本发明涉及一种配网线路电气参数的描述方法，属电力配网技术领域。
背景技术：
配网线路通常是指电力系统中的10kv供电线路，担任着将电能输送至用户的重要作用。配网线路电压等级低，线路数目多，而目前在电网运维和管理过程中，对配网线路的描述手段应用最广的是绘制配网线路的单相接线图，这种图描述线路的主干线与分支线的接线位置、配变的位置和容量、导线重要接点间的距离、导线型号等等信息，通过这种方法描述的配网线路，直观形象，其线路电气参数可以通过查找技术手册，核对、计算获得，随着电网的发展，配网管理越来越趋于精细化，以往的图例方法将不适应配网的管理和发展的要求，这种方法在许多方面显得并不实用，存在多方面的不足。(1)这种图例的描述方法，不同的运维管理公司采用不一样的方法绘制，接线图不统一，所绘制的信息量，存在或多或少的差异，无法统一使用；(2)在核算导线的长度时，对于不同的计算线段，需要分别累加线路长度，需要对照图例逐一累加，重复劳动量大；(3)在需要计算电路参数时，则更加不方便，需要先根据各类导线型号，查询技术手册获得各型号线路的单位阻抗，同时需要人工识图，对各段线路进行手工累加，由于计算分散，且人工识图，不仅无法实现计算机大批量快速精确计算，也容易产生错误；(4)判断负荷分布，则只能用估计的方式获得，若要获得精确的分布，需要大量的计算，对于复杂的线路，基本无法获得精确的分布结果；(5)当线路改造后，需要对单线图重新绘制，修改工作量大。
技术实现要素：
本发明的目的是，针对传统方法对配网线路的描述存在的问题，本发明公开一种配网线路电气参数的描述方法。
本发明的技术方案如下：一种配网线路电气参数的描述方法，所述方法将任一线路看成统一模型：即对于任一配网线路，其导线通过架设在电杆上向外延伸，(若是电缆，则通过电缆分接箱，其作用等效于电杆，这里统称为电杆)；配网线路可分为主干线和分支线，分支线长度不一，方向各异，分支线下面还可能有次支线；各段导线的型号可以不同，导线长度也不相同；导线上还可能有分段/分支开关，在次分支上，还可能有分布式电源。
所述方法需要的线路数据包括：电杆基数、电杆间的导线长度、各段导线的型号、各分支线位置及各配变的容量。
所述方法包括：
(1)定义主干线的线长矩阵为行向量：
g＝[g1,g2,g3,…,gn]
其中g1为第一基电杆与变电站开关间的导线长度；gi为第i基电杆与前一基电杆的导线距离(单位取m)，n为主干线最大电杆号；主干线可用其线长矩阵g表示。
(2)定义主干线的单位阻抗矩阵为列向量：
zg＝[z1,z2,z3,…,zn]t
其中z1为第一基电杆与变电站开关间的导线的单位长度阻抗(单位ω/m)；zi为第i基电杆与前一基电杆间导线的单位长度阻抗，该元素的值决定于导线型号和导线间距，根据实际导线和间距，查询电工手册可以得到该元素的值，如果第i基杆与第i+m基杆间为同一型号导线，则这段导线对应的阻抗矩阵元素都为同一个值，即zi+1＝zi+2＝…＝zi+m。主干线的线长矩阵和单位长度阻抗矩阵元素数相等，均等于主干线的电杆基数n。
(3)定义从主干线上第i基电杆上分出去的分支线的线长矩阵为行向量：
fi＝[fi1,fi2,fi3,…,fini]
其中fi1为该分支线第一基电杆与分支线对应电杆的导线长度(单位取m)；fij为该分支线的第j基电杆与前一基电杆的导线距离，ni为该分支线最大电杆号。分支线可用其线长矩阵fi表示。
(4)对于分支fi也有伴随的导线单位长度阻抗矩阵，定义分支线fi的单位阻抗矩阵为列向量：
zfi＝[zfi1,zfi2,zfi3,…,zfini]t
其中z1为分支线fi的第一基电杆与主线上第i基电杆间的导线的单位长度阻抗(单位ω/m)；zk为分支线第k基电杆与前一基电杆间导线的单位长度阻抗，该元素的值决定于导线型号和导线间距，根据实际导线和间距，查询电工手册可以得到该元素的值，如果第k基杆与第k+m基杆间为同一型号导线，则这段导线对应的阻抗矩阵元素都为同一个值，即zfik+1＝zfik+2＝…＝zfik+m。分支线的线长矩阵和单位长度阻抗矩阵元素数相等，均等于分支线的电杆基数ni。
(5)定义分支线fi上第j基电杆上的次支线的线长矩阵为行向量:
其中cfi1为该次支线第1基电杆与分支线fi的第j基电杆间的导线长度(单位取m)；fik为该次支线的第k基电杆与前一基电杆的导线距离，nj为该次支线最大电杆号。次分支线可用其线长矩阵cfi表示。
(6)次分支线cfi也有伴随的导线单位长度阻抗矩阵，定义次分支线cfi的单位阻抗矩阵为列向量：
zcfi＝[zcfi1,zcfi2,zcfi3,…,zcfinj]t；
其中z1为次支线cfi的第1基电杆与分支线fi上第j基电杆间的导线的单位长度阻抗(单位ω/m)；zk为次支线第k基电杆与前一基电杆间导线的单位长度阻抗，该元素的值决定于导线型号和导线间距，根据实际导线和间距，查询电工手册可以得到该元素的值，如果第k基杆与第k+m基杆间为同一型号导线，则这段导线对应的阻抗矩阵元素都为同一个值，即zcfik+1＝zcfik+2＝…＝zcfik+m。次支线的线长矩阵和单位长度阻抗矩阵元素数相等，均等于次支线的电杆基数nj。
(7)为了方便对某一段线路进行计算和操作，定义任一向量x，取第i个元素到第j个元素(j>i)构成新的向量记为：
如主干线长度矩阵前20个元素组成新的矩阵仍为行向量，记为:
g(1-20)＝[g1,g2,g3,…,g20]
主干线的单位阻抗矩阵为列向量第3个至第18个元素构成的矩阵仍为列向量，记为:zg(3-18)＝[z3,z4,z5,…,z18]t
(8)定义线路的容量矩阵p，
s＝[s1,s2,s3,…,sn]
其中si为主干线上第i基电杆上通过分支线所带的所有配电变压器的容量之和(单位取kva)，n为主干线最大电杆号。
则线路的容量总和sg为：
(9)若在主干线g上第i基杆上有分段开关fd，则记为：
fd：g-i.
