CN104036074B - 配电台区电压偏低判别方法 - Google Patents
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Abstract
一种配电台区电压偏低判别方法，该方法能够帮助电网运行管理人员规划配电台区的改造，检查改造或新建项目设计是否合理。本发明是在Matlab的Simulink仿真平台的基础上，通过程序自动读取配电台区的主变型号、主线支线接线方式、导线型号、导线长度、负荷大小等信息，或手动输入信息，对每个配电台区在相同负荷条件下进行分析计算，显示其电压偏低的程度、末端最低电压、电压偏低的范围，并且就更换线路线径、改变接线方式两方面自动提出台区改造的最优方案。本发明的方法弥补了以往对单个台区精确分析必须分别建立模型的不足，避免了不能对大量配电台区进行全面宏观评估的弱点，可为配电台区电压是否偏低的判断、配电台区改造和新建的设计带来极大的便利。
Description
技术领域
本发明涉及配电台区电压偏低判别方法，属电力系统配电网智能用电领域。
背景技术
配电台区是直接向用户供电的网络，其电能质量的好坏直接影响着用户的日常生产生活。由于用户用电量的大幅上升，许多配电台区当初建设标准已经落后，大量配电台区末端电压出现偏低现象，影响用户的日常生产生活。
电力运维管理部门对低电压台区的改造逐步进行改造升级，由于改造资源有限，不能一次性改造完毕，首先要全面了解所辖范围内配电台区的电压偏低情况，视严重情况确定改造次序。由于配电台区数量极多，每个台区的具体情况各不相同，台区在不同时刻的用电负荷也在不断变化，无法对配电网进行全面了解。目前确定台区电压是否偏低的主要依据是用户向供电部门投诉，相关人员再去现场调查测量，才能基本了解该台区当时的情况。这样费时费力，效果也有限。
本发明是在Matlab的Simulink仿真平台的基础上，通过程序自动读取配电台区的主变型号、主线支线接线方式、导线型号、导线长度、负荷大小等信息，或手动输入信息，对每个配电台区在相同负荷条件下进行分析计算，显示其电压偏低的程度、末端最低电压、电压偏低的范围，并且就更换线路线径、改变接线方式两方面自动提出台区改造的最优方案。
发明内容
本发明的目的是，提供一种对低压配电台区电压偏低进行快速判断的方法，能够帮助电网运行管理人员规划配电台区的改造，检查改造或新建项目设计是否合理。
为达到此目的，本发明采用以下技术方案。
一种对低压配电台区电压偏低进行快速判断的方法，包括以下主要内容：
（1）建立需分析的配电台区的信息库，这些信息用于判断配电台区电压是否偏低和提出改造建议。信息库包括设备的电气参数：配电台区的配电变压器的型号容量，每段导线的相数、型号、长度，主要负荷的位置、大小等。也包括相关经济参数：设备的价格、设计建造成本等。
（2）基于Matlab的Simulink仿真平台建立配电台区的仿真模型，仿真模型由三相10kV交流电源、三相配电变压器（10kV/400V）、三相导线、三相负荷等部分组成，交流电源连接所述三相配电变压器的高压端，三相配电变压器的低压端通过三相导线连接三相负荷；这些模型均在Simulink的Powersystem元件库中可以直接取用。由于Simulink本身功能，模型中的器件可利用Matlab程序对其参数进行赋值，赋值方法是编写m文件，调用“set_param”函数对配电变压器的容量、导线的阻抗值、负荷的有功无功功率值等进行赋值。
（3）编辑Matlab程序对配电台区的信息库进行自动读取，可使用“xlsread”命令进行文件读取。并根据信息，利用如（2）中赋值的方法，对所述仿真模型进行赋值，包括配变、导线、负荷等的电气参数。
（4）所述仿真模型通过信息库对所述模型进行赋值，也可经图形用户界面（GUI窗口）显示所赋参数，并可以根据实际情况，在GUI窗口相应位置，灵活地改变配电变压器、导线、负荷等的参数，帮助技术人员对配电台区进行设计。
（5）所述仿真模型的仿真结果，是Matlab的Simulink程序根据电路原理自动对所建模型进行仿真，得到模型各设定点的电压电流值。若对单个配电台区进行的仿真分析，可通过GUI窗口显示仿真结果即各点电压值、配变出口电流值等，若存在低电压问题，则调用m文件里的优化程序，自动计算并显示最优解决方案；若要对大量台区进行全面宏观了解，需连续分析多个台区，则自动生成文件，使用“xlswrite”进行结果输出，根据仿真结果记录每个台区的电压偏低点、末端电压值，并综合经济和技术效果对每个台区提出最优的解决方案。最优解决方案的计算方法，是通过调用m文件里的优化程序，改变器件的参数，使模型从成本低向成本高模型变化，直到使全台区电压合格为止，得到的模型器件参数就是最优解。
本发明的有益效果是，本发明采用基于Matlab中Simulink的配电台区低电压仿真方法弥补了以往对单个台区精确分析必须分别建立模型的不足，避免了不能对大量配电台区进行全面宏观评估的弱点，可为配电台区电压是否偏低的判断、配电台区改造和新建的设计带来极大的便利。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中电压偏低判别方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。
图1是本发明具体实施方式中电压偏低判别方法的流程示意图。
如图1所示，本发明的对配电台区低电压判定方法包括以下步骤。
（1）选择仿真模式，包括两种模式：模式1是对单个台区进行分析仿真，主要用于了解特定台区的现状、或分析改造建议、或评估新建方案；模式2是对多个台区进行宏观了解，比较不同方案的效果，或分析出问题最严重的台区，为电网运维管理部门的安排改造计划提供决策依据。
