本发明提供了一种配电网待建项目对电压合格率影响的计算方法，包括收集配电网待建项目运行资料；将配电网络进行简化；配电网络中的参数进行预估；确定配电网络中各中压线路和低压线路的负荷类别和负荷类别因子；计算各个分支的负荷分布系数；计算各分支线路的最大负荷；计算配电网用户接入点的电压值，统计低电压用户数；计算配电网待建项目对电压合格率的影响数值。本发明采用相对容易获取的运行数据和电网资料，对配电网络进行简化，利用负荷分配系数和电网数据得到最终的居民接入点的电压值，从而得到配电网待建项目对电压合格率的影响量化结果。本发明方法操作便捷、计算简单快捷而且准确，能够准确评估配电网待建项目对电压合格率影响。
1.一种配电网待建项目对电压合格率影响的计算方法，包括如下步骤：
S1.收集配电网待建项目建设前后配电网系统的运行资料；
S2.根据步骤S1收集的电网运行资料，将每个线路分支线看成一个独立的分支元件，分支线以外的主干线看成一个独立的主干元件，从而将原有的配电网络简化为由分支元件和主干元件构成的网络；
S3.对步骤S2生成的网络，依据步骤S1获取的电网运行资料，对网络中的主干线长度、主干线线径、分支线长度、分支线线径和装接容量进行预估；
S4.对步骤S2获取的网络，确定配电网络中各中压线路和低压线路的负荷类别，并依据下式计算负荷类别因子：式中 为第i类负荷的负荷类别因子， 为第i类负荷的负荷量，P为预估的装接容量；
式中 为线路Bi的预估的装接容量， 为线路的总容量，Pp为线路的有功负荷， 为归一化的负荷类别因子，由线路中所有负荷类别因子计算得到：S6.根据步骤S5得到的负荷分布系数和配电网最大负荷，计算各分支线路的最大负荷：PB＝σB·Pmax
式中PB为分支线路的最大负荷，σB为负荷分布系数，Pmax为配电网最大负荷；
S7.根据步骤S6获取的各分支线路的最大负荷和配电网的运行参数计算配电网用户接入点的电压值，并根据电网规程统计低电压用户数；
S8.根据步骤S7获得的低电压用户数，计算配电网待建项目对电压合格率的影响数值：Δ低电压用户数＝项目实施前低电压用户数-项目实施后低电压用户数。
2.根据权利要求1所述的配电网待建项目对电压合格率影响的计算方法，其特征在于步骤S1所述的配电网系统的运行资料包括配电网的电压等级、配电网最大负荷能力、配电网各分支线路的电压、负载电流和最大负荷能力、配电网的电网结构、配电线路的长度、线径和电阻、配电线路的负荷大小和负荷类型。
3.根据权利要求1或2所述的配电网待建项目对电压合格率影响的计算方法，其特征在于步骤S4所述的中压线路负荷类别包括城区类负荷和农村类负荷。
4.根据权利要求3所述的配电网待建项目对电压合格率影响的计算方法，其特征在于所述的城区内负荷包括供电负荷以工业用电负荷为主的工业类负荷、供电负荷以居民生活用电负荷为主的居民类负荷和供电负荷以商业用电负荷为主商业类负荷。
5.根据权利要求3所述的配电网待建项目对电压合格率影响的计算方法，其特征在于所述的农村类负荷包括集镇、乡镇政府所在地和城乡结合部或依托经济开发区的Ⅰ类负荷、小型加工业或农业生产较为发达的区域的Ⅱ类负荷和除上述区域之外、以农村基本生产和生活为主的区域的Ⅲ类负荷。
6.根据权利要求1或2所述的配电网待建项目对电压合格率影响的计算方法，其特征在于所述的低压线路负荷包括供电负荷以居民生活用电负荷为主的生活类负荷、供电负荷以小型加工、养殖、灌溉、包括挖掘作业的小型采矿负 荷为主的生产类负荷和供电负荷以商业用电负荷为主的商业类负荷。
7.根据权利要求1或2所述的配电网待建项目对电压合格率影响的计算方法，其特征在于步骤S7所述的计算配电网用户接入点的电压值，为根据配电网的电压等级、各分支线路的负荷、分支线路的导线电阻计算。
