CN113890009B - 一种220kV变电站出线的优化匹配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种220kV变电站出线的优化匹配方法，首先获取N条220kV变电站出线线路，并计算出平均线路负荷电流值，然后将获取的出线线路划分为指定数量的负荷区间，统计每个区间的线路条数，设定区间线路数最大值为比较区间，然后将计算出的平均线路负荷电流值与比较区间进行比较，验证其取值合理性，然后计算出每个区间平均负荷和平均容量，最后基于变压器输出、输入容量等值的原理，实现对220kV变电站出线进行规模匹配。本优化匹配方法可以根据实际工程需求，合理增加中压出线，同时减少低压出线，从而最大程度发挥变电站主变供电能力，同时能够持续优化营商环境，满足中压出线并网的新能源项目、一级用户专线供电的需求。
Description
技术领域
本发明属于变电站出线配置的技术领域，尤其是一种220kV变电站出线的优化匹配方法。
背景技术
近年来110kV风电、光伏并网项目以及用户工程逐步增多，这就对220kV变电站的110kV间隔有了更多的需求。同时110kV用户需求也相对较大，一级用户需要专线供电，这就极大程度的挤占了公用220kV变电站的供电容量和母线间隔。因此当前的220kV变电站110kV间隔配置不能满足要求。
目前大量新能源并网工程都采用T接模式，造成110kV网架混乱的同时，也不具备较高的可靠性，现行通用设计方案，220kV变电站110kV侧出线间隔数量为18～20回，35kV侧间隔数量为16～18回。随着地区电网35kV弱化，110kV供电需求上升，导致大量220kV变电站110kV间隔资源紧张与35kV间隔冗余的问题同时存在。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种220kV变电站出线的优化匹配方法，解决了220kV变电站110kV间隔资源紧张与35kV间隔冗余的问题。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种220kV变电站出线的优化匹配方法，包括如下步骤：
步骤1：获取N条220kV变电站出线线路，并计算出N条出线线路的平均负荷电流值；
步骤2：将获取的N条220kV变电站出线线路划分为指定数量的负荷区间，并统计每个区间的线路条数，并设定线路数最大值的区间为比较区间；
步骤3：基于步骤1和步骤2得出的出线线路的平均负荷值和统计出的比较空间进行比较，以判断其平均负荷值取值的合理性，若在同一区间为取值合理，否则为取值不合理；
步骤4：基于步骤3平均负荷值取值合理的情形下，获取步骤2中每个区间平均负荷和平均容量；
步骤5：基于220kV变电站的变压器输出和输入容量等值的原理，得出步骤4中每个区间的等值替代关系；
优选地，步骤1中所述220kV变电站出线线路为110kV出线线路和35kV出线线路，所述N的取值范围为大于或等于500，
所述110kV和35kV的线路平均负荷值，具体公式为：
I35P＝(I1+I2+I3+…+IN35)/N35；
I110P＝(I1+I2+I3+…+IN110)/N110；
其中，Ij为单条线路负荷；I35P为35kV线路平均负荷；I110P为110kV线路平均负荷；N35为35kV电压线路条数；N110为110kV电压线路条数；
优选地，步骤2中所述获取的N条220kV变电站出线线路划分为六个负荷区间，
所述六个负荷区间的电流差值取值为50～100A，分别为第Ⅰ区间为小于50A、第Ⅱ区间为50A-100A、第Ⅲ区间为100A-200A、第Ⅳ区间为200A-300A、第Ⅴ区间为300A-400A、第Ⅵ区间为大于400A，
所述比较空间为所述六个负荷区间中的线路数最大值；
优选地，步骤3中所述220kV变电站出线线路平均负荷值I35P和I110P，与所述比较区间在同一区间时，则认为取值合理，否则认为取值不合理，需返回到步骤一增加所述N的取值范围并重新计算所述220kV变电站出线线路平均负荷值；
优选地，步骤4中所述获取步骤2中每个区间平均负荷和平均容量，具体公式为：
Ii-jP＝(I1+I2+I3+…+INi-j)/Ni-j；
其中：Ii-jP为区间平均负荷；INi-j为区间的单条线路负荷；Ni-j为区间线路数；Si-jP为区间平均容量；i取值35kV或110kV；
优选地，步骤5中所述步骤4中每个区间的等值替代关系，具体计算公式为：
