配電臺區(qū)電壓偏低判別方法
【專利摘要】一種配電臺區(qū)電壓偏低判別方法，該方法能夠幫助電網運行管理人員規(guī)劃配電臺區(qū)的改造，檢查改造或新建項目設計是否合理。本發(fā)明是在Matlab的Simulink仿真平臺的基礎上，通過程序自動讀取配電臺區(qū)的主變型號、主線支線接線方式、導線型號、導線長度、負荷大小等信息，或手動輸入信息，對每個配電臺區(qū)在相同負荷條件下進行分析計算，顯示其電壓偏低的程度、末端最低電壓、電壓偏低的范圍，并且就更換線路線徑、改變接線方式兩方面自動提出臺區(qū)改造的最優(yōu)方案。本發(fā)明的方法彌補了以往對單個臺區(qū)精確分析必須分別建立模型的不足，避免了不能對大量配電臺區(qū)進行全面宏觀評估的弱點，可為配電臺區(qū)電壓是否偏低的判斷、配電臺區(qū)改造和新建的設計帶來極大的便利。
【專利說明】配電臺區(qū)電壓偏低判別方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及配電臺區(qū)電壓偏低判別方法，屬電力系統(tǒng)配電網智能用電領域。
【背景技術】
[0003]配電臺區(qū)是直接向用戶供電的網絡，其電能質量的好壞直接影響著用戶的日常生產生活。由于用戶用電量的大幅上升，許多配電臺區(qū)當初建設標準已經落后，大量配電臺區(qū)末端電壓出現偏低現象，影響用戶的日常生產生活。
[0004]電力運維管理部門對低電壓臺區(qū)的改造逐步進行改造升級，由于改造資源有限，不能一次性改造完畢，首先要全面了解所轄范圍內配電臺區(qū)的電壓偏低情況，視嚴重情況確定改造次序。由于配電臺區(qū)數量極多，每個臺區(qū)的具體情況各不相同，臺區(qū)在不同時刻的用電負荷也在不斷變化，無法對配電網進行全面了解。目前確定臺區(qū)電壓是否偏低的主要依據是用戶向供電部門投訴，相關人員再去現場調查測量，才能基本了解該臺區(qū)當時的情況。這樣費時費力，效果也有限。
[0005]本發(fā)明是在Matlab的Simulink仿真平臺的基礎上,通過程序自動讀取配電臺區(qū)的主變型號、主線支 線接線方式、導線型號、導線長度、負荷大小等信息，或手動輸入信息，對每個配電臺區(qū)在相同負荷條件下進行分析計算，顯示其電壓偏低的程度、末端最低電壓、電壓偏低的范圍，并且就更換線路線徑、改變接線方式兩方面自動提出臺區(qū)改造的最優(yōu)方案。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是，提供一種對低壓配電臺區(qū)電壓偏低進行快速判斷的方法，能夠幫助電網運行管理人員規(guī)劃配電臺區(qū)的改造，檢查改造或新建項目設計是否合理。
[0007]為達到此目的，本發(fā)明采用以下技術方案。
[0008]一種對低壓配電臺區(qū)電壓偏低進行快速判斷的方法，包括以下主要內容:
(I)建立需分析的配電臺區(qū)的信息庫，這些信息用于判斷配電臺區(qū)電壓是否偏低和提出改造建議。信息庫包括設備的電氣參數:配電臺區(qū)的配電變壓器的型號容量，每段導線的相數、型號、長度，主要負荷的位置、大小等。也包括相關經濟參數:設備的價格、設計建造成本等。
[0009](2)基于Matlab的Simulink仿真平臺建立配電臺區(qū)的仿真模型，仿真模型由三相1kV交流電源、三相配電變壓器(10kV/400V)、三相導線、三相負荷等部分組成，交流電源連接所述三相配電變壓器的高壓端，三相配電變壓器的低壓端通過三相導線連接三相負荷；這些模型均在Simulink的Powersystem元件庫中可以直接取用。由于Simulink本身功能，模型中的器件可利用Matlab程序對其參數進行賦值，賦值方法是編寫m文件，調用“Set_param ”函數對配電變壓器的容量、導線的阻抗值、負荷的有功無功功率值等進行賦值。
[0010](3)編輯Matlab程序對配電臺區(qū)的信息庫進行自動讀取，可使用“xlsread”命令進行文件讀取。并根據信息，利用如(2)中賦值的方法，對所述仿真模型進行賦值，包括配變、導線、負荷等的電氣參數。
[0011](4)所述仿真模型通過信息庫對所述模型進行賦值，也可經圖形用戶界面(⑶I窗口)顯示所賦參數，并可以根據實際情況，在⑶I窗口相應位置，靈活地改變配電變壓器、導線、負荷等的參數，幫助技術人員對配電臺區(qū)進行設計。