配电网待建项目对电压合格率影响的计算方法
技术领域
[0001] 本发明具体涉及一种配电网待建项目对电压合格率影响的计算方法。
背景技术
[0002] 近年来，在国家经济形势持续向好和有力的支农政策作用下，农村经济得到了快速发展，农民生活水平有了很大的提高，但地区电力发展与经济发展不相适应的矛盾更加突出，尤其是用户的电压合格率问题日益严重：农村居民用户的电压合格率较低的问题已严重影响到农村正常生产生活用电，制约了电力需求的进一步发展。
[0003] “负荷矩”理论广泛应用于配电网电压合格率的低电压问题预判工作中。基于负荷矩的低电压问题判断方法在一定程度上解决了基于完全数据计算电压损失时数据需求大的问题，但仍然存在以下典型问题：第一，线路台账和负荷数据是组成负荷矩方法的核心，因此从这个层面讲，其对电网基础台账数据的要求没有从根本上减少，因为正是这些数据在实际操作时是难以获取的；第二，负荷矩方法具备完整的理论逻辑，但在实际运用中，对使用者的理论素质要求高，在低电压问题突出的农村地区其实用化效果较差。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种操作便捷、计算简单、基础数据需求较少的配电网待建项目对电压合格率影响的计算方法。
[0005] 本发明提供的这种配电网待建项目对电压合格率影响的计算方法，包括如下步骤：
[0006] S1.收集配电网待建项目建设前后配电网系统的运行资料；
[0007] S2.根据步骤S1收集的电网运行资料，将每个线路分支线看成一个独立的分支元件，分支线以外的主干线看成一个独立的主干元件，从而将原有的配电网络简化为由分支元件和主干元件构成的网络；
[0008] S3.对步骤S2生成的网络，依据步骤S1获取的电网运行资料，对网络中的主干线长度、主干线线径、分支线长度、分支线线径和装接容量进行预估；
[0009] S4.对步骤S2获取的网络，确定配电网络中各中压线路和低压线路的负荷类别，并依据下式计算负荷类别因子：
[0010]
[0011] 式中 为第i类负荷的负荷类别因子， 为第i类负荷的负荷量，P为预估的装接容量；
[0012] S5.计算各个分支的负荷分布系数：
[0013]
[0014] 式中 为线路Bi的预估的装接容量， 为线路的总容量，Pp为线路的有功负荷，为归一化的负荷类别因子，由线路中所有负荷类别因子计算得到：
[0015]
[0016] S6.根据步骤S5得到的负荷分布系数和配电网最大负荷，计算各分支线路的最大负荷：
[0017] PB＝σB·Pmax
[0018] 式中PB为分支线路的最大负荷，σB为负荷分布系数，Pmax为配电网最大负荷；
[0019] S7.根据步骤S6获取的各分支线路的最大负荷和配电网的运行参数计算配电网用户接入点的电压值，并根据电网规程统计低电压用户数；
[0020] S8.根据步骤S7获得的低电压用户数，计算配电网待建项目对电压合格率的影响数值：
[0021] Δ低电压用户数＝项目实施前低电压用户数-项目实施后低电压用户数[0022] 步骤S1所述的配电网系统的运行资料包括配电网的电压等级、配电网最大负荷能力、配电网各分支线路的电压、负载电流和最大负荷能力、配电网的电网结构、配电线路的长度、线径和电阻、配电线路的负荷大小和负荷类型。
[0023] 步骤S4所述的中压线路负荷类别包括城区类负荷和农村类负荷。
[0024] 所述的城区内负荷包括供电负荷以工业用电负荷为主的工业类负荷、供电负荷以居民生活用电负荷为主的居民类负荷和供电负荷以商业用电负荷为主商业类负荷。