仿真模型由三相10kV交流电源、三相配电变压器（10kV/400V）、三相导线、三相负荷等部分组成，这些模型均在Simulink的Powersystem元件库中可以直接取用。由于Simulink本身功能，模型中的器件可利用Matlab程序对其参数进行赋值，赋值方法是编写m文件，调用“set_param”函数对配电变压器的容量、导线的阻抗值、负荷的有功无功功率值等进行赋值。
（2）如果选择单个分析，则不用数据库输入参数，直接由所编辑的GUI窗口输入参数，仿真结果及最优方案建议也通过GUI窗口直接显示，方便灵活。GUI窗口显示的仿真结果即各点电压值、配变出口电流值等，若存在低电压问题，则调用m文件里的优化程序，优化程序的主要原理是，改变器件的参数，使模型从成本低向成本高模型变化，直到使全台区电压合格为止，得到的模型器件参数就是最优解自动计算并显示最优解决方案。
（3）如果选择批量分析模式，则仿真以自动批量方式进行，结果及最优方案建议的显示以文件形式输出，输出方式是使用“xlswrite”函数，根据仿真结果记录每个台区的电压偏低点、末端电压值，并综合经济和技术效果对每个台区提出最优的解决方案。
本发明的仿真模型可以依据需要开展各种情形下的仿真：
（1）在不同功率因数下的低电压情况；
（2）在不同负荷接入率下的低电压情况；
（3）在不同负荷模型下的低电压情况等。
本发明还可以方便地扩充其仿真功能，如引入谐波分析、三相不平衡分析、无功补偿分析等。
Claims (5)
1.一种配电台区电压偏低判别方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)建立需分析的配电台区的信息库，这些信息用于判断配电台区电压是否偏低和提出改造建议；所述信息库包括设备的电气参数：配电台区的配电变压器的型号容量，每段导线的相数、型号、长度，主要负荷的位置、大小；还包括相关经济参数：设备的价格、设计建造成本；
(2)基于Matlab的Simulink仿真平台建立配电台区的仿真模型，所述仿真模型由三相10kV交流电源、三相配电变压器、三相导线、三相负荷部分组成，所述交流电源连接所述三相配电变压器的高压端，所述三相配电变压器的低压端通过三相导线连接三相负荷；模型中的器件利用Matlab程序对其参数进行赋值；赋值方法是编写m文件，调用“set_param”函数对配电变压器的容量、导线的阻抗值、负荷的有功无功功率值进行赋值；
(3)编辑Matlab程序对配电台区的信息库进行自动读取，使用“xlsread”命令进行文件读取；并根据信息，利用(2)中的赋值方法，对所述仿真模型进行赋值，包括配变、导线、负荷的电气参数；
(4)所述仿真模型通过信息库对所述模型进行赋值，经图形用户界面(GUI窗口)显示所赋参数，并根据实际情况，在GUI窗口相应位置，灵活地改变配电变压器、导线、负荷的参数，帮助技术人员对配电台区进行设计；
(5)所述仿真模型的仿真结果，是Matlab的Simulink程序根据电路原理自动对所建模型进行仿真，得到模型各设定点的电压电流值；若对单个配电台区进行的仿真分析，通过GUI窗口显示仿真结果即各点电压值、配变出口电流值；若存在低电压问题，则调用m文件里的优化程序，自动计算并显示最优解决方案；若要对大量台区进行全面宏观了解，需连续分析多个台区，则自动生成文件，使用“xlswrite”进行结果输出，根据仿真结果记录每个台区的电压偏低点、末端电压值，并综合经济和技术效果对每个台区提出最优的解决方案；最优解决方案的计算方法，是通过调用m文件里的优化程序，改变器件的参数，使模型从成本低向成本高模型变化，直到使全台区电压合格为止，得到的模型器件参数就是最优解。
2.根据权利要求1所述的配电台区电压偏低判别方法，其特征是，本发明的对配电台区低电压判定方法包括以下步骤：
(1)选择仿真模式，包括两种模式：模式1是对单个台区进行分析仿真，主要用于了解特定台区的现状、或分析改造建议、或评估新建方案；模式2是对多个台区进行宏观了解，比较不同方案的效果，或分析出问题最严重的台区，为电网运维管理部门的安排改造计划提供决策依据；
(2)如果选择单个分析，则不用数据库输入参数，直接由所编辑的GUI窗口输入参数，仿真结果及最优方案建议也通过GUI窗口直接显示，方便灵活；GUI窗口显示的仿真结果即各点电压值、配变出口电流值；若存在低电压问题，则调用m文件里的优化程序，得到的模型器件参数就是最优解自动计算并显示最优解决方案；
(3)如果选择批量分析模式，则仿真以自动批量方式进行，结果及最优方案建议的显示以文件形式输出，输出方式是使用“xlswrite”函数，根据仿真结果记录每个台区的电压偏低点、末端电压值，并综合经济和技术效果对每个台区提出最优的解决方案。
3.根据权利要求1所述的配电台区电压偏低判别方法，其特征是，所述仿真模型可根据需要开展下列情形下的仿真：
(1)在不同功率因数下的低电压情况；
(2)在不同负荷接入率下的低电压情况；
(3)在不同负荷模型下的低电压情况。
4.根据权利要求1所述的配电台区电压偏低判别方法，其特征是，所述方法的功能还可进行扩充，包括引入谐波分析、三相不平衡分析、无功补偿分析。
5.根据权利要求1所述的配电台区电压偏低判别方法，其特征是，所述仿真模型均在Simulink的Powersystem元件库中直接取用。
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