[0012](5)所述仿真模型的仿真結果,是Matlab的Simulink程序根據電路原理自動對所建模型進行仿真，得到模型各設定點的電壓電流值。若對單個配電臺區(qū)進行的仿真分析，可通過GUI窗口顯示仿真結果即各點電壓值、配變出口電流值等，若存在低電壓問題，則調用m文件里的優(yōu)化程序，自動計算并顯示最優(yōu)解決方案；若要對大量臺區(qū)進行全面宏觀了解，需連續(xù)分析多個臺區(qū)，則自動生成文件，使用“xlswrite”進行結果輸出，根據仿真結果記錄每個臺區(qū)的電壓偏低點、末端電壓值，并綜合經濟和技術效果對每個臺區(qū)提出最優(yōu)的解決方案。最優(yōu)解決方案的計算方法，是通過調用m文件里的優(yōu)化程序，改變器件的參數，使模型從成本低向成本高模型變化，直到使全臺區(qū)電壓合格為止，得到的模型器件參數就是最優(yōu)解。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明采用基于Matlab中Simulink的配電臺區(qū)低電壓仿真方法彌補了以往對單個臺區(qū)精確分析必須分別建立模型的不足，避免了不能對大量配電臺區(qū)進行全面宏觀評估的弱點，可為配電臺區(qū)電壓是否偏低的判斷、配電臺區(qū)改造和新建的設計帶來極大的便利。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明【具體實施方式】中電壓偏低判別方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖并通過【具體實施方式】進一步說明本發(fā)明的技術方案。
[0016]圖1是本發(fā)明【具體實施方式】中電壓偏低判別方法的流程示意圖。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明的對配電臺區(qū)低電壓判定方法包括以下步驟。
[0018](I)選擇仿真模式，包括兩種模式:模式I是對單個臺區(qū)進行分析仿真，主要用于了解特定臺區(qū)的現狀、或分析改造建議、或評估新建方案；模式2是對多個臺區(qū)進行宏觀了解，比較不同方案的效果，或分析出問題最嚴重的臺區(qū)，為電網運維管理部門的安排改造計劃提供決策依據。
[0019]仿真模型由三相IOkV交流電源、三相配電變壓器(10kV/400V)、三相導線、三相負荷等部分組成，這些模型均在Simulink的Powersystem元件庫中可以直接取用。由于Simulink本身功能，模型中的器件可利用Matlab程序對其參數進行賦值，賦值方法是編寫m文件，調用“Set_param”函數對配電變壓器的容量、導線的阻抗值、負荷的有功無功功率值等進行賦值。
[0020](2)如果選擇單個分析，則不用數據庫輸入參數，直接由所編輯的⑶I窗口輸入參數，仿真結果及最優(yōu)方案建議也通過GUI窗口直接顯示，方便靈活。GUI窗口顯示的仿真結果即各點電壓值、配變出口電流值等，若存在低電壓問題，則調用m文件里的優(yōu)化程序，優(yōu)化程序的主要原理是，改變器件的參數，使模型從成本低向成本高模型變化，直到使全臺區(qū)電壓合格為止，得到的模型器件參數就是最優(yōu)解自動計算并顯示最優(yōu)解決方案。
[0021 ] (3)如果選擇批量分析模式，則仿真以自動批量方式進行，結果及最優(yōu)方案建議的顯示以文件形式輸出，輸出方式是使用“xlswrite”函數，根據仿真結果記錄每個臺區(qū)的電壓偏低點、末端電壓值，并綜合經濟和技術效果對每個臺區(qū)提出最優(yōu)的解決方案。
[0022]本發(fā)明的仿真模型可以依據需要開展各種情形下的仿真:
(1)在不同功率因數下的低電壓情況；
(2)在不同負荷接入率下的低電壓情況；
(3)在不同負荷模型下的低電壓情況等。
[0023]本發(fā)明還可以方便地擴充其仿真功能，如引入諧波分析、三相不平衡分析、無功補償分析等。
【權利要求】