[0025] 所述的农村类负荷包括集镇、乡镇政府所在地和城乡结合部或依托经济开发区的Ⅰ类负荷、小型加工业或农业生产较为发达的区域的Ⅱ类负荷和除上述区域之外、以农村基本生产和生活为主的区域的Ⅲ类负荷。
[0026] 所述的低压线路负荷包括供电负荷以居民生活用电负荷为主的生活类负荷、供电负荷以小型加工、养殖、灌溉、小型采矿(挖掘)负荷为主的生产类负荷和供电负荷以商业用电负荷为主的商业类负荷。
[0027] 步骤S7所述的计算配电网用户接入点的电压值，为根据配电网的电压等级、各分支线路的负荷、分支线路的导线电阻计算。
[0028] 本发明提供的这种配电网待建项目对电压合格率影响的计算方法，采用配电网相对容易获取的实际运行数据和电网资料，对配电网络进行适当简化和分类，再利用负荷分配系数和电网数据得到最终的居民接入点的电压值，从而得到配电网待建项目对居民的电压合格率的影响量化结果。本发明方法操作便捷、计算简单，而且要求的基础数据需求较少，计算快捷而且准确，能够准确评估配电网待建项目对电压合格率影响。
附图说明
[0029] 图1为本发明的方法流程图。
[0030] 图2为本发明的简化网络模型所需要的参数预估示意图。
[0031] 图3为本发明的分支负荷模型示意图。
[0032] 图4为本发明的典型中、低压网络结构拓扑图。
[0033] 图5为本发明的对应典型中、低压网的主干-分支网络简化模型。
[0034] 图6为本发明的实施例的台区结构示意图。
[0035] 图7为本发明的实施例的台区主干-分支网络简化模型结构示意图。
具体实施方式
[0036] 如图1所示，为本发明的方法流程图：
[0037] 本发明提供的这种配电网待建项目对电压合格率影响的计算方法，包括如下步骤：
[0038] S1.收集配电网待建项目建设前后配电网系统的运行资料：
[0039] 所述的配电网系统的运行资料包括配电网的电压等级、配电网最大负荷能力、配电网各分支线路的电压、负载电流和最大负荷能力、配电网的电网结构、配电线路的长度、线径和电阻、配电线路的负荷大小和负荷类型。
[0040] S2.根据步骤S1收集的电网运行资料，将每个线路分支线看成一个独立的分支元件，分支线以外的主干线看成一个独立的主干元件，从而将原有的配电网络简化为由分支元件和主干元件构成的网络；
[0041] S3.对步骤S2生成的网络，依据步骤S1获取的电网运行资料，对网络中的主干线长度、主干线线径、分支线长度、分支线线径和装接容量进行预估；
[0042] 所述的简化的网络参数的参数预估图如图2所示。
[0043] S4.对步骤S2获取的网络，确定配电网络中各中压线路和低压线路的负荷类别，并依据下式计算负荷类别因子：
[0044]
[0045] 式中 为第i类负荷的负荷类别因子， 为第i类负荷的负荷量，P为预估的装接容量；
[0046] 所述的中压线路负荷类别包括城区类负荷和农村类负荷。
[0047] 所述的城区内负荷包括供电负荷以工业用电负荷为主的工业类负荷、供电负荷以居民生活用电负荷为主的居民类负荷和供电负荷以商业用电负荷为主商业类负荷。
[0048] 所述的农村类负荷包括集镇、乡镇政府所在地和城乡结合部或依托经济开发区的Ⅰ类负荷、小型加工业或农业生产较为发达的区域的Ⅱ类负荷和除上述区域之外、以农村基本生产和生活为主的区域的Ⅲ类负荷。
[0049] 所述的低压线路负荷包括供电负荷以居民生活用电负荷为主的生活类负荷、供电负荷以小型加工、养殖、灌溉、小型采矿(挖掘)负荷为主的生产类负荷和供电负荷以商业用电负荷为主的商业类负荷。
[0050] 典型配电网的典型中低压网络结构示意图如图4所示，其所对应的典型中、低压网的主干-分支网络简化模型如图5所示。
[0051] S5.计算各个分支的负荷分布系数：
[0052]
