一種基于可擴(kuò)容能力的低電壓動態(tài)預(yù)判斷方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于可擴(kuò)容能力的低電壓動態(tài)預(yù)判斷方法，包括：獲取配電網(wǎng)當(dāng)前配電變壓器容量,計(jì)算線路中允許接入的最大配變?nèi)萘?若用電量Q'≥SLT，則判斷線路會出現(xiàn)低電壓，若SLT≥Q'≥S′LT則通過電壓動態(tài)波動估算模型進(jìn)行判斷。本發(fā)明所述的方法通過基于可擴(kuò)容能力的配變?nèi)萘考皠討B(tài)電壓波動進(jìn)行判別，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)條件下低電壓分布及其可能性的迅速判定，提高低壓判斷的準(zhǔn)確率，以保證治理后的電壓質(zhì)量滿足農(nóng)村居民的生產(chǎn)和生活要求。
【專利說明】
一種基于可擴(kuò)容能力的低電壓動態(tài)預(yù)判斷方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種低電壓判斷方法，具體涉及一種基于可擴(kuò)容能力的低電壓動態(tài)預(yù) 判斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村電網(wǎng)的負(fù)荷巨增，用戶的用電需求不斷提高，而我 國農(nóng)網(wǎng)線路過長、線徑過細(xì)、升壓、補(bǔ)償設(shè)備不足，導(dǎo)致農(nóng)網(wǎng)末端電壓、功率因數(shù)過低，嚴(yán)重 影響了農(nóng)網(wǎng)用戶的正常用電，所以必須采取一系列的電壓調(diào)節(jié)措施，才能保證電壓滿足電 網(wǎng)規(guī)定的要求。電網(wǎng)用戶如果電壓過低、功率因數(shù)過低，會出現(xiàn)設(shè)備無法啟動，設(shè)備運(yùn)行不 正常，影響用戶的正常用電。目前農(nóng)網(wǎng)的低電壓治理均是在一條線路上安裝單臺無功補(bǔ)償 設(shè)備，設(shè)備間無通訊，不能統(tǒng)一控制、成本高、電壓治理效果不明顯。因此，需要提出一種農(nóng) 村配電網(wǎng)低預(yù)判斷方法，能夠?qū)r(nóng)村配電網(wǎng)中的低電壓原因進(jìn)行準(zhǔn)確分析，從而針對于會 造成低電壓的原因提早作出針對性的解決方案，保證后續(xù)電壓質(zhì)量的治理，滿足農(nóng)村居民 的生產(chǎn)和生活要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于可擴(kuò)容能力的低電壓動態(tài)預(yù)判斷方法，該方法可 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)條件下低電壓分布及其可能性的迅速判定，提高低壓判斷的準(zhǔn)確率，以保證 治理后的電壓質(zhì)量滿足農(nóng)村居民的生產(chǎn)和生活要求。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
[0005] -種基于可擴(kuò)容能力的低電壓動態(tài)預(yù)判斷方法，包括以下步驟：
[0006] (1)獲取配電網(wǎng)當(dāng)前配電變壓器容量f LT;
[0007] (2)計(jì)算線路中允許接入的最大配變?nèi)萘縎lt = Sl*c[/0/A，其中，式中Sl表示導(dǎo)線的 持續(xù)容許負(fù)荷，α表示饋線負(fù)載率上限值，β表示需用系數(shù)，λ表示負(fù)荷同時率；
[0008] (3)統(tǒng)計(jì)各季節(jié)且用電高峰期時用戶端總的用電量Q' ；
[0009] (4)若用電量Q'彡SLT，則判斷線路會出現(xiàn)低電壓，若SLT彡Q'彡S\ T則通過以下步驟 進(jìn)行判斷：
[0010] (A)建立線路末端電壓動態(tài)波動估算模型：
[0011]
[0012] 其中，AV表示負(fù)載接入前后線路末端電壓波動范圍，Π )表示各線路段的單位長度 電阻，1〇表示各線路段的長度，U〇表示線路標(biāo)稱電壓，f表示線路各節(jié)點(diǎn)接入的戶均容量，節(jié) 點(diǎn)N為線路末端節(jié)點(diǎn)，當(dāng)N取值為1時，表示一戶接入線路；
[0013] (B)統(tǒng)計(jì)所選區(qū)域居民戶均家電擁有量η及不同類型家用電器數(shù)量m，計(jì)算戶均最 大負(fù)荷：
[0014]
[0015] 其中，u表示所選區(qū)域內(nèi)全部家用電器使用同時率;Kx表示需用系數(shù)，家電的實(shí)際 功率與額定功率的比值;Ρ Η表示家用電器額定功率；
[0016] (C)根據(jù)步驟(Β)得到的戶均最大負(fù)荷，計(jì)算戶均容量 其 / 中，η表示配變負(fù)載率，cos ρ表示功率因數(shù)；