1.一種配電臺區(qū)電壓偏低判別方法，其特征在于，所述方法包括: (1)建立需分析的配電臺區(qū)的信息庫，這些信息用于判斷配電臺區(qū)電壓是否偏低和提出改造建議；所述信息庫包括設備的電氣參數:配電臺區(qū)的配電變壓器的型號容量，每段導線的相數、型號、長度，主要負荷的位置、大??；還包括相關經濟參數:設備的價格、設計建造成本； (2)基于Matlab的Simulink仿真平臺建立配電臺區(qū)的仿真模型,所述仿真模型由三相1kV交流電源、三相配電變壓器(10kV/400V)、三相導線、三相負荷部分組成，所述交流電源連接所述三相配電變壓器的高壓端，所述三相配電變壓器的低壓端通過三相導線連接三相負荷；模型中的器件可利用Matlab程序對其參數進行賦值；賦值方法是編寫m文件，調用“Set_param ”函數對配電變壓器的容量、導線的阻抗值、負荷的有功無功功率值進行賦值； (3)編輯Matlab程序對配電臺區(qū)的信息庫進行自動讀取，使用“xlsread”命令進行文件讀??；并根據信息，利用如(2)中的賦值方法，對所述仿真模型進行賦值，包括配變、導線、負荷的電氣參數； (4)所述仿真模型通過信息庫對所述模型進行賦值，經圖形用戶界面(GUI窗口)顯示所賦參數，并可根據實際情況，在GUI窗口相應位置，靈活地改變配電變壓器、導線、負荷的參數，幫助技術人員對配電臺區(qū)進行設計； (5)所述仿真模型的仿真結果,是Matlab的Simulink程序根據電路原理自動對所建模型進行仿真，得到模型各設定點的電壓電流值；若對單個配電臺區(qū)進行的仿真分析，可通過GUI窗口顯示仿真結果即各點電壓值、配變出口電流值；若存在低電壓問題，則調用m文件里的優(yōu)化程序，自動計算并顯示最優(yōu)解決方案；若要對大量臺區(qū)進行全面宏觀了解，需連續(xù)分析多個臺區(qū)，則自動生成文件，使用“xlswrite”進行結果輸出，根據仿真結果記錄每個臺區(qū)的電壓偏低點、末端電壓值，并綜合經濟和技術效果對每個臺區(qū)提出最優(yōu)的解決方案；最優(yōu)解決方案的計算方法，是通過調用m文件里的優(yōu)化程序，改變器件的參數，使模型從成本低向成本高模型變化，直到使全臺區(qū)電壓合格為止，得到的模型器件參數就是最優(yōu)解。
2.根據權利要求1所述的配電臺區(qū)電壓偏低判別方法，其特征是，本發(fā)明的對配電臺區(qū)低電壓判定方法包括以下步驟: (1)選擇仿真模式，包括兩種模式:模式I是對單個臺區(qū)進行分析仿真，主要用于了解特定臺區(qū)的現狀、或分析改造建議、或評估新建方案；模式2是對多個臺區(qū)進行宏觀了解，比較不同方案的效果，或分析出問題最嚴重的臺區(qū)，為電網運維管理部門的安排改造計劃提供決策依據； (2)如果選擇單個分析，則不用數據庫輸入參數，直接由所編輯的GUI窗口輸入參數，仿真結果及最優(yōu)方案建議也通過GUI窗口直接顯示，方便靈活；GUI窗口顯示的仿真結果即各點電壓值、配變出口電流值；若存在低電壓問題，則調用m文件里的優(yōu)化程序，得到的模型器件參數就是最優(yōu)解自動計算并顯示最優(yōu)解決方案； (3 )如果選擇批量分析模式，則仿真以自動批量方式進行，結果及最優(yōu)方案建議的顯示以文件形式輸出，輸出方式是使用“xlswrite”函數，根據仿真結果記錄每個臺區(qū)的電壓偏低點、末端電壓值，并綜合經濟和技術效果對每個臺區(qū)提出最優(yōu)的解決方案。
3.根據權利要求1所述的配電臺區(qū)電壓偏低判別方法，其特征是，所述仿真模型可根據需要開展下列情形下的仿真: (1)在不同功率因數下的低電壓情況； (2)在不同負荷接入率下的低電壓情況； (3)在不同負荷模型下的低電壓情況。
4.根據權利要求1所述的配電臺區(qū)電壓偏低判別方法，其特征是，所述方法的功能還可進行擴充，包括引入諧波分析、三相不平衡分析、無功補償分析。
5.根據權利要求1所述的配電臺區(qū)電壓偏低判別方法，其特征是，所述仿真模型均在Simulink的Powersyste m元件庫中直接取用。
【文檔編號】G06F17/50GK104036074SQ201410241912
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權日:2014年6月4日
【發(fā)明者】郭亮, 孫旻 申請人:國家電網公司, 國網江西省電力科學研究院