[0053] 式中 为线路Bi的预估的装接容量， 为线路的总容量，Pp为线路的有功负荷，为归一化的负荷类别因子，由线路中所有负荷类别因子计算得到：
[0054]
[0055] S6.根据步骤S5得到的负荷分布系数和配电网最大负荷，计算各分支线路的最大负荷：
[0056] PB＝σB·Pmax
[0057] 式中PB为分支线路的最大负荷，σB为负荷分布系数，Pmax为配电网最大负荷；
[0058] 通过以上步骤即完成了分支负荷模型的构建。分支负荷模型的示意图如图3所示。
[0059] S7.根据步骤S6获取的各分支线路的最大负荷和配电网的运行参数计算配电网用户接入点的电压值，并根据电网规程统计低电压用户数；
[0060] 所述的计算配电网用户接入点的电压值，为根据配电网的电压等级、各分支线路的负荷、分支线路的导线电阻计算。
[0061] S8.根据步骤S7获得的低电压用户数，计算配电网待建项目对电压合格率的影响数值：
[0062] Δ低电压用户数＝项目实施前低电压用户数-项目实施后低电压用户数[0063] 以下结合一个具体实施例对本发明进行进一步说明：
[0064] 为验证本专利所提方法的有效性，以常德德山公司10kV谢赵线狮子山村部台区为例进行分析。狮子山村部台区示意图如6所示，该台区单相用户72户，三相用户36户，台区线径以LGJ-25和LGJ-16为主，其中LGJ-25为2.843千米，LGJ-16为2.796千米。
[0065] 对比计算分析采用郑州大方公司开发的《电力系统计算及绘图软件包》，利用该软件的电压损失计算模块进行对比分析。
[0066] (2)计算流程
[0067] 根据本专利所提方法，首先构造主干-分支网络简化模型，如图7所示。
[0068] 根据基层运行人员经验预估该线路的主干线长度、主干线线径、分支线长度、分支线线径等参数。由表中数据可见，分支线线径预估值和实际值不存在误差。分支线长度最大误差为23米，最大误差率8.3％，最小误差为0，分支线长度合计值误差为57米，合计误差仅为1.6％，误差范围小。
[0069] 表1预估参数与实际参数比对
[0070]
[0071] 根据本专利模型确定各分支的负荷类别及负荷大小。图2为各分支负荷类别及负荷分布。
[0072] 表2各分支负荷类别及负荷分布
[0073]分支 负荷类别 最大负荷(kW)
分支1 商业类 5.5
分支2 商业类 5.5
分支3 商业类 16.4
分支4 生活类 14.7
分支5 生活类 14.7
分支6 生活类 3.3
分支7 商业类 5.5
分支8 商业类 24.6
分支9 商业类 10.9
分支10 生活类 3.3
分支11 生产类 7.1
分支12 生产类 46.1
分支13 生产类 28.4
分支14 生产类 14.2
[0074] (3)误差分析
[0075] 根据表1和表2的参数查阅表电压损失速查手册，并与基于实际参数的电压损失计算法相比较，表3为两种方法的计算结果及误差对比。由表中数据可见，针对分支线低电压用户数，本专利所提方法与电压损失计算法有两个分支出现误差，其他分支计算结果一致。其中分支12的最大误差为2户，但与用户的交流和沟通中发现该用户在负荷高峰期确实出现过低电压的情况，导致电压损失计算法出现误判的主要原因是其分析的仅为单一负荷状态，而本专利所提方法克服了这一局限。
[0076] 表3计算结果及误差对比
[0077]分支 本模型 电压损失计算法
分支1 0 0
分支2 0 0
分支3 0 0
分支4 0 0
分支5 5 4
分支6 1 1
分支7 0 0
分支8 0 0
分支9 0 0
分支10 0 0
分支11 0 0
分支12 8 6
分支13 0 0
分支14 4 4
合计 18 15
