一种基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种配电网台区状态分析方法，特别是一种基于负荷矩裕度的配电网 台区状态分析方法。
【背景技术】
[0002] 农村电网作为配电网的重要组成部分，随着农村经济发展，新农村建设对农网供 电能力和供电质量提出了更高要求，农网覆盖的范围和规模不断扩大。电压质量是保障供 电服务的基本条件，近几年家用电器使用量快速增长，台区"低电压"已经成为影响居民生 产生活用电的重大问题，所W低压台区用户接入规划及现有台区负荷裕度状态的分析工作 具有显著意义。
[0003] 由于没有明确的技术原则指导，对于低压台区用户负荷接入及其裕度的研究也相 对较少，具体相关工作仍主要依靠现场作业人员的经验，存在一定盲目性，缺少适用的辅助 方法。此外，当前台区改造工作也相对滞后，往往是在出现问题一段时间后才开展治理工 作，未能有效对台区进行提前分析，确定合理的台区改造实施计划，将"低电压"问题消除在 还未出现或即将出现阶段，W保证居民用电质量和正常生活。根据Q/GDW 1738-2012《配电 网规划设计技术导则》相关规定，低压配电网宜采用福射状结构，380/220V配电网结构示意 所示。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种根据实际台区网络拓扑 与负荷分布情况，经由负荷矩裕度，分析低压配电网台区各杆位接入点的负荷裕度，W适应 规划用户接入与台区负荷发展的一种基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法。 阳〇化]一种基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法，将网架结构简化为所有负荷集 约分布挂接在一条主干线路上的单福射拓扑型式，其中的网架结构为福射型或运行时采用 放射式的其它结构型式的配电网台区中，即台区分支线均在与主干线的连接点上用一个 汇集的大负荷表示；计算在此工况下的负荷矩值选取主干线路中线径最大的线路型 号作为台区基准线型，获得对应功率因数下的负荷矩阔值鸣1^;求解台区负荷矩裕度AF， 其中AF = F"^-F计算;若AF小于零，则表示配电台区状态中的电压质量不能满足当前负 荷用电需求；若A F大于或等于零，则表示配电台区状态中的电压质量能满足当前负荷用 电需求；任选主干线上一点作为拟定新增负荷接入点，则可按下式求解出该点的负荷裕度 AP,
[0007] 其中，Ii为拟定新增负荷接入点至台区主变各段线路长度，单位km ;i = 1，2,… N ; AF为台区负荷矩裕度，单位km ? kW ; AP为待求的可新增负荷裕度，单位kW ;
[0008] 由负荷裕度AP可知配电台区各可能作为接入点的负荷裕度状态。
[0009] 所述负荷矩阔值为对应功率因数下，380V S相供电线路在电压降7%时的负荷 矩、220V单相供电线路在压降10%时的负荷矩。
[0010] 对应功率因数下的负荷矩阔值计算方法如下：查表获得对应导线型号线路的 单位阻抗R"+jX。，在额定电压U。、单位：kV供电下，当其所带负荷与功率因数分别为P、单位： kW和COSd),在供电长度1、单位：km-定的情况下，可求得线路单位负荷矩下的线路损耗
，将末端电压允许最大偏差n代入下式
[0011]
[0012] 即可求得保证线路末端电压质量，满足最低允许电压时基准线型线路的负荷矩阔 值F阔值。
[0013] 综上所述的，本发明相比现有技术如下优点：
[0014] 本发明首次提出"负荷矩裕度"的概念，结合台区网架与负荷现状，将其应用于低 压配电网台区的状态分析研究，便于配网规划人员掌控台区现有网架结构是否满足负荷的 发展需求，获取还可允许的负荷增长裕度信息，一方面可应用于选定合适的负荷接入位置， 另一方面可便于适时将台区的改造计划纳入配网滚动规划，保证台区用户生活及家庭经 济稳步发展。
【附图说明】
[0015] 图1是本发明中一种基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法布局流程图。
[0016] 图2是380/220V配电网结构示意图。
[0017] 图3是本发明中实际台区拓扑简化后的主干线接线示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。
[0019] 实施例1
[0020] 一种基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法，将网架结构简化为所有负荷集 约分布挂接在一条主干线路上的单福射拓扑型式，其中的网架结构为福射型或运行时采用 放射式的其它结构型式的配电网台区中，即台区分支线均在与主干线的连接点上用一个汇 集的大负荷表示；计算在此工况下的负荷矩值选取主干线路中线径最大的线路型号 作为台区基准线型，获得对应功率因数下的负荷矩阔值;求解台区负荷矩裕度A F，其 中AF=F阔值-F计算;若AF/J、于零，则表示配电台区化态中自勺电压质量不能满足当前负 荷用电需求；若A F大于或等于零，则表示配电台区状态中的电压质量能满足当前负荷用 电需求；任选主干线上一点作为拟定新增负荷接入点，则可按下式求解出该点的负荷裕度 AP,
