CN116914759B - 一种电力用配电供电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力用配电供电系统，包括储能系统和线路测试配电单元，还包括线路信息统计单元、线路使用记录单元、优先级排序单元和电压泄压分配控制单元；本发明涉及配电供电技术领域。该电力用配电供电系统，通过对线路的历史记录、日常使用情况以及线路之间的监测和对比，可先一步分析出线路的承压等各项能力，在线路故障时可以快速响应，将因故障线路损坏关闭导致的其他线路电压集体增大，改成通过系统按照线路的能力合理进行分配，使其他线路承担电压后不会影响用电设备的正常使用，也不会对线路本身造成较大的压力，可避免设备和线路的损坏，综合考虑了多项因素，智能化大数据分析准确快速，为复杂的电力分配提供了依据。
Description
技术领域
本发明涉及配电供电技术领域，具体为一种电力用配电供电系统。
背景技术
现有电网的自愈一般只是在某个区域单路出现故障后，将该处的电路断开，将电流全部转至其他电路，此时其他电路的电流电压会增大。
中国专利CN111106604B公开了一种基于智能配电网的自愈控制系统及其操作方法，通过设置线路检测系统来检测电路，在出现故障时可启动线路自愈系统，线路自愈系统中的线路预估与分析系统可按照故障的严重性智能分析出处理方案，并利用多线路转移系统将正常电路的部分电流分配到备用电路中，而利用风险评估系统可判断正常电路和备用电路在分配好电流后各自电路的安全性，合理的调整分配比例，尽量在不影响使用的情况下避免再次出现电路故障，有效的保证了电路的正常工作。
该配电方式是将原本属于故障线路的电流分配到其他线路，而分配的比例是通过模拟评估出来的，首先缺乏完整详细的评估标准，而线路使用情况等时机因素较多，依据日常用电的规律也难以进行准确的评估，尤其是一些使用年限久而部分出现老化的线路，即使日常使用正常，在增加电压后也可能因突破安全值而再次损坏，进而导致更多线路的故障，增加抢修的负担，且整体性的按比例分配，不能较好的结合线路的稳定性进行灵活的调整。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种电力用配电供电系统，解决了现有的电力分配方式没有结合多方面因素进行分析，仅进行简单的比例分配，可能造成部分老化的危险线路再次损坏，增加抢修的负担的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电力用配电供电系统，包括储能系统和线路测试配电单元，还包括线路信息统计单元、线路使用记录单元、优先级排序单元和电压泄压分配控制单元；
线路信息统计单元：用于日常统计配电设备下各配电线路的电量使用情况，对用电高低峰进行记录，并按照地域进行划分，按用电能力高低进行排序，同时重点标记具有不间断工作设备和对电压稳定性要求高的设备的企业对应的配电线路；
线路使用记录单元：用于对配电线路搭建时间、故障检修记录进行上传记录，并结合线路使用时长对比同批次线路，参考故障率对配电线路稳定性进行综合排序；
优先级排序单元：通过采集的线路信息，对线路承压能力、线路稳定性进行分析，并人工参与辅助程序进行线路承受分压的优先级排序；
线路测试配电单元：日常监控配电线路电流电压，在线路故障时响应，并控制储能系统释放电能；
电压泄压分配控制单元：用于按照优先级或设定规律控制线路测试配电单元，间接控制储能系统释放电能规律；
储能系统：通过配电线路进行充电，在电压不足时向配电线路释放电能补充电压，电压超标时储存电能分担电压。
优选的，所述线路信息统计单元包括线路日常用电量统计模块、用电高低峰记录模块、地域划分建模系统和重点标记模块，所述线路日常用电量统计模块将电量统计数据传输至用电高低峰记录模块进行高低峰记录，然后传输至地域划分建模系统按地域进行划分并建模，所述重点标记模块在基础上依据部分企业进行重点标记。
