻下的配电网潮流计算，获得配电网潮流计算的结果；若所有的节点的电压误差都小于预设值，则完成配电网线路校正。
本发明实施例一种配电网单线图校正系统与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明利用配电网线路GIS模型和计量监测数据，对10kV配电网单线图线路段的长度进行科学有效的校正，根据实际监测数据所建立的模型，并推算的线路的实际长度，不但准确率高，而且可以大大降低基层人员运维管理工作量，解决10kV线路整改分析与评估计算难度大甚至无法评估的问题。
本发明第三实施例：
本发明还提供一种计算机终端设备，包括：一个或多个处理器；存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一项所述的配电网单线图校正方法。
需要说明的是，所述处理器可以是中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field－ProgrammableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以是微处理器，或者所述处理器也可以是任何常规的处理器，所述处理器是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接所述终端设备的各个部分。
所述存储器主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等，数据存储区可存储相关数据等。此外，所述存储器可以是高速随机存取存储器，还可以是非易失性存储器，例如插接式硬盘，智能存储卡(SmartMediaCard，SMC)、安全数字(SecureDigital，SD)卡和闪存卡(FlashCard)等，或所述存储器也可以是其他易失性固态存储器件。
需要说明的是，上述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器，本领域技术人员可以理解，上述终端设备仅仅是示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。
本发明第四实施例：
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的配电网单线图校正方法。
需要说明的是，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元(如计算机程序、计算机程序)，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种配电网单线图校正方法，其特征在于，包括：
S101、获取配电网线路GIS模型电气元件参数信息和电气拓扑连接关系；
S102、获取典型日的典型负荷时刻配电网线路以及各配电变压器的计量监测数据，并根据所述计量监测数据，计算各配电变压器对应时刻下的负载率和功率因数；
S103、根据所述电气元件参数信息和电气拓扑连接关系，生成OpenDss仿真软件相对应的模型文件；
S104、采用OpenDss仿真软件对所述模型文件进行典型日的典型负荷时刻下的配电网潮流计算，获得配电网潮流计算的结果；
S105、根据所述配电网潮流计算的结果和所述计量监测数据，依次计算所述配电网线路中各节点的电压误差，若所述节点的电压误差大于预设值，则对所述节点和所述节点的上一个节点间的线路段进行长度校正；所述线路段的长度校正后，从所述节点开始，重复执行步骤S104；若所有的节点的电压误差都小于预设值，则完成配电网线路校正，所述线路段的长度校正，采用如下计算公式：
Figure FDA0003990934690000011
其中，r为线路段单位长度的电阻，x为线路段单位长度的电抗，V1为线路首端节点计量监测电压数据，P1为潮流计算的有功功率，Q1为潮流计算的无功功率，V2为线路段末端节点计量监测电压数据，l为线路段长度。
2.根据权利要求1所述的配电网单线图校正方法，其特征在于，所述配电网线路GIS模型电气元件参数信息包括：节点名称、节点的额定电压、线路型号、线路段的长度、配电变压器型号、配电变压器额定容量、配电变压器额定电压和配电变压器供电模式。
3.根据权利要求1所述的配电网单线图校正方法，其特征在于，所述计量监测数据包括：配电网线路有功功率、无功功率、电压和电流；各配电变压器有功功率、无功功率、电压和电流。
4.根据权利要求1所述的配电网单线图校正方法，其特征在于，所述配电变压器对应时刻下的负载率，具体为：对应时刻下的有功功率与额定容量比值；所述配电变压器对应时刻下的功率因素，具体为：对应时刻下的有功功率与视在功率的比值。
5.根据权利要求1所述的配电网单线图校正方法，其特征在于，所述潮流计算的结果包括：各节点电压、支路电流、各节点功率、功率因数和网络损耗。
6.根据权利要求1所述的配电网单线图校正方法，其特征在于，所述节点的电压误差，采用如下计算公式：
Figure FDA0003990934690000021
7.一种配电网单线图校正系统，其特征在于，包括：电气参数获取模块、计量监测数据获取模块、生成模块、计算模块和线路校正模块，其中，
所述电气参数获取模块，用于获取配电网线路GIS模型电气元件参数信息和电气拓扑连接关系；
所述计量监测数据获取模块，用于获取典型日的典型负荷时刻配电网线路以及各配电变压器的计量监测数据，并根据所述计量监测数据，计算各配电变压器对应时刻下的负载率和功率因数；
所述生成模块，用于根据所述电气元件参数信息和电气拓扑连接关系，生成OpenDss仿真软件相对应的模型文件；
所述计算模块，用于采用OpenDss仿真软件对所述模型文件进行典型日的典型负荷时刻下的配电网潮流计算，获得配电网潮流计算的结果；
所述线路校正模块，用于根据所述配电网潮流计算的结果和所述计量监测数据，依次计算所述配电网线路中各节点的电压误差，若所述节点的电压误差大于预设值，则对所述节点和所述节点的上一个节点间的线路段进行长度校正；所述线路段的长度校正后，从所述节点开始，采用OpenDss仿真软件对所述模型文件进行典型日的典型负荷时刻下的配电网潮流计算，获得配电网潮流计算的结果；若所有的节点的电压误差都小于预设值，则完成配电网线路校正，所述线路段的长度校正，采用如下计算公式：
Figure FDA0003990934690000031
其中，r为线路段单位长度的电阻，x为线路段单位长度的电抗，V1为线路首端节点计量监测电压数据，P1为潮流计算的有功功率，Q1为潮流计算的无功功率，V2为线路段末端节点计量监测电压数据，l为线路段长度。
8.一种计算机终端设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至6任一项所述的配电网单线图校正方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的配电网单线图校正方法。
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