阳0巧其中，Ii为拟定新增负荷接入点至台区主变各段线路长度，单位km ;i = 1，2,… N ; A F为台区负荷矩裕度，单位km ? kW ; A P为待求的可新增负荷裕度，单位kW ;
[0023] 由负荷裕度AP可知配电台区各可能作为接入点的负荷裕度状态。
[0024] W某小区为例，该小区实际低压配电台区为，配变容量为630kVA，网络结构有两回 低压主干线，最长供电距离约为427m，低压主干线主要采用LGJ-150规格导线，部分采用 LGJ-95规格导线，分支线采用LGJ-50、LGJ-25等规格导线，各段线路末端杆塔汇集接入负 荷量及该线路长度如下表所示。
[00巧]表1实际台区主干线路相关参数
[0026]
[0027] 选择LGJ-150为基准线型，其输送负荷矩阔值为40kW，km，通过计算得台区实际负 荷矩为36. 4kW ?虹1，则该干线上的负荷矩裕度AF约为3. 6kW ?虹1，所W该台区可满足当前 负荷用电需求，且仍具有一定负荷发展的空间。下面W A4杆作为负荷接入点来分析其负荷 裕度，负荷对其流经方向上的各段线路都有影响，设A4接入负荷为xkW，贝。
[0029] 注：AF为台区负荷矩裕度；Ii为台变至A4杆各段线路长度，i = 1，2,3;
[0030] 从而可解得A4杆位上的负荷裕度约为18. 75kW。同理，该台区各杆位负荷裕度情 况如表2所示。
[0031] 表2实际台区各杆位负荷裕度
[0032]
[0033] 通过分析可知，不同杆塔可架接的负荷裕度有所差异，当负荷矩裕度一定时，越靠 近台区首端的杆位可容许新增的负荷越大，反之越小。所W在规划较大负荷用户接入点时， 可应用该方法推算当前台区实际可允许接纳负荷的情况，分析最佳用户接入点；同时通过 分析了解台区所含有的负荷裕度结合负荷发展速度判断当前台区网架还可满足居民生产 生活水平的年限，据此开展后续台区改造时间及措施的研究。
[0034] 图1中的1为IOkV线路；2为台区降压变；3为380/220V低压线路；4表示对应接 入点上一个或多个用户的集合。
[0035] 本实施例未述部分与现有技术相同。
【主权项】
1. 一种基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法，其特征在于：将网架结构简化为 所有负荷集约分布挂接在一条主干线路上的单福射拓扑型式，其中的网架结构为福射型或 运行时采用放射式的其它结构型式的配电网台区中，即台区分支线均在与主干线的连接点 上用一个汇集的大负荷表示；计算在此工况下的负荷矩值选取主干线路中线径最大 的线路型号作为台区基准线型，获得对应功率因数下的负荷矩阔值!^"^，求解台区负荷矩 裕度AF，其中AF=F"^-F计算;若ΔΡ小于零，则表示配电台区状态中的电压质量不能满 足当前负荷用电需求；若AF大于或等于零，则表示配电台区状态中的电压质量能满足当 前负荷用电需求；任选主干线上一点作为拟定新增负荷接入点，则可按下式求解出该点的 负荷裕度AP，其中，li为拟定新增负荷接入点至台区主变各段线路长度，单位km;i= 1，2，···Ν;ΔΡ为台区负荷矩裕度，单位km·kW;ΔΡ为待求的可新增负荷裕度，单位kW; 由负荷裕度AP可知配电台区各可能作为接入点的负荷裕度状态。2. 根据权利要求1所述的基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法，其特征在于： 所述负荷矩阔值为对应功率因数下，380VS相供电线路在电压降7%时的负荷矩、220V单 相供电线路在压降10%时的负荷矩。3. 根据权利要求2所述的基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法，其特征在于： 对应功率因数下的负荷矩阔值计算方法如下：查表获得对应导线型号线路的单位阻 抗VjX。，在额定电压U。、单位：kV供电下，当其所带负荷与功率因数分别为P、单位：kW和 cosΦ，在供电长度1、单位：km-定的情况下，可求得线路单位负荷矩下的线路损耗ΔU。％:将末端电压允许最大偏差η代入下式即可求得保证线路末端电压质量，满足最低允许电压时基准线型线路的负荷矩阔值F 阔值°
【专利摘要】本发明公开了一种基于负荷矩裕度的配电网台区状态分析方法，将网架结构简化为所有负荷集约分布挂接在一条主干线路上的单辐射拓扑型式，其中的网架结构为辐射型或运行时采用放射式的其它结构型式的配电网台区中，即台区分支线均在与主干线的连接点上用一个汇集的大负荷表示；计算在此工况下的负荷矩值F计算；选取主干线路中线径最大的线路型号作为台区基准线型，获得对应功率因数下的负荷矩阈值F阈值，求解台区负荷矩裕度ΔF，由负荷裕度ΔP可知配电台区各可能作为接入点的负荷裕度状态。本发明一方面可应用于选定合适的负荷接入位置，另一方面可便于适时将台区的改造计划纳入配网滚动规划，保证台区用户生活及家庭经济稳步发展。
【IPC分类】H02J3/00
【公开号】CN105406465
【申请号】CN201510831346
【发明人】宣菊琴, 张林垚, 王凯, 柏强, 郑洁云, 陈明福, 孙胜宪
【申请人】国网福建省电力有限公司, 国家电网公司, 国网福建省电力有限公司经济技术研究院, 福建永福电力设计股份有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月25日