[0017] (D)統(tǒng)計(jì)所選區(qū)域戶均人口，根據(jù)得到的戶均最大負(fù)荷P'，計(jì)算人均生活用電量Q =Ρ' *h/r，其中，h表示最大負(fù)荷利用小數(shù)，r表示戶均人口；
[0018] (E)計(jì)算母線與線路裝接配變的高壓側(cè)電壓偏差A(yù)U;
[0019] (F)當(dāng)△ △ U時，則判斷線路不會出現(xiàn)低電壓，檔△ V> △ U時，則判線路出現(xiàn)低 電壓；
[0020] 步驟(E)所述電壓偏差A(yù)U通過以下步驟計(jì)算獲得：
[0021] (a)測量單回配電線路母線的長度L、供電負(fù)荷P，電阻Π )和電抗xo,并根據(jù)線路的選 型確定線路的功率因數(shù)
[0022] (b)通過公式M = P · L，計(jì)算得到單回配電線路的單點(diǎn)負(fù)荷矩Μ;
[0023] (c)通過公式M = L/ _Δ?//0-η+Λν^)計(jì)算得到母線與線路裝接配變的高壓側(cè)電壓 偏差A(yù) U，其中，U為上級額定電壓。
[0024] 由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明所述的基于可擴(kuò)容能力的低電壓動態(tài)預(yù)判斷方法， 通過線路末端電壓波動及負(fù)荷矩測算方法相結(jié)合，以及對配電線路與負(fù)荷矩相比較，可實(shí) 現(xiàn)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)條件下低電壓分布及其可能性的迅速判定；另通過配變線路兩側(cè)的壓降計(jì)算， 得出各級電網(wǎng)設(shè)備在不同情景下的電壓降影響貢獻(xiàn)率，分析產(chǎn)生低電壓的主要環(huán)節(jié)，提高 了低壓預(yù)測評估的準(zhǔn)確率。
【具體實(shí)施方式】
[0025] -種基于可擴(kuò)容能力的低電壓動態(tài)預(yù)判斷方法，具體包括以下步驟：
[0026] S1:獲取配電網(wǎng)當(dāng)前配電變壓器容量f LT;
[0027] S2:計(jì)算線路中允許接入的最大配變?nèi)萘縎LT = SL*a/0/X，其中，式中Sl表示導(dǎo)線的 持續(xù)容許負(fù)荷，a表示饋線負(fù)載率上限值，β表示需用系數(shù)，λ表示負(fù)荷同時率，一般取0.95， 其用電系數(shù)β以及饋線負(fù)載率上限值α，分別根據(jù)選擇的區(qū)域及電纜網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行查表確 定。
[0028] S3:統(tǒng)計(jì)各季節(jié)且用電高峰期時用戶端總的用電量Q' ；
[0029] S4:若用電量Q'彡SLT，則判斷線路會出現(xiàn)低電壓，若SLT彡Q'彡S\T則通過以下步驟 進(jìn)行判斷：
[0030] A:建立線路末端電壓波動估算模型：
[0031]
[0032] 其中，AV表示負(fù)載接入前后線路末端電壓波動范圍，ro表示各線路段的單位長度 電阻，1〇表示各線路段的長度，Uo表示線路標(biāo)稱電壓，f表示線路各節(jié)點(diǎn)接入的戶均容量，節(jié) 點(diǎn)N為線路末端節(jié)點(diǎn)，當(dāng)N取值為1時，表示一戶接入線路。
[0033] B:統(tǒng)計(jì)所選區(qū)域居民戶均家電擁有量η及不同類型家用電器數(shù)量m，計(jì)算戶均最大 負(fù)荷：
[0034]
[0035] 其中，u表示所選區(qū)域內(nèi)全部家用電器使用同時率;Kx表示需用系數(shù)，家電的實(shí)際 功率與額定功率的比值;Ρ Η表示家用電器額定功率。
[0036] C:根據(jù)步驟(Β)得到的戶均最大負(fù)荷，計(jì)算戶均容I I其中， / t η表示配變負(fù)載率，CGS少表示功率因數(shù)。
[0037] 根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，配變平均負(fù)荷一般為配變最大負(fù)荷的30%左右，對應(yīng)平均負(fù)荷不 低于配變?nèi)萘?0%的標(biāo)準(zhǔn)，則最大負(fù)荷對應(yīng)的配變負(fù)載率下限即為67%，即配變負(fù)載率的 合理范圍應(yīng)為67%彡η彡80%。即彡S'彡1.4P'
[0038] D:統(tǒng)計(jì)所選區(qū)域戶均人口，根據(jù)得到的戶均最大負(fù)荷K，計(jì)算人均生活用電量Q = P' *h/r，其中，h表示最大負(fù)荷利用小數(shù)，r表示戶均人口。
[0039] E:計(jì)算母線與線路裝接配變的高壓側(cè)電壓偏差A(yù)U，具體計(jì)算步驟如下：
[0040] a:測量單回配電線路母線的長度L、供電負(fù)荷P，電阻ro和電抗X0,并根據(jù)線路的選 型確定線路的功率因數(shù)CMP，該功率因數(shù)一般取0.9。
[0041] b:通過公式M = P · L，計(jì)算得到單回配電線路的單點(diǎn)負(fù)荷矩M;
[0042] c:通過公式厶【/ =匕+七扠&^1//^/計(jì)算得到母線與線路裝接配變的高壓側(cè) 電壓偏差A(yù) U，其中，U為上級額定電壓。
