一种基于可扩容能力的低电压动态预判断方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于可扩容能力的低电压动态预判断方法，包括：获取配电网当前配电变压器容量,计算线路中允许接入的最大配变容量,若用电量Q'≥SLT，则判断线路会出现低电压，若SLT≥Q'≥S′LT则通过电压动态波动估算模型进行判断。本发明所述的方法通过基于可扩容能力的配变容量及动态电压波动进行判别，以实现复杂网络条件下低电压分布及其可能性的迅速判定，提高低压判断的准确率，以保证治理后的电压质量满足农村居民的生产和生活要求。
【专利说明】
一种基于可扩容能力的低电压动态预判断方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种低电压判断方法，具体涉及一种基于可扩容能力的低电压动态预 判断方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着经济的发展，农村电网的负荷巨增，用户的用电需求不断提高，而我 国农网线路过长、线径过细、升压、补偿设备不足，导致农网末端电压、功率因数过低，严重 影响了农网用户的正常用电，所以必须采取一系列的电压调节措施，才能保证电压满足电 网规定的要求。电网用户如果电压过低、功率因数过低，会出现设备无法启动，设备运行不 正常，影响用户的正常用电。目前农网的低电压治理均是在一条线路上安装单台无功补偿 设备，设备间无通讯，不能统一控制、成本高、电压治理效果不明显。因此，需要提出一种农 村配电网低预判断方法，能够对农村配电网中的低电压原因进行准确分析，从而针对于会 造成低电压的原因提早作出针对性的解决方案，保证后续电压质量的治理，满足农村居民 的生产和生活要求。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种基于可扩容能力的低电压动态预判断方法，该方法可 实现复杂网络条件下低电压分布及其可能性的迅速判定，提高低压判断的准确率，以保证 治理后的电压质量满足农村居民的生产和生活要求。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
[0005] -种基于可扩容能力的低电压动态预判断方法，包括以下步骤：
[0006] (1)获取配电网当前配电变压器容量f LT;
[0007] (2)计算线路中允许接入的最大配变容量Slt = Sl*c[/0/A，其中，式中Sl表示导线的 持续容许负荷，α表示馈线负载率上限值，β表示需用系数，λ表示负荷同时率；
[0008] (3)统计各季节且用电高峰期时用户端总的用电量Q' ；
[0009] (4)若用电量Q'彡SLT，则判断线路会出现低电压，若SLT彡Q'彡S\ T则通过以下步骤 进行判断：
[0010] (A)建立线路末端电压动态波动估算模型：
[0011]
[0012] 其中，AV表示负载接入前后线路末端电压波动范围，Π )表示各线路段的单位长度 电阻，1〇表示各线路段的长度，U〇表示线路标称电压，f表示线路各节点接入的户均容量，节 点N为线路末端节点，当N取值为1时，表示一户接入线路；
[0013] (B)统计所选区域居民户均家电拥有量η及不同类型家用电器数量m，计算户均最 大负荷：
[0014]
[0015] 其中，u表示所选区域内全部家用电器使用同时率;Kx表示需用系数，家电的实际 功率与额定功率的比值;Ρ Η表示家用电器额定功率；
[0016] (C)根据步骤(Β)得到的户均最大负荷，计算户均容量 其 / 中，η表示配变负载率，cos ρ表示功率因数；
[0017] (D)统计所选区域户均人口，根据得到的户均最大负荷P'，计算人均生活用电量Q =Ρ' *h/r，其中，h表示最大负荷利用小数，r表示户均人口；
[0018] (E)计算母线与线路装接配变的高压侧电压偏差AU;
[0019] (F)当△ △ U时，则判断线路不会出现低电压，档△ V> △ U时，则判线路出现低 电压；
[0020] 步骤(E)所述电压偏差AU通过以下步骤计算获得：
[0021] (a)测量单回配电线路母线的长度L、供电负荷P，电阻Π )和电抗xo,并根据线路的选 型确定线路的功率因数
[0022] (b)通过公式M = P · L，计算得到单回配电线路的单点负荷矩Μ;
[0023] (c)通过公式M = L/ _Δ?//0-η+Λν^)计算得到母线与线路装接配变的高压侧电压 偏差A U，其中，U为上级额定电压。
[0024] 由上述技术方案可知，本发明所述的基于可扩容能力的低电压动态预判断方法， 通过线路末端电压波动及负荷矩测算方法相结合，以及对配电线路与负荷矩相比较，可实 现复杂网络条件下低电压分布及其可能性的迅速判定；另通过配变线路两侧的压降计算， 得出各级电网设备在不同情景下的电压降影响贡献率，分析产生低电压的主要环节，提高 了低压预测评估的准确率。
【具体实施方式】
[0025] -种基于可扩容能力的低电压动态预判断方法，具体包括以下步骤：
[0026] S1:获取配电网当前配电变压器容量f LT;
[0027] S2:计算线路中允许接入的最大配变容量SLT = SL*a/0/X，其中，式中Sl表示导线的 持续容许负荷，a表示馈线负载率上限值，β表示需用系数，λ表示负荷同时率，一般取0.95， 其用电系数β以及馈线负载率上限值α，分别根据选择的区域及电缆网的结构进行查表确 定。
[0028] S3:统计各季节且用电高峰期时用户端总的用电量Q' ；
[0029] S4:若用电量Q'彡SLT，则判断线路会出现低电压，若SLT彡Q'彡S\T则通过以下步骤 进行判断：
[0030] A:建立线路末端电压波动估算模型：
[0031]
