一种中压配电网低电压问题分析方法及装置
阅读说明：本技术 一种中压配电网低电压问题分析方法及装置 (A kind of medium voltage distribution network low-voltage problem analysis method and device ) 是由 杨金东 王科 刘红文 聂鼎 黄明 于 2019-08-21 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种中压配电网低电压问题分析方法及装置,获取10kV配网馈线各台区的负荷数据、馈线技术参数、供电半径数据和变电站10kV线路出口断路器负荷数据；利用各台区的负荷数据、馈线技术参数和供电半径数据进行前推回代法的潮流分析计算,获得参考数据表；根据参考数据表自动查找与馈线技术参数和供电半径数据对应的筛选结果；根据筛选结果,分析并输出配网低电压问题的原因数据。本申请的技术方案可以建立参考数据表,并根据参考数据表对配网电压问题进行快速定位和诊断,给出精准的低电压治理技改项目建议,并能支撑偏远地区中压配电网差异化规划建设,节省建设成本。(This application discloses a kind of medium voltage distribution network low-voltage problem analysis method and devices, obtain load data, feeder line technical parameter, radius of electricity supply data and the substation 10kV line outlet breaker load data in each area of 10kV distribution network feeder；It is calculated using the tidal current analysis that the load data in each area, feeder line technical parameter and radius of electricity supply data carry out forward-backward sweep method, obtains reference data table；Search the selection result corresponding with feeder line technical parameter and radius of electricity supply data automatically according to reference data table；According to the selection result, the reason of analyzing and exporting distribution low-voltage problem data.The technical solution of the application can establish reference data table, and distribution voltage problem is quickly positioned and diagnosed according to reference data table, it provides accurately low-voltage and administers technological transformation project suggestion, and medium voltage distribution network differentiation planning construction from far-off regions can be supported, save construction cost.)
技术领域
本申请涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种中压配电网低电压问题分析方法及装置。
背景技术
目前针对由于馈线横截面积、馈线材质、供电半径引起的配网低电压问题通常需要收集大量数据后通过多次计算，再参照相关导则或技术标准才能最终确定由馈线横截面积、馈线材质、供电半径引起低电压问题。这样的处理方式费时耗力效率低。因此，如何对配网低电压问题进行快速甄别，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种中压配电网低电压问题分析方法及装置，能够对配网低电压问题进行快速甄别。
第一方面，本申请提供了一种中压配电网低电压问题分析方法，包括：
获取10kV配网馈线各台区的负荷数据、馈线技术参数和供电半径数据、变电站10kV线路出口断路器负荷数据；
利用各台区的负荷数据、馈线技术参数和供电半径数据进行前推回代法的潮流分析计算，获得参考数据表，所述馈线技术参数包括馈线横截面积和馈线材质，所述参考数据表为不同负荷、不同馈线技术参数和不同供电半径对应的节点电压数据表；
根据所述参考数据表自动查找与所述馈线技术参数和所述供电半径数据对应的筛选结果；
根据所述筛选结果，分析并输出配网低电压问题的原因数据。