若在线路上fi分支线下的cfj次分支线上的l杆上接有分布式电源pow，则记为：
pow(s)：cfj-l.
其中s为分布式电源的额定容量(单位kva)。
本发明的有益效果是，本发明提出的对配网线路电气参数的描述方法，利用统一的原则对配网线路信息利用矩阵和规定的记录方式描述，不需要绘制线路图样，而能描述配网线路的所有电气参数。本发明提出的方法通过对线路的电杆基数、电杆间的导线长度、各段导线的型号、各分支线位置及各配变的容量等信息建立描述矩阵和描述表达法。这些数据给出后，通过统一的方法记录并存储下来。
本发明具有统一的模型和描述方法，所有线路的电气参数都可以通过同样的格式获得，且存储方便，为计算提供了很多方便，求解任一段导线长度，只需对线路的描述矩阵进行简单的操作即可；在需要计算电路参数时，无需重复查询导线参数和累加线路长度，直接对矩阵进行计算，可以实现软件快速精确计算，大大简化计算时间；本发明还对负荷分布判断提供了方便，通过软件遍历计算，可容易地获得负荷分布特点；当线路改造时，仅需对矩阵数据做小量的修改即可与新线路对应，工作量极小。
附图说明
图1为配网线路示意图。
具体实施方式
本实施例根据本发明提出的方法对线路的电杆基数、电杆间的导线长度、各段导线的型号、各分支线位置及各配变的容量等信息建立描述矩阵和描述表达法。
(1)本实施例求解各段导线的导线长度：
导线主干线g的导线总长度为：
分支线fi的总长度为：
次支线cfi的总长度为：
(2)本实施例对线路阻抗进行操作，计算主干线上第m基电杆处的线路总阻抗zm为：
从线路的变电站开关到fi分支上第j基分支电杆的阻抗值为：
gk为第k基电杆与前一基电杆的导线距离(单位取m)；zk为次支线第k基电杆与前一基电杆间导线的单位长度阻抗；fik为该次支线的第k基电杆与前一基电杆的导线距离。
(3)本实施例在对一线路进行了改造后，根据改造电杆和导线变换的情况，将对线路的线长矩阵和单位阻抗矩阵产生不同的变化：
(a)如果线路电杆不变动，只更换第m基至第m+r基电杆间的导线型号，则线路长度矩阵不变，向量zg中这两电杆间的导线单位长度阻抗矩阵将发生改变，该向量变为：
z1g＝[z1,z2,z3,…,zm,zm+1,…zm+s,z(n+s-r)]t
zg向量中的元素zm+1～zm+r共r个元素需要根据导线型号发生变动；
(b)如果改变了电杆数目，则需要对两个矩阵进行修改，拆除第m基至第m+r基电杆，变成了第m基至第m+s基电杆，则电杆总数变为n+s-r基；这种改造将改变g向量和向量zg中与这新建的s基杆相关的s+1个元素，两个向量变为：
z1g＝[z1,z2,z3,…,zm,zm+1,…zm+s,z(n+s-r)]t；
g向量中的元素gm～gm+r共r+1个元素需要删除，由gm～gm+s共s+1个元素代替，其他元素不变，只是元素的编号发生变动；同样zg向量中的元素zm～zm+r共r+1个元素需要删除，由zm～zm+s共s+1个元素代替，其他元素不变，只是元素的编号发生变动。
(4)本实施例计算主干线负荷容量的分布：
当需要知道主干线上平分或三分总负荷容量的电杆号，可通过软件对描述矩阵进行操作获得，设主干线上将总容量平分的电杆为t，
利用软件进行从第一基杆开始遍历，令sg(1-i)为主干线第1到第i基杆上所带负荷容量之和，则：
当
当
本实施例依据统一的原则对配网线路信息利用矩阵和规定的记录方式描述，不需要绘制线路图样，就能描述配网线路的所有电气参数。