优选的，所述线路使用记录单元包括线路历史信息上传窗口、故障记录上传窗口和线路故障维修记录云平台，所述线路历史信息上传窗口和故障记录上传窗口将线路历史信息和线路故障记录上传至线路故障维修记录云平台保持。
优选的，所述线路测试配电单元包括线路监测模块、线路故障响应模块和电压释放控制模块，所述线路监测模块监测配电线路并在配电线路故障时触发线路故障响应模块，所述线路故障响应模块控制电压释放控制模块进行电压释放控制操作。
优选的，所述储能系统包括阈值报警反馈模块、阈值设定模块、电量监测模块、储能电池组、充放电模块和监控处理器，所述储能电池组输出端连接监控处理器进行供电，所述监控处理器通过阈值设定模块设定电池电量日常余量值、放电标准阈值，所述电量监测模块监控储能电池组电量并反馈至监控处理器，在达到设定阈值时阈值报警反馈模块反馈信号至监控处理器，所述监控处理器通过输出信号至充放电模块控制储能电池组充放电。
优选的，所述优先级排序单元包括线路承压能力分析模块、管理员编辑模块、线缆稳定性排序程序和电力分配优先级排序程序，所述线路承压能力分析模块和线缆稳定系排序程序传输数据至电力分配优先级排序程序进行优先级排序，其中管理员编辑模块可人工参与编辑线缆稳定系排序程序的排序结果，其中线路承压能力分析模块的分析数据从线路信息统计单元获取，线缆稳定系排序程序的分析数据从线路使用记录单元获取。
优选的，所述电压泄压分配控制单元包括电压优先级分配控制模块和危险线路变化式分压控制模块，所述电压优先级分配控制模块优先级顺序数据从优先级排序单元获取，并用于线路测试配电单元控制储能系统按照优先级顺序数据释放电压。
优选的，所述优先级排序单元依据用电高峰和设备重要性以及线路的稳定性，划分供电分配优先级以及承受电压的优先级和上限值，其公式如下所示：
；
其中，表示线路平均用电量参数，表示线路稳定性参数，x、y均为按照顺
序排列的和的序号，Z线路初始排序序号，得到值后，按照排序程序重新排
序，重新确定Z。
优选的，所述储能系统储能至放电标准阈值时，若故障电路未维修好，则按照优先级将电压以逐步上升式的缓慢释放，并分配到其他配电线路：
;
其中，R(t)是时间t时刻的电阻值，R0是初始电阻值，k是一个正常数，表示电阻随时间变化的速率，随着时间的增加，电阻值会逐渐减小，即输出电压逐渐增大。
优选的，所述储能系统在释放电压时，危险线路位于排序的最后，而输出的电压在其他配电线路分担后还有剩余时，则按顺序向排序考后的危险线路，采用波形和间断式分配电力，并将危险线路分为两组分别承受电压，则两组危险线路承受额外电压随时间的变化公式分别为：
；
K代表整数，t代表波峰段、水平段的时间跨度，、代表小时，、表示电压值。
本发明提供了一种电力用配电供电系统。与现有技术相比具备以下有益效果：
1、该电力用配电供电系统，通过对线路的历史记录、日常使用情况以及线路之间的监测和对比，可先一步分析出线路的承压等各项能力，在线路故障时可以快速响应，将因故障线路损坏关闭导致的其他线路电压集体增大，改成通过系统按照线路的能力合理进行分配，使其他线路承担电压后不会影响用电设备的正常使用，也不会对线路本身造成较大的压力，可避免设备和线路的损坏，综合考虑了多项因素，智能化大数据分析准确快速，为复杂的电力分配提供了依据，也便于日常对线路的管理。
2、该电力用配电供电系统，通过对最开始用电情况的高峰确定线路可承受的上限值，利用线路可承受的上限值排序确定承受电压高低的顺序，同时利用线路故障率和线路上重要设备等综合因素确定线路稳定性的顺序，再利用两个顺序的数字相加确定新的顺序，和相等的以承压电压高的优先，即可得出新的排序，可作为后续分配电压的参考，以此方式层层递进，计算分析有序进行，还可加入其他因素进行计算，计算方便便于人工查错。
3、该电力用配电供电系统，通过设置储能系统来充放电，一方面可在维修较快时直接储存多余的电能，无需其他线路分担，保证了整体的稳定，即使维修较慢，也可在储能达到阈值时控制储能系统逐步的释放电压，释放压力的同时尽量的包装线路的稳定，降低了其他故障的发生。