结合第一方面，在本申请实施例的一种可实现方式中，
根据所述参考数据表自动查找与所述馈线技术参数和所述供电半径数据对应的筛选结果的步骤包括：
在所述参考数据表中自动查找与所述馈线技术参数中的馈线横截面积相同的第一数据，所述第一数据包括馈线横截面积数据及其对应的节点电压数据；
在所述第一数据中自动查找与所述馈线技术参数中的馈线材质相同的第二数据，所述第二数据包括馈线材质数据及其对应的节点电压数据；
在所述第二数据中自动查找与所述供电半径数据相同的第三数据，所述第三数据即为筛选结果，以及，所述第三数据包括供电半径数据及其对应的节点电压数据。
结合第一方面，在本申请实施例的一种可实现方式中，所述各台区的负荷数据和居民负荷数据从计量自动化系统中获取；
变电站10kV线路出口断路器负荷数据从调度SCADA系统中获取；
其中，台区的负荷数据由计量系统中各用户的负荷数据累加进行校核，剔除异常的数据，其校核计算公式如下：
假设某台区有n个用户，则某采样时刻，台区总负荷由下式表达计算得出：
公式中，Lnt表示t时刻该台区的总负荷，Sj表示该台区每天的线损，Sj从营销管理系统获取；
Δσ＝|Lnt-At|≤m，
公式中，Δσ表示计算所的台区负荷与测量所得台区负荷偏差，m由计算精度要求所确定。
结合第一方面，在本申请实施例的一种可实现方式中，所述各台区的馈线技术参数和供电半径从生产管理系统中获取，所述中压配电网拓扑结构和供电半径从地理信息系统中获取。
第二方面，本申请提供了一种中压配电网低电压问题分析装置，包括：
数据获取模块，用于获取10kV配网馈线各台区的负荷数据、馈线技术参数、供电半径数据和变电站10kV线路出口断路器负荷数据；
数据计算模块，用于根据获取的数据利用前推回代法的潮流分析进行计算，得到计算结果并获得参考数据表，所述馈线技术参数包括馈线横截面积和馈线材质，所述参考数据表为不同负荷、不同馈线技术参数和不同供电半径对应的节点电压数据表；
数据筛选模块，用于根据所述参考数据表自动查找与所述馈线技术参数和所述供电半径数据对应的筛选结果；
结果输出模块，用于根据所述筛选结果，分析并输出配网低电压问题的异常原因数据。
结合第二方面，在本申请实施例的一种可实现方式中，所述数据筛选模块还用于：在所述参考数据表中自动查找与所述馈线技术参数中的馈线横截面积相同的第一数据，所述第一数据包括馈线横截面积数据及其对应的节点电压数据；在所述第一数据中自动查找与所述馈线技术参数中的馈线材质相同的第二数据，所述第二数据包括馈线材质数据及其对应的节点电压数据；在所述第二数据中自动查找与所述供电半径数据相同的第三数据，所述第三数据即为筛选结果，以及，所述第三数据包括供电半径数据及其对应的节点电压数据。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种中压配电网低电压问题分析方法及装置，获取10kV配网馈线各台区的负荷数据、馈线技术参数、供电半径数据和变电站10kV线路出口断路器负荷数据；利用各台区的负荷数据、馈线技术参数和供电半径数据进行前推回代法的潮流分析计算，获得参考数据表；根据参考数据表自动查找与馈线技术参数和供电半径数据对应的筛选结果；根据筛选结果，分析并输出配网低电压问题的原因数据。本申请的技术方案可以建立参考数据表，并根据参考数据表对配网电压问题进行快速定位和诊断，给出精准的低电压治理技改项目建议，并能支撑偏远地区中、低压配电网差异化规划建设，节省建设成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施案例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种中压配电网低电压问题分析方法的流程图；
图2为本申请实施例提供一个简单的馈线线段示意图；
图3为本申请实施例提供的一种台区负荷分布模型的示意图；
图4为本申请实施例提供的第二种台区负荷分布模型的示意图；
图5为本申请实施例提供的第三种台区负荷分布模型的示意图；
图6为本申请实施例提供的一种中压配电网低电压问题分析装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1为本申请实施例提供的一种中压配电网低电压问题分析方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
S101，获取10kV配网馈线各台区的负荷数据、馈线技术参数、供电半径数据和变电站10kV线路出口断路器负荷数据。
可选的，所述各台区的负荷数据和居民负荷数据从计量自动化系统中获取,负荷数据包括台区编号、台区名称、台区负荷数据等等，变电站10kV线路出口断路器负荷数据从调度SCADA系统中获取；
其中，台区的负荷数据由计量系统中各用户的负荷数据累加进行校核，剔除异常的数据，其校核计算公式如下：
假设某台区有n个用户，则某采样时刻，台区总负荷由下式表达计算得出：
公式中，Lnt表示t时刻该台区的总负荷，Sj表示该台区每天的线损，Sj从营销管理系统获取；
Δσ＝|Lnt-At|≤m，
公式中，Δσ表示计算所的台区负荷与测量所得台区负荷偏差，m由计算精度要求所确定。
可选的，所述各台区的馈线技术参数和供电半径从生产管理系统中获取，所述中压配电网拓扑结构和供电半径从地理信息系统中获取。