N1S35-jP＝N2S110-jP；
其中:N1为35kV区间线路数；N2为110kV区间线路数；S35-jP为35kV区间平均容量；S110-jP为110kV区间平均容量。
本发明的优点和积极效果是：
本发明提供一种用于220kV变电站出线的优化匹配方法，为变电站规模调整提供了思路和算法，在工程设计中，可以根据实际工程需求，合理增加中压110kV出线，同时减少低压35kV出线，从而最大程度发挥变电站主变供电能力，同时能够持续优化营商环境，为220kV变电站提供更多的110kV间隔资源，满足110kV并网的新能源项目、一级用户专线供电的需求。
附图说明
图1是本发明一种220kV变电站出线的优化匹配方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详述，本发明提供了一种220kV变电站出线的优化匹配方法如图1所示，包括如下步骤：
步骤1：获取N条220kV变电站出线线路，并计算出N条出线线路的平均负荷电流值。
在此步骤中，具体为，所述220kV变电站出线线路为110kV出线线路和35kV出线线路，所述N的取值范围为大于或等于500，
在此步骤中，计算出所述出线线路平均负荷值，具体公式为：
I35P＝(I1+I2+I3+…+IN35)/N35；
I110P＝(I1+I2+I3+…+IN110)/N110；
其中，Ij为单条线路负荷；I35P为35kV线路平均负荷值；I110P为110kV线路平均负荷值；N35为35kV电压线路条数；N110为110kV电压线路条数。
步骤2：将获取的N条220kV变电站出线线路划分为指定数量的负荷区间，并统计每个区间的线路条数，并设定线路数最大值的区间为比较区间。
再此步骤中，具体为，将所述获取的N条220kV变电站出线线路划分为六个负荷区间，
在本实施例中，所述六个负荷区间的电流差值取值为50～100A，具体分别为第Ⅰ区间为小于50A、第Ⅱ区间为50A-100A、第Ⅲ区间为100A-200A、第Ⅳ区间为200A-300A、第Ⅴ区间为300A-400A、第Ⅵ区间为大于400A。
在本实施例中，比如经统计后所述六个区间中的线路数的最大值为第Ⅲ区间，则设定所述第Ⅲ空间为比较空间。
在本实施例中，具体所述N条110kV出线线路和35kV出线线路负荷区间条数统计和平均负荷值计算如表1和表2所示：
表1：实际35kV线路负荷统计
表2：实际110kV线路负荷统计
经过计算，表1为35kV出线线路的平均负荷为I35P，表2为110kV出线线路的平均负荷为I110P。
步骤3：基于步骤1和步骤2得出的出线线路的平均负荷值和统计出的比较空间进行比较，以判断其平均负荷值取值的合理性，若在同一区间为取值合理，否则为取值不合理。
在此步骤中，例如，若35kV的出线线路平均负荷值I35P为150A，则与之对应的负荷区间为第Ⅲ区间，此时需要判定所述第Ⅲ区间是否为设定的比较区间，如果所述第Ⅲ区间为比较区间，则认为35kV出线线路平均负荷I35P的取值是合理的，否则认为I35P的取值不合理，则需要增加所述N的取值范围并重新计算所述35kV的出线线路平均负荷值，即返回到步骤1重新计算所述35kV的线路平均负荷值。
步骤4：基于步骤3平均负荷值取值合理的情形下，获取步骤2中每个区间平均负荷和平均容量。
在此步骤中，所述110kV和35kV出线线路的每个区间平均负荷和平均容量，具体公式为：
Ii-jP＝(I1+I2+I3+…+INi-j)/Ni-j；
(i取35kV或110kV)；
其中：Ii-jP为区间平均负荷；INi-j为区间的单条线路负荷；Ni-j为区间线路数；Si-jP为区间平均容量；
在本实施例中，具体所述110kV和35kV出线线路区间的平均负荷和平均容量的计算如3和表4所示：
表3：35kV线路区间平均负荷和平均容量统计
表4：110kV线路区间平均负荷和平均容量统计
经过计算，表3为35kV线路的区间平均负荷I35-jP/A和平均容量S35-jP/MVA，表4为110区间平均负荷I110-jP/A和平均容量S110-jP/MVA。
步骤5：基于220kV变电站的变压器输出和输入容量等值的原理，得出步骤4中每个区间的等值替代关系。
在此步骤中，所述变压器为三绕组变压器，所述三绕组变压器负荷能力为在一定时间内变压器所能输出的实际容量，在实际操作中，在不超出允许220kV输入容量的前提下，所述三绕组变压器的110kV和35kV输出容量之和为220kV输入容量，若所述35kV输出容量减少，则所述110kV允许输出容量相应增大，