[0043]該步驟中，公式的推導(dǎo)如下：
[0044]負(fù)荷矩是指在滿足某一允許電壓損失條件下，用電負(fù)荷與供電線路長度的乘積， 即M=P*L。當(dāng)負(fù)荷矩一定時，用電負(fù)荷與線路長度成反比。
[0045] 其配電線路壓降模型及公式計(jì)算如下：
[0046]
[0047]根據(jù)三角函數(shù)原理，將上述公式進(jìn)行ΙΛ進(jìn)行展開得到
[0050] 將上式（1)簡化為
[0048]
[0049]
[0051] Ui= (U2+ Δ U)+j5U
[0052] 則又可得
[0053]
(2)
[0054] 根據(jù)相位角關(guān)系，或所謂功率角則為
[0055]
[0056]由于一般情況下，U2+ Δ U多δυ，可將式(2)按兩項(xiàng)式定理展開，取其前兩項(xiàng)，得
(S)[0058] 又由于上式(3)中第三項(xiàng)本身不大，可略去其分母上的AU，得
[0057]
[0059] - (4)
[0064]從而得出負(fù)荷矩理論計(jì)算公式如下：[0065] (5)
[0060] 對一般線路，上式(4)已足夠精確，如需進(jìn)一步簡化，還可略去其中第三項(xiàng)，即略去 如，得
[0061]
[0062]
[0063]
[0066] (6)
[0067] S6:當(dāng)Δ V彡Δ U時，則判斷線路不會出現(xiàn)低電壓，檔Δ V> Δ U時，則判線路出現(xiàn)低 電壓。
[0068] 以上所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范 圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方 案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于可擴(kuò)容能力的低電壓動態(tài)預(yù)判斷方法，其特征在于，包括W下步驟： (1) 獲取配電網(wǎng)當(dāng)前配電變壓器容量s\t ; (2) 計(jì)算線路中允許接入的最大配變?nèi)萘縎LT = SL*a/0A，其中，式中Sl表示導(dǎo)線的持續(xù) 容許負(fù)荷，α表示饋線負(fù)載率上限值，β表示需用系數(shù)，λ表示負(fù)荷同時率； (3) 統(tǒng)計(jì)各季節(jié)且用電高峰期時用戶端總的用電量Q' ； (4) 若用電量Q'^Slt，則判斷線路會出現(xiàn)低電壓，若則通過W下步驟進(jìn)行 判斷： (A) 建立線路末端電壓動態(tài)波動估算模型：其中，Δν表示負(fù)載接入前后線路末端電壓波動范圍，ro表示各線路段的單位長度電阻， 1〇表示各線路段的長度，Uo表示線路標(biāo)稱電壓，少表示線路各節(jié)點(diǎn)接入的戶均容量，節(jié)點(diǎn)N為 線路末端節(jié)點(diǎn)，當(dāng)N取值為1時，表示一戶接入線路； (B) 統(tǒng)計(jì)所選區(qū)域居民戶均家電擁有量η及不同類型家用電器數(shù)量m，計(jì)算戶均最大負(fù) 荷：其中，U表示所選區(qū)域內(nèi)全部家用電器使用同時率;Κχ表示需用系數(shù)，家電的實(shí)際功率與 額定功率的比值;扣表示家用電器額定功率； (C) 根據(jù)步驟(Β)得到的戶均最大負(fù)荷，計(jì)算戶均容量y = P'〇/：7/c〇w)其中，η表 I / 示配變負(fù)載率，cos 表示功率因數(shù). (D) 統(tǒng)計(jì)所選區(qū)域戶均人口，根據(jù)得到的戶均最大負(fù)荷P/，計(jì)算人均生活用電量Q = P/* h/r，其中，h表示最大負(fù)荷利用小數(shù)，r表示戶均人口； (E) 計(jì)算母線與線路裝接配變的高壓側(cè)電壓偏差Δυ; (F) 當(dāng)Δν《Δυ時，則判斷線路不會出現(xiàn)低電壓，檔Δν>Δυ時，則判線路出現(xiàn)低電壓。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可擴(kuò)容能力的低電壓動態(tài)預(yù)判斷方法，其特征在于:步驟 化)所述電壓偏差Δυ通過W下步驟計(jì)算獲得： (a) 測量單回配電線路母線的長度L、供電負(fù)荷Ρ，電阻ro和電抗Χ0,并根據(jù)線路的選型確 定線路的功率因數(shù)cas0; (b) 通過公式M=P · L，計(jì)算得到單回配電線路的單點(diǎn)負(fù)荷矩Μ; (C)通過公式始=1/.Δ?//(/^:ι十Λ·,麻巧)計(jì)算得到母線與線路裝接配變的高壓側(cè)電壓偏差 Δυ，其中，U為上級額定電壓。
【文檔編號】G06F19/00GK105975745SQ201610270671
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】石雪梅, 葛斐, 王旭陽, 楊衛(wèi)紅, 趙鋒
【申請人】國網(wǎng)安徽省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院