4、该电力用配电供电系统，通过采用波形的方式输出电压较为平缓，同时又采用间歇的方式，在一条线路输出一段时间（一个t的时间）后归零，然后持续一段时间可让线路有时间冷却，采用此方式可在使用危险线路分担电能的同时，使其有足够的缓冲，进而可持续安全的分担工作，且设置两组线路轮流交替分担，保证了电能有足够的分配途径，多样化的分配方式能更好的利用线路。
附图说明
图1为本发明的系统原理框图；
图2为本发明的危险线路分压波形图。
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做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。
本发明提供四种技术方案：
图1示出了第一种实施方式：一种电力用配电供电系统，包括储能系统和线路测试配电单元，还包括线路信息统计单元、线路使用记录单元、优先级排序单元和电压泄压分配控制单元；
线路信息统计单元：用于日常统计配电设备下各配电线路的电量使用情况，对用电高低峰进行记录，并按照地域进行划分，按用电能力高低进行排序，同时重点标记具有不间断工作设备和对电压稳定性要求高的设备的企业对应的配电线路；
线路使用记录单元：用于对配电线路搭建时间、故障检修记录进行上传记录，并结合线路使用时长对比同批次线路，参考故障率对配电线路稳定性进行综合排序；
优先级排序单元：通过采集的线路信息，对线路承压能力、线路稳定性进行分析，并人工参与辅助程序进行线路承受分压的优先级排序；
线路测试配电单元：日常监控配电线路电流电压，在线路故障时响应，并控制储能系统释放电能；
电压泄压分配控制单元：用于按照优先级或设定规律控制线路测试配电单元，间接控制储能系统释放电能规律；
储能系统：通过配电线路进行充电，在电压不足时向配电线路释放电能补充电压，电压超标时储存电能分担电压。
线路信息统计单元包括线路日常用电量统计模块、用电高低峰记录模块、地域划分建模系统和重点标记模块，线路日常用电量统计模块将电量统计数据传输至用电高低峰记录模块进行高低峰记录，然后传输至地域划分建模系统按地域进行划分并建模，重点标记模块在基础上依据部分企业进行重点标记。
线路使用记录单元包括线路历史信息上传窗口、故障记录上传窗口和线路故障维修记录云平台，线路历史信息上传窗口和故障记录上传窗口将线路历史信息和线路故障记录上传至线路故障维修记录云平台保持。
线路测试配电单元包括线路监测模块、线路故障响应模块和电压释放控制模块，线路监测模块监测配电线路并在配电线路故障时触发线路故障响应模块，线路故障响应模块控制电压释放控制模块进行电压释放控制操作。
储能系统包括阈值报警反馈模块、阈值设定模块、电量监测模块、储能电池组、充放电模块和监控处理器，储能电池组输出端连接监控处理器进行供电，监控处理器通过阈值设定模块设定电池电量日常余量值、放电标准阈值，电量监测模块监控储能电池组电量并反馈至监控处理器，在达到设定阈值时阈值报警反馈模块反馈信号至监控处理器，监控处理器通过输出信号至充放电模块控制储能电池组充放电。
优先级排序单元包括线路承压能力分析模块、管理员编辑模块、线缆稳定性排序程序和电力分配优先级排序程序，线路承压能力分析模块和线缆稳定系排序程序传输数据至电力分配优先级排序程序进行优先级排序，其中管理员编辑模块可人工参与编辑线缆稳定系排序程序的排序结果，其中线路承压能力分析模块的分析数据从线路信息统计单元获取，线缆稳定系排序程序的分析数据从线路使用记录单元获取。
电压泄压分配控制单元包括电压优先级分配控制模块和危险线路变化式分压控制模块，电压优先级分配控制模块优先级顺序数据从优先级排序单元获取，并用于线路测试配电单元控制储能系统按照优先级顺序数据释放电压。
