CN113595091A - 一种农村配电网线路电压质量评估方法 - Google Patents

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郑明果
吴金莲
王博
卢镛廷
周建斌
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Abstract

本发明属于负荷矩计算与配电网潮流分析相结合的技术领域，涉及一种农网配电线路电压质量评估方法。通过配电自动化系统相关信息数据的获取分析，结合负荷矩的方法分析配电网中各节点的电压质量，为改善配电网的电压质量提供改进措施；通过台区有功负荷矩最大值及其平均值反映电压质量动态变化的过程，打破了传统静态统计方法的局限性；评估结果为电压质量治理以及配电网投资改造提供了决策依据。

Description

一种农村配电网线路电压质量评估方法
技术领域
本发明属于负荷矩计算与配电网潮流分析相结合的技术领域，涉及一种农网配电线路电压质量评估方法。
背景技术
电压作为电能质量的一个重要评价指标，是保障供电服务的基本条件，但随着农村经济条件改善，农村的家用电器几年来呈快速增长的趋势，农村低电压问题已经成为影响居民生产生活用电的重要问题。目前在实际工作中对低电压的治理往往缺乏相关理论指导，对整个台区进行大范围改造更换，造成很大浪费。已有的研究表明负荷矩法可有效应用于低电压判别，从线路工程源头消除低电压。
由于我国农村电网规模大，农村配电网线路具有线路长、分支多的特点，电压质量问题对用户产生的影响较大，此外，由于小水电、光伏发电等分布式电源的输出具有间歇性，随着此类分布式电源的大量接入，使配电网电压问题更加突出，为有效评估农村配电网长线路末端电压质量问题，专家学者进行大量研究。目前较多文献均采用电压有效值的极值和电压合格率来评估电压质量，随着分布式电源的大量接入，这种静态统计方法已经无法准确地反映电压质量的动态变化过程。
发明内容
为了更准确地判断电压质量合格与否，本发明提出了一种基于台区负荷矩的农村配电线路电压质量评估方法。该方法根据各台区三相相电压最大、小值及台区对应的有功负荷矩最大值及其平均值来判断台区是有功还是无功薄弱节点，进而为电压质量治理和配电网改造提供依据。
本发明所采用的技术方案是，一种配电网电压质量评估方法。通过配电自动化系统相关信息数据的获取分析，结合负荷矩的方法分析配电网中各节点的电压质量，为改善配电网的电压质量提供改进措施。
本发明的有益效果是，通过配电网拓扑结构中各个节点的电压质量分析，能够有效反应长线路与电源或负载波动的综合效应，通过台区有功负荷矩最大值及其平均值反映电压质量动态变化的过程，打破了传统静态统计方法的局限性。评估结果为电压质量治理以及配电网投资改造提供了决策依据。
附图说明
图1是本发明的配电网电压质量评估流程图
具体实施方式
1、台区负荷矩的计算
负荷矩是指用电负荷乘以负荷距电源的距离，其公式为：
M＝P×L (1)
为获取台区负荷矩，先计算同型号线路支路末节点相对于首节点的支路负荷矩去，其公式为：
Figure BDA0003227839230000021
式中：Rj为支路j的电阻；Pi为流经台区i的有功功率；n为流经之路j的台区个数。
台区负荷矩为电源节点到台区节点的通道上所有支路负荷矩的总和，即：
Figure BDA0003227839230000022
式中：m为电源节点到台区节点通道上的支路总数。
2、电压质量评估流程
利用地理信息系统(GIS)和配电自动化系统获取各变压器节点、线路的阻抗值和各变压器的有功功率等参数，再计算出各台区最大有功负荷矩和平均有功负荷矩，最后以各台区最大有功负荷矩平均值为基准，确定供电质量薄弱点性质。评估具体流程见图一所示。
3、实例分析
选取某110kV变电站其中1条10kV出线为例，该出线具有64个台区，通过地理信息系统获取该线路上的变压器数量、变压器的连接关系及线路长度。
根据自动化系统中获取数据计算各台区对应的最大有功负荷矩Mi_max与平均有功负荷矩Mi_avg，再根据历史数据周期统计该期间内各台区三相电压最大与最小值，从而确定供电区域内有功型薄弱台区与无功型薄弱台区数量，评估结果见表1。
表1电压质量评估结果
Figure BDA0003227839230000031
Figure BDA0003227839230000041
注：“*”表示该台区为有功薄弱台区；“#”表示该台区为无功薄弱台区。
根据表1数据，T9、T14、T27、T38、T49、T54、T57、T60均多次出现电压越限情况，其中T14、T27、T57的Mi_max低于
Figure BDA0003227839230000042
因此T14、T27、T57为无功薄弱台区。建议优化该区域调压方式或无功投切方式，并对调节装置进行参数整定。T9、T38、T49、T54、T60的Mi_max高于
Figure BDA0003227839230000051
因此T9、T38、T49、T54、T60为有功薄弱台区，由于T38最大有功负荷矩过高，建议增加变压器容量或者符合切改，对T49、T54、T60进行配网区域改造，包括对电源的重新规划。
根据电压质量评估结果可有效的对配电网内各节点电压质量合格状况进行评估，并采取相关调整措施对配电网的安全稳定运行做到及时优化、调整和控制。以保证用户端良好的电能质量和稳定运行。

Claims (7)

1.一种农村配电网线路电压质量评估方法，包括以下步骤：
S1：台区负荷矩的计算；
S2：电压质量评估流程；
S3：实例分析。
2.根据权利要求1所述的一种农村配电网线路电压质量评估方法，其特征在于：步骤S1中，负荷矩是指用电负荷乘以负荷距电源的距离，其公式为：
M＝P×L (1)。
3.根据权利要求1所述的一种农村配电网线路电压质量评估方法，其特征在于：步骤S1中，为获取台区负荷矩，先计算同型号线路支路末节点相对于首节点的支路负荷矩去，其公式为：
Figure FDA0003227839220000011
式中：Rj为支路j的电阻；Pj为流经台区i的有功功率；n为流经之路j的台区个数。
4.根据权利要求1所述的一种农村配电网线路电压质量评估方法，其特征在于：步骤S1中，台区负荷矩为电源节点到台区节点的通道上所有支路负荷矩的总和，即：
Figure FDA0003227839220000012
式中：m为电源节点到台区节点通道上的支路总数。
5.根据权利要求1所述的一种农村配电网线路电压质量评估方法，其特征在于：所述步骤S2中，利用地理信息系统和配电自动化系统获取各变压器节点、线路的阻抗值和各变压器的有功功率等参数，再计算出各台区最大有功负荷矩和平均有功负荷矩，最后以各台区最大有功负荷矩平均值为基准，确定供电质量薄弱点性质。
6.根据权利要求1所述的一种农村配电网线路电压质量评估方法，其特征在于：所述步骤S3中，选取某110kV变电站其中1条10kV出线为例，该出线具有64个台区，通过地理信息系统获取该线路上的变压器数量、变压器的连接关系及线路长度。
7.根据权利要求1所述的一种农村配电网线路电压质量评估方法，其特征在于：所述步骤S3中，根据自动化系统中获取数据计算各台区对应的最大有功负荷矩Mi_max与平均有功负荷矩Mi_avg，再根据历史数据周期统计该期间内各台区三相电压最大与最小值，从而确定供电区域内有功型薄弱台区与无功型薄弱台区数量。
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