[0032] 其中，AV表示负载接入前后线路末端电压波动范围，ro表示各线路段的单位长度 电阻，1〇表示各线路段的长度，Uo表示线路标称电压，f表示线路各节点接入的户均容量，节 点N为线路末端节点，当N取值为1时，表示一户接入线路。
[0033] B:统计所选区域居民户均家电拥有量η及不同类型家用电器数量m，计算户均最大 负荷：
[0034]
[0035] 其中，u表示所选区域内全部家用电器使用同时率;Kx表示需用系数，家电的实际 功率与额定功率的比值;Ρ Η表示家用电器额定功率。
[0036] C:根据步骤(Β)得到的户均最大负荷，计算户均容I I其中， / t η表示配变负载率，CGS少表示功率因数。
[0037] 根据统计分析，配变平均负荷一般为配变最大负荷的30%左右，对应平均负荷不 低于配变容量20%的标准，则最大负荷对应的配变负载率下限即为67%，即配变负载率的 合理范围应为67%彡η彡80%。即彡S'彡1.4P'
[0038] D:统计所选区域户均人口，根据得到的户均最大负荷K，计算人均生活用电量Q = P' *h/r，其中，h表示最大负荷利用小数，r表示户均人口。
[0039] E:计算母线与线路装接配变的高压侧电压偏差AU，具体计算步骤如下：
[0040] a:测量单回配电线路母线的长度L、供电负荷P，电阻ro和电抗X0,并根据线路的选 型确定线路的功率因数CMP，该功率因数一般取0.9。
[0041] b:通过公式M = P · L，计算得到单回配电线路的单点负荷矩M;
[0042] c:通过公式厶【/ =匕+七扠&^1//^/计算得到母线与线路装接配变的高压侧 电压偏差A U，其中，U为上级额定电压。
[0043]该步骤中，公式的推导如下：
[0044]负荷矩是指在满足某一允许电压损失条件下，用电负荷与供电线路长度的乘积， 即M=P*L。当负荷矩一定时，用电负荷与线路长度成反比。
[0045] 其配电线路压降模型及公式计算如下：
[0046]
[0047]根据三角函数原理，将上述公式进行ΙΛ进行展开得到
[0050] 将上式（1)简化为
[0048]
[0049]
[0051] Ui= (U2+ Δ U)+j5U
[0052] 则又可得
[0053]
(2)
[0054] 根据相位角关系，或所谓功率角则为
[0055]
[0056]由于一般情况下，U2+ Δ U多δυ，可将式(2)按两项式定理展开，取其前两项，得
(S)[0058] 又由于上式(3)中第三项本身不大，可略去其分母上的AU，得
[0057]
[0059] - (4)
[0064]从而得出负荷矩理论计算公式如下：[0065] (5)
[0060] 对一般线路，上式(4)已足够精确，如需进一步简化，还可略去其中第三项，即略去 如，得
[0061]
[0062]
[0063]
[0066] (6)
[0067] S6:当Δ V彡Δ U时，则判断线路不会出现低电压，档Δ V> Δ U时，则判线路出现低 电压。
[0068] 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范 围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方 案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1. 一种基于可扩容能力的低电压动态预判断方法，其特征在于，包括W下步骤： (1) 获取配电网当前配电变压器容量s\t ; (2) 计算线路中允许接入的最大配变容量SLT = SL*a/0A，其中，式中Sl表示导线的持续 容许负荷，α表示馈线负载率上限值，β表示需用系数，λ表示负荷同时率； (3) 统计各季节且用电高峰期时用户端总的用电量Q' ； (4) 若用电量Q'^Slt，则判断线路会出现低电压，若则通过W下步骤进行 判断： (A) 建立线路末端电压动态波动估算模型：其中，Δν表示负载接入前后线路末端电压波动范围，ro表示各线路段的单位长度电阻， 1〇表示各线路段的长度，Uo表示线路标称电压，少表示线路各节点接入的户均容量，节点N为 线路末端节点，当N取值为1时，表示一户接入线路； (B) 统计所选区域居民户均家电拥有量η及不同类型家用电器数量m，计算户均最大负 荷：其中，U表示所选区域内全部家用电器使用同时率;Κχ表示需用系数，家电的实际功率与 额定功率的比值;扣表示家用电器额定功率； (C) 根据步骤(Β)得到的户均最大负荷，计算户均容量y = P'〇/：7/c〇w)其中，η表 I / 示配变负载率，cos 表示功率因数. (D) 统计所选区域户均人口，根据得到的户均最大负荷P/，计算人均生活用电量Q = P/* h/r，其中，h表示最大负荷利用小数，r表示户均人口； (E) 计算母线与线路装接配变的高压侧电压偏差Δυ; (F) 当Δν《Δυ时，则判断线路不会出现低电压，档Δν>Δυ时，则判线路出现低电压。2. 根据权利要求1所述的基于可扩容能力的低电压动态预判断方法，其特征在于:步骤 化)所述电压偏差Δυ通过W下步骤计算获得： (a) 测量单回配电线路母线的长度L、供电负荷Ρ，电阻ro和电抗Χ0,并根据线路的选型确 定线路的功率因数cas0; (b) 通过公式M=P · L，计算得到单回配电线路的单点负荷矩Μ; (C)通过公式始=1/.Δ?//(/^:ι十Λ·,麻巧)计算得到母线与线路装接配变的高压侧电压偏差 Δυ，其中，U为上级额定电压。
【文档编号】G06F19/00GK105975745SQ201610270671
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】石雪梅, 葛斐, 王旭阳, 杨卫红, 赵锋
【申请人】国网安徽省电力公司经济技术研究院