通过对线路的历史记录、日常使用情况以及线路之间的监测和对比，可先一步分析出线路的承压等各项能力，在线路故障时可以快速响应，将因故障线路损坏关闭导致的其他线路电压集体增大，改成通过系统按照线路的能力合理进行分配，使其他线路承担电压后不会影响用电设备的正常使用，也不会对线路本身造成较大的压力，可避免设备和线路的损坏，综合考虑了多项因素，智能化大数据分析准确快速，为复杂的电力分配提供了依据，也便于日常对线路的管理。
图1示出了第二种实施方式，与第一种实施方式的主要区别在于：优先级排序单元依据用电高峰和设备重要性以及线路的稳定性，划分供电分配优先级以及承受电压的优先级和上限值，其公式如下所示：
；
其中，表示线路平均用电量参数，表示线路稳定性参数，x、y均为按照顺
序排列的和的序号，Z线路初始排序序号，得到值后，按照排序程序重新排
序，重新确定Z。
排序的方式按照常见的排序算法，如冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序等。
通过对最开始用电情况的高峰确定线路可承受的上限值，利用线路可承受的上限值排序确定承受电压高低的顺序，同时利用线路故障率和线路上重要设备等综合因素确定线路稳定性的顺序，再利用两个顺序的数字相加确定新的顺序，和相等的以承压电压高的优先，即可得出新的排序，可作为后续分配电压的参考，以此方式层层递进，计算分析有序进行，还可加入其他因素进行计算，计算方便便于人工查错。
第三种实施方式与第二种实施方式的主要区别在于：储能系统储能至放电标准阈值时，若故障电路未维修好，则按照优先级将电压以逐步上升式的缓慢释放，并分配到其他配电线路：
;
其中，R(t)是时间t时刻的电阻值，R0是初始电阻值，k是一个正常数，表示电阻随时间变化的速率，随着时间的增加，电阻值会逐渐减小，即输出电压逐渐增大。
通过设置储能系统来充放电，一方面可在维修较快时直接储存多余的电能，无需其他线路分担，保证了整体的稳定，即使维修较慢，也可在储能达到阈值时控制储能系统逐步的释放电压，释放压力的同时尽量的包装线路的稳定，降低了其他故障的发生。
第四种实施方式与第三种实施方式的主要区别在于：储能系统在释放电压时，危险线路位于排序的最后，而输出的电压在其他配电线路分担后还有剩余时，则按顺序向排序考后的危险线路，采用波形和间断式分配电力，并将危险线路分为两组分别承受电压，则两组危险线路承受额外电压随时间的变化公式分别为：
；
K代表整数，t代表波峰段、水平段的时间跨度，、代表小时，、表示电压值。
通过采用波形的方式输出电压较为平缓，同时又采用间歇的方式，在一条线路输出一段时间（一个t的时间）后归零，然后持续一段时间可让线路有时间冷却，采用此方式可在使用危险线路分担电能的同时，使其有足够的缓冲，进而可持续安全的分担工作，且设置两组线路轮流交替分担，保证了电能有足够的分配途径，多样化的分配方式能更好的利用线路。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术，且各电器的型号参数不作具体限定，需依照具体使用的电器。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种电力用配电供电系统，包括储能系统和线路测试配电单元，其特征在于：还包括线路信息统计单元、线路使用记录单元、优先级排序单元和电压泄压分配控制单元；
线路信息统计单元：用于日常统计配电设备下各配电线路的电量使用情况，对用电高低峰进行记录，并按照地域进行划分，按用电能力高低进行排序，同时重点标记具有不间断工作设备和对电压稳定性要求高的设备的企业对应的配电线路；
线路使用记录单元：用于对配电线路搭建时间、故障检修记录进行上传记录，并结合线路使用时长对比同批次线路，参考故障率对配电线路稳定性进行综合排序；
优先级排序单元：通过采集的线路信息，对线路承压能力、线路稳定性进行分析，并人工参与辅助程序进行线路承受分压的优先级排序；
线路测试配电单元：日常监控配电线路电流电压，在线路故障时响应，并控制储能系统释放电能；
电压泄压分配控制单元：用于按照优先级控制线路测试配电单元，间接控制储能系统释放电能规律；