根据上述所述的变压器容量输入和输出等值的关系，可以得到所述35kV和110kV线路在同一负荷区间内，N1条35-j的35kV线路容量之和等于N2条110-j区间的110kV线路容量之和，具体计算公式为：
N1S35-jP＝N2S110-jP；
其中:N1为35kV区间线路数；N2为110kV区间线路数；S35-jP为35kV区间平均容量；S110-jP为110kV区间平均容量。
即在同一负荷区间内当减少N1条35-j区间的线路，可以增加N2条110-j区间的线路，以此类推，可以得到35kV和110kV每个个区间的线路等值替代关系，在输出容量不变的情况下，减少35kV出线线路增加110kV出线线路。
本发明优化匹配方法在实际工程中的应用
对于新建工程，应在可研设计开展阶段，充分调研110kV、35kV出线需求，并计算出线路负荷电流的大致范围。根据35kV、110kV线路负荷所在区间，按照不同区间线路的对应关系，得出中低压规模配置的初步方案。对于预测出线负荷有难度的工程，可代入35kV、110kV线路平均负荷进行估算，得到35kV和110kV线路规模配置的初步方案。
对于改扩建工程，除在可研阶段充分调研110kV、35kV出线需求外，还应结合变电站现状平面布置、扩建设备与现状设备接续的可行性等因素，在可研报告论述本工程中低压改扩建规模配置的初步方案。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (3)
1.一种220kV变电站出线的优化匹配方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：获取N条220kV变电站出线线路，并计算出N条出线线路的平均负荷电流值；
步骤2：将获取的N条220kV变电站出线线路划分为指定数量的负荷区间，并统计每个区间的线路条数，并设定线路数最大值的区间为比较区间，
所述获取的N条220kV变电站出线线路划分为六个负荷区间，
所述六个负荷区间的电流差值取值为50～100A，分别为第Ⅰ区间为小于50A、第Ⅱ区间为50A-100A、第Ⅲ区间为100A-200A、第Ⅳ区间为200A-300A、第Ⅴ区间为300A-400A、第Ⅵ区间为大于400A，
比较空间为所述六个负荷区间中的线路数最大值；
步骤3：基于步骤1和步骤2得出的出线线路的平均负荷值和统计出的比较空间进行比较，以判断其平均负荷值取值的合理性，若在同一区间为取值合理，否则为取值不合理；
步骤4：基于步骤3平均负荷值取值合理的情形下，获取步骤2中每个区间平均负荷和平均容量；
所述获取步骤2中每个区间平均负荷和平均容量，具体公式为：
Ii-jP＝(I1+I2+I3+…+INi-j)/Ni-j；
其中：Ii-jP为区间平均负荷；INi-j为区间的单条线路负荷；Ni-j为区间线路数；Si-jP为区间平均容量；i取值35kV或110kV；
步骤5：基于220kV变电站的变压器输出和输入容量等值的原理，得出步骤4中每个区间的等值替代关系，
所述步骤4中每个区间的等值替代关系，具体计算公式为：
N1S35-jP＝N2S110-jP；
其中:N1为35kV区间线路数；N2为110kV区间线路数；S35-jP为35kV区间平均容量；S110-jP为110kV区间平均容量。
2.根据权利要求1所述的220kV变电站出线的优化匹配方法，其特征在于：步骤1中所述220kV变电站出线线路为110kV出线线路和35kV出线线路，所述N的取值范围为大于或等于500，
所述110kV和35kV的线路平均负荷值，具体公式为：
I35P＝(I1+I2+I3+…+IN35)/N35；
I110P＝(I1+I2+I3+…+IN110)/N110；
其中，Ij为单条线路负荷；I35P为35kV线路平均负荷；I110P为110kV线路平均负荷；N35为35kV电压线路条数；N110为110kV电压线路条数。
3.根据权利要求2所述的220kV变电站出线的优化匹配方法，其特征在于：步骤3中所述220kV变电站出线线路平均负荷值I35P和I110P，与所述比较区间在同一区间时，则认为取值合理，否则认为取值不合理，需返回到步骤一增加所述N的取值范围并重新计算所述220kV变电站出线线路平均负荷值。
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