工业园住宅区电网节能降耗电站选址法
【技术领域】
[0001]输配电工程。
【背景技术】
[0002]社会电网向工业园住宅区供电，都是以额定的配电网电压供至工业园住宅区的电站，经工业园住宅区的电站降至线压380V、相压220V，再经工业园住宅区内的电网送至园区的各点负荷。电网线路送电必有路损，路损占供电总量的5?10%。科学配置工业园住宅区的电站，首先可以节省园区电网线路的建设投资，更重要的是园区电网运行的路损电能可以显著节约，而且路损的降低也意味着线路压降的减少，有利提供优质电力的额定电压。园区电站选址，涉及电力因素、非电力因素两个方面，现行的园区电站选址，受非电力因素中的建筑布局影响多。依电力因素选址，虽然已经知道电站应当建在负荷面(工业园住宅区)的负荷中心，但是由于缺乏当今“大数据时代”的应用数学手段，常以园区的地理中心代替负荷中心，致使园区电网运行路损大。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:能使工业园住宅区的园区电网减少建设投资，节省长期运行时时产生的路损电能的电站选址问题。
[0004]采用的技术方案是:由园区内的各个点负荷的年用电量Kwh，两两求得若干两个点负荷间的“虚拟负荷中心”，逐级收敛逼近到该园区的负荷中心。然后再据城建规划、社会生产发展调定，并且避让地理局限，综合遴定园区电站地址。
[0005]本发明的作图求解程序是:
[0006]程序1、确定“点负荷群”
[0007]在园区的地理详图上(图1)，标出各点负荷所在位置点(经玮度)，并顺序编号。再在编号旁标明该点负荷的年负荷量Kwh，如图1的“I点，A(10M)Kwh”。以此类推。
[0008]程序2、点负荷连线成“负荷对”
[0009]顺序将相邻点负荷连以直线组成负荷对，如图1，在1、2两点间连一直线，两点成对，得1-2线。以此类推。
[0010]程序3、测量负荷对间距
[0011]用长度尺量得各负荷对连线的长度，记录待算，如图1的1-2线长48mm。以此类推。
[0012]程序4、求找各负荷对的“虚拟负荷中心”
[0013]园区电站选址关键，一是降低园区电网建设投资，二是减少电网路损。这都要求园区电站建在园区的负荷中心；并使园区电站通往各点负荷的线径，尽可能在其所连直线旁曲折前行趋直。
[0014]导线截面S，与其长度L和输送的用电量P之积(负荷矩)PL成正比；与导线长度L产生的压降损失百分数u和导线材质系数K之积Ku成反比，即S = PL/Ku。
[0015]园区电站是采用同样导线和同样压降损失百分数向各点负荷送电的。各点负荷的功率因素应尽可能大，如近似I计，则可用上式来求找负荷对的虚拟负荷中心。
[0016]两点之间直线最短，所以负荷对的虚拟负荷中心处于负荷对之间的直线上，线路建设投资最少，建成运行路损最小。
[0017]虚拟负荷中心向两端的点负荷送电的负荷矩:大负荷点是大功率P、小长度1，即Pl ;小负荷点是小功率P、大长度L，即pL。因采用同样导线、同样压降送电，其导线截面S相等，故有Pl = PL，即P/p = L/lo即是:虚拟负荷中心将负荷对间距分成一长一短的两段，距大负荷点是短段，距小负荷点是长段，长短两段长度比与两点负荷用电量成反比，据此，找到各负荷对的虚拟负荷中心；并将负荷对的用电量之和标在近旁，如图1中的1、2两点间的、点，(12M)kwh”。以此类推。
[0018]程序5、“虚拟负荷中心群”逐级逼近负荷中心
[0019]将上述点负荷群求得的虚拟负荷中心，再按程序2至程序4，求得虚拟负荷中心群的虚拟负荷中心，即收敛一级的虚拟负荷中心。以此类推，逐级逼近到现时负荷中心，如图1 中的 aO1 点，(12M)Kwh” 与 “02点，(9M) Kwh” 求得的负荷中心 EC (21M) Kwh。
[0020]程序6、据城建规划生产发展调定(用于社会电网变电站)
[0021]电站是永久性建筑，必须顾及城建规划和社会生产的发展。城建规划可能增减点负荷。社会生产发展可能使现有点负荷增减用电量。因此需要以上同法类推，求得今后三年末、五年末、十年末的3个规划的未来负荷中心，连同上面求得的现时负荷中心，用此4点可求得一个立脚现在，兼顾未来的负荷中心。
[0022]程序7、避让地理局限(用于社会电网变电站)
[0023]以上由电力、社会因素求得的负荷中心，还应当避让地理因素的局限，躲开山川湖泽以及污秽区、鸟害区、覆冰区、雷击区、采空区所有不宜建站的地方，向最大点负荷移动，并向赖以生存的城镇靠拢，选做电站地址，读得经玮度、地名，记录在案。然后踏查认定。
[0024]程序8、心点连线求和得电网最小总里程