S102，利用各台区的负荷数据、馈线技术参数和供电半径数据进行前推回代法的潮流分析计算，获得参考数据表，所述馈线技术参数包括馈线横截面积和馈线材质，所述参考数据表为不同负荷、不同馈线技术参数和不同供电半径对应的节点电压数据表。另外，馈线技术参数还包括馈线型号。
S103，根据所述参考数据表自动查找与所述馈线技术参数和所述供电半径数据对应的筛选结果。
S104，根据所述筛选结果，分析并输出配网低电压问题的原因数据。
本申请实施例中的前推回代法是一种结合配网特点的潮流算法，具有编程简单、数值稳定性好、计算效率高等优点。前推回代潮流计算方法有几种形式，其差别体现在有的方法以支路电流和节点电压为迭代量，有的以支路功率和节点电压为迭代量。
对于一条支路来说，流入电流的节点为父节点；流出电流的为子节点。两个通过某节点相连的相邻支路，沿着电流流动的方向，上游支路为父支路；下游支路为子支路。
图2为本申请实施例提供一个简单的馈线线段示意图。以图2中的馈线线段为例，用Pi、Pj、Qi、Qj表示支路i,j的首端功率，PLj、QLj表示节点j的有功负荷和无功负荷，LPj和LQj分别为支路bj上有功和无功功率损耗。节点i+1的有功功率和无功功率为：
其中，
式(1)(2)构成了前推回代的基本方程。
在辐射状的配电子网中，对于支路bj有公式如下：
如果支路bj的末节点vj为末梢负荷节点，则该节点的电流等于流过末梢负荷节点的电流，也即等于该末梢负荷节点的负荷电流即，
节点vj负荷电流可表示为：
式中，PL,j-jQL,j为节点vj负荷功率的共轭；为节点vj电压的共轭。如果支路bj的末节点vj不是末梢负荷节点，则支路电流应为该支路末节点vj电流和其所有子支路的电路之和，即，
式中，d为以节点vj为父节点的支路的集合。
根据式(1)至式(6)，由末梢负荷节点向电源节点递推就可以得到各支路的电流，然后根据式从电源节点向末梢负荷节点回推就可以求得各节点电压。
通过方程的求解得到了全部节点电压以后，就可以进一步计算各类节点的功率以及网络中功率的分布。
本申请实施例中还将建立台区负荷分布模型进一步研究线路电压的问题。模型选取中，把所不需要研究的线路合并为首端负荷，定义为S1；要研究的线路上的负荷定义为S2。S2按负荷均匀分布或等差分布进行处理,如图3、图4和图5所示。
在进行负荷等差分布处理时，按其余节点S2中的首节点和尾节点的比值为3和1/3这两种情况，作为负荷递增和负荷递减的典型代表进行处理。
在计算中未考虑对地电导和对地电纳，变压器等效为串联的电阻和电抗，具体数值由给定的变压器参数求得。同时为便于计算，作如下假设：首端电压对称；三相负荷对称；不考虑线路间的互感及对地电纳；不考虑温度、湿度等气候因素对线路阻抗的影响。
可选的，根据所述参考数据表自动查找与所述馈线技术参数和所述供电半径数据对应的筛选结果的步骤包括：
S201，在所述参考数据表中自动查找与所述馈线技术参数中的馈线横截面积相同的第一数据，所述第一数据包括馈线横截面积数据及其对应的节点电压数据；
S202,在所述第一数据中自动查找与所述馈线技术参数中的馈线材质相同的第二数据，所述第二数据包括馈线材质数据及其对应的节点电压数据；
S203,在所述第二数据中自动查找与所述供电半径数据相同的第三数据，所述第三数据即为筛选结果，以及，所述第三数据包括供电半径数据及其对应的节点电压数据。
图6为本申请实施例提供的一种中压配电网低电压问题分析装置的结构框图。如图6所示，该装置包括：
数据获取模块61，用于获取10kV配网馈线各台区的负荷数据、馈线技术参数、供电半径数据和变电站10kV线路出口断路器负荷数据；
数据计算模块62，用于根据获取的数据利用前推回代法的潮流分析进行计算，得到计算结果并获得参考数据表，所述馈线技术参数包括馈线横截面积和馈线材质，所述参考数据表为不同负荷、不同馈线技术参数和不同供电半径对应的节点电压数据表；
数据筛选模块63，用于根据所述参考数据表自动查找与所述馈线技术参数和所述供电半径数据对应的筛选结果；
结果输出模块64，用于根据所述筛选结果，分析并输出配网低电压问题的异常原因数据。
可选的，所述数据筛选模块还用于：在所述参考数据表中自动查找与所述馈线技术参数中的馈线横截面积相同的第一数据，所述第一数据包括馈线横截面积数据及其对应的节点电压数据；在所述第一数据中自动查找与所述馈线技术参数中的馈线材质相同的第二数据，所述第二数据包括馈线材质数据及其对应的节点电压数据；在所述第二数据中自动查找与所述供电半径数据相同的第三数据，所述第三数据即为筛选结果，以及，所述第三数据包括供电半径数据及其对应的节点电压数据。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种中压配电网低电压问题分析方法及装置，获取10kV配网馈线各台区的负荷数据、馈线技术参数、供电半径数据和变电站10kV线路出口断路器负荷数据；利用各台区的负荷数据、馈线技术参数和供电半径数据进行前推回代法的潮流分析计算，获得参考数据表；根据参考数据表自动查找与馈线技术参数和供电半径数据对应的筛选结果；根据筛选结果，分析并输出配网低电压问题的原因数据。本申请的技术方案可以建立参考数据表，并根据参考数据表对配网电压问题进行快速定位和诊断，给出精准的低电压治理技改项目建议，并能支撑偏远地区中、低压配电网差异化规划建设，节省建设成本。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。