储能系统：通过配电线路进行充电，在电压不足时向配电线路释放电能补充电压，电压超标时储存电能分担电压；
所述储能系统储能至放电标准阈值时，若故障电路未维修好，则按照优先级将电压以逐步上升式的缓慢释放，并分配到其他配电线路；
所述储能系统在释放电压时，危险线路位于排序的最后，而输出的电压在其他配电线路分担后还有剩余时，则按顺序向排序靠后的危险线路，采用波形和间断式分配电力，并将危险线路分为两组分别承受电压。
2.根据权利要求1所述的一种电力用配电供电系统，其特征在于：所述线路信息统计单元包括线路日常用电量统计模块、用电高低峰记录模块、地域划分建模系统和重点标记模块，所述线路日常用电量统计模块将电量统计数据传输至用电高低峰记录模块进行高低峰记录，然后传输至地域划分建模系统按地域进行划分并建模，所述重点标记模块在基础上依据部分企业进行重点标记。
3.根据权利要求1所述的一种电力用配电供电系统，其特征在于：所述线路使用记录单元包括线路历史信息上传窗口、故障记录上传窗口和线路故障维修记录云平台，所述线路历史信息上传窗口和故障记录上传窗口将线路历史信息和线路故障记录上传至线路故障维修记录云平台保持。
4.根据权利要求1所述的一种电力用配电供电系统，其特征在于：所述线路测试配电单元包括线路监测模块、线路故障响应模块和电压释放控制模块，所述线路监测模块监测配电线路并在配电线路故障时触发线路故障响应模块，所述线路故障响应模块控制电压释放控制模块进行电压释放控制操作。
5.根据权利要求1所述的一种电力用配电供电系统，其特征在于：所述储能系统包括阈值报警反馈模块、阈值设定模块、电量监测模块、储能电池组、充放电模块和监控处理器，所述储能电池组输出端连接监控处理器进行供电，所述监控处理器通过阈值设定模块设定电池电量日常余量值、放电标准阈值，所述电量监测模块监控储能电池组电量并反馈至监控处理器，在达到设定阈值时阈值报警反馈模块反馈信号至监控处理器，所述监控处理器通过输出信号至充放电模块控制储能电池组充放电。
6.根据权利要求1所述的一种电力用配电供电系统，其特征在于：所述优先级排序单元包括线路承压能力分析模块、管理员编辑模块、线缆稳定性排序程序和电力分配优先级排序程序，所述线路承压能力分析模块和线缆稳定系排序程序传输数据至电力分配优先级排序程序进行优先级排序，其中管理员编辑模块可人工参与编辑线缆稳定系排序程序的排序结果，其中线路承压能力分析模块的分析数据从线路信息统计单元获取，线缆稳定系排序程序的分析数据从线路使用记录单元获取。
7.根据权利要求1所述的一种电力用配电供电系统，其特征在于：所述电压泄压分配控制单元包括电压优先级分配控制模块和危险线路变化式分压控制模块，所述电压优先级分配控制模块优先级顺序数据从优先级排序单元获取，并用于线路测试配电单元控制储能系统按照优先级顺序数据释放电压。
8.根据权利要求1所述的一种电力用配电供电系统，其特征在于：所述优先级排序单元依据用电高峰和设备重要性以及线路的稳定性，划分供电分配优先级以及承受电压的优先级和上限值，其公式如下所示：
；
其中，表示线路平均用电量参数，/>表示线路稳定性参数，x、y均为按照顺序排列的和/>的序号，Z线路初始排序序号，得到/>值后，按照排序程序重新排序，重新确定Z。
9.根据权利要求1所述的一种电力用配电供电系统，其特征在于：所述储能系统以逐步上升式的缓慢释放的公式为：
；
其中，是时间t时刻的电阻值，/>是初始电阻值，k是一个正常数，表示电阻随时间变化的速率，随着时间的增加，电阻值会逐渐减小，即输出电压逐渐增大。
10.根据权利要求1所述的一种电力用配电供电系统，其特征在于：所述储能系统在释放电压时，两组危险线路承受额外电压随时间的变化公式分别为：
；
；
K代表整数，t代表波峰段、水平段的时间跨度，、/>代表小时，/>、/>表示电压值。
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