[0025]将负荷中心与各点负荷连以直线，得各个心点距，求其点和，便得园区(负荷区)电网总里程的最小值。实际线径会有曲折变化；但此电网最小总里程能给出电网建设投资下限。
[0026]本发明的有益效果是:①电站逼近负荷中心，至各点负荷的总线径最短，电网建设投资最少，运行路损最小。②虚拟负荷中心逐级收敛逼近负荷中心，建立在选择导线截面计算公式的基础上，立论科学，符合电力科技规律。③方法涵盖了电力科技和非电力科技涉电的诸多因素，并且虑及近期、中期、远期的社会发展，建站选址周全前瞻。④采取应用数学的逐级收敛逼近法，便于使用迭代程序，符合大数据要求的全部数据参与决策，从根本上保证了选址的科学准确。
【附图说明】
[0027]图1示虚拟负荷中心逐级收敛作图法
[0028]图中:1点、2点、3点、4个为4各点负荷，A、B、C、D为其用电量，单位为Kwh，随后括号内的10M、2M、3M、6M为算例值办為分别为1、2负荷对和3、4负荷对的虚拟负荷中心，随后括号内的12M、9M、为算例值，单位为Kwh ;EC为1、2、3、4四个点负荷形成的负荷区的负荷中心，随后括号内的2IM为算例值，单位为Kwh。
【具体实施方式】
[0029]确定点负荷群时，应选用内容齐全的最新版本地图，并使点负荷包络圈占满全图，四至接近图边。
[0030]点负荷连线成对时，顺序将相邻奇偶点连以直线，如图1的1-2负荷对、3-4负荷对。如遇奇数点负荷，最末点负荷按虚拟负荷中心论处。
[0031]测量负荷对间距时，以毫米为单位，大小适于地图上作图，又有足够精度。
[0032]求解负荷对的虚拟负荷中心步骤:①求负荷对的用电量的比值。如图1中1、2两点用电量的比值为:10MKwh: 2MKwh = 5:1。②求用电量比值和。如图1中1、2两点负荷用电量的比值和为5+1 =6。③以用电量比值和将负荷对间距分成小节。能将这些小节分成两段L、I ;且两段长度比L/1与两点负荷用电量之比P/p成反比的点，便是该两点负荷的虚拟负荷中心。如图1中，以用电量比值和6，将负荷对间距48mm分成8mm长的6节。距I点负荷8mm长处的O1A，将48mm分成8: 40 = I: 5 ；1: 5与两点负荷用电量之比5: I成反比，故该点便是1、2两点负荷的虚拟负荷中心。
【主权项】
1.工业园住宅区电网节能降耗电站选址法，由园区内各点负荷的年用电量，两两求得两个点负荷的虚拟负荷中心，逐级收敛逼近到园区的负荷中心，并据城建规划、社会生产发展、避让地理局限，综合遴定电站地址，其特征是:程序1、确定“点负荷群”，在园区的地理详图上，标出各点负荷所在位置点(经玮度)，并顺序编号；程序2、点负荷连线成“负荷对”，顺序将相邻点负荷连以直线组成负荷对；程序3、测量负荷对间距，用长度尺量得各负荷对连线的长度，记录待算；程序4、求找各负荷对的“虚拟负荷中心”;程序5、“虚拟负荷中心群”逐级逼近负荷中心，将上述点负荷群求得的虚拟负荷中心群，再按程序2至程序4，求得虚拟负荷中心群的虚拟负荷中心，即收敛一级的虚拟负荷中心，以此类推，逐级逼近到现时负荷中心；程序6、据城建规划生产发展调定，以上同法类推，求得今后三年末、五年末、十年末的三个规划的未来负荷中心，连同上面求得的现时负荷中心，用此4个点可求得一个立脚现在，兼顾未来的负荷中心；程序7、避让地理局限，躲开所有不宜建电站的地方，向最大点负荷移动，并向赖以生存的城镇靠拢，读得经玮度、地名，记录在案，然后踏查认定；程序8、心点连线求和得电网最小总里程，将负荷中心与各点负荷连以直线，得各个心点距，求其点和，便得园区(负荷区)电网总里程的最小值。
2.根据权利要求1所述的工业园住宅区电网节能降耗电站选址法，其特征是:求解负荷对的虚拟负荷中心步骤是，①求负荷对用电量的比值；②求用电量的比值和以用电量比值和将负荷对间距分成小节；能将这些小节分成两段L、l，且两段长度比L/1与两点负荷用电量之比P/P成反比的点，便是该两点负荷的虚拟负荷中心。
【专利摘要】工业园住宅区电网节能降耗电站选址法，属于输配电程技术领域。由园区内各点负荷的年用电量，两两求得两个点负荷的虚拟负荷中心，逐级收敛逼近到园区的负荷中心；然后据城建规划、社会生产发展、避让地理局限，综合遴定电站地址。可使园区电网总线径最短，电网建设投资最少，运行路损最小；虚拟负荷中心基于选择导线截面计算公式，符合电力科学规律。用于业园住宅区电站选址；还可用于社会电网内配电网的降压变电站的选址。
【IPC分类】G06Q10-04, G06Q50-06
【公开号】CN104573872
【申请号】CN201510034199
【发明人】徐光第, 刘强, 白建俊
【申请人】山西国科节能有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月20日