淺談農(nóng)村配電臺區(qū)供電能力與供電質(zhì)量評估分析系統(tǒng)的研究及應(yīng)用
淺談農(nóng)村配電臺區(qū)供電能力與供電質(zhì)量評估分析系統(tǒng)的研究及應(yīng)用
張海,何國斌,徐廣,張學華,秦志東
(1云南電網(wǎng)有限責任公司大理供電局,云南大理671000;
2昆明能訊科技有限責任公司,云南昆明650217)
[摘要]采集配電網(wǎng)設(shè)備臺賬、技術(shù)參數(shù)、網(wǎng)架拓撲和設(shè)備的負荷、電壓監(jiān)測數(shù)據(jù),計算容載比、負載率、聯(lián)絡(luò)率、電壓合格率指標,分析配電臺區(qū)供電能力及供電質(zhì)量,建立信息系統(tǒng)支撐功能,研發(fā)農(nóng)村配電臺區(qū)供電能力與供電質(zhì)量實時評估分析決策系統(tǒng),提高配電網(wǎng)供電質(zhì)量,切實提升配電網(wǎng)綜合管理水平。
關(guān)鍵詞 配電臺區(qū)供電能力 供電質(zhì)量 容載比 負載率
中圖分類號TM72; P208
0引言
電力企業(yè)對配電系統(tǒng)建設(shè)的過度輕視,使得農(nóng)村配電網(wǎng)的發(fā)展相對落后,已經(jīng)遠遠跟不上農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展需求。輸變設(shè)備較配電設(shè)備相對投資較大,配電系統(tǒng)的投資較小,而且停電的影響也是局部的,因此電力企業(yè)對配電設(shè)備的運行水平和供電能力的研究較少,導致配電網(wǎng)自動化程度仍然很低。經(jīng)濟的高速發(fā)展,社會的各個行業(yè)以及人們的日常生活對配電網(wǎng)運行水平和供電能力的要求越來越高,使得配電網(wǎng)運行水平和供電能力方面的研究也變得如火如荼。提升農(nóng)村配電網(wǎng)工程建設(shè)規(guī)范化和標準化水平,加強農(nóng)村配電臺區(qū)供電能力與供電質(zhì)量評估建設(shè),對于滿足農(nóng)村配網(wǎng)發(fā)展需要及客戶對供電能力、供電質(zhì)量和供電服務(wù)的新要求,提供供電能力和供電可靠性,提升配網(wǎng)運行管理水平與服務(wù)能力已迫在眉睫。
1系統(tǒng)設(shè)計思路
本系統(tǒng)獲取大理供電局一體化GIS、CSGII生產(chǎn)、配網(wǎng)調(diào)度自動化、計量四合一、電壓質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)中的配電網(wǎng)設(shè)備臺賬、設(shè)備參數(shù)、風架拓撲、設(shè)備負荷、電壓監(jiān)測歷史及準實量數(shù)據(jù),通過建立的配電臺區(qū)供電能力及供電質(zhì)量評估體系,計算所有線路及配變的負載率、計算線路與配變的容載比、線路同一變電站聯(lián)絡(luò)率、不同變電站聯(lián)絡(luò)率和D類電壓合格率以及線路N-1等指標,用這些指標來評估配電臺區(qū)的供電能力及供電質(zhì)量,以便達到提升農(nóng)村配電臺區(qū)的供電能力及供電質(zhì)量的目的,也為配電網(wǎng)建設(shè)決策提供依據(jù)‘2]。
2供電能力評估體系研究
2.1負載能力
2.1.1容載比指標
本功能獲取生產(chǎn)系統(tǒng)配電臺區(qū)變電設(shè)備總?cè)萘浚瑥恼{(diào)度系統(tǒng)獲取對應(yīng)的年最大負荷。取得的總?cè)萘砍阅曜畲筘摵傻玫饺葺d比指標。指標得分(y)應(yīng)為容載比(x)的函數(shù),此函數(shù)應(yīng)為一次函數(shù)(分段函數(shù))。設(shè)為a,b,m,n常數(shù),則函教為:
2.1.2線路重載比例指標
該功能通過獲取生產(chǎn)系統(tǒng)線路的額定容量,及調(diào)度系統(tǒng)線路的負荷值和功率因數(shù),線路的單點(15分鐘為一點)負載率為單點負荷除以功率因數(shù)再除以額定容量。如果線路的負載率連續(xù)4點(1小時)達到或超過70%,則認為該線路為重載。線路重載比例等于重載線路條數(shù)除以線路總數(shù)。指標得分(y)應(yīng)為線路重載比例(x)的函數(shù),此函數(shù)應(yīng)為一次函數(shù)(分段函數(shù))。設(shè)為a,b,m,n常數(shù),則函數(shù)為:
2.1.3配變重載比例指標
該功能通過獲取生產(chǎn)系統(tǒng)配變的額定容量,及調(diào)度系統(tǒng)配變的負荷值和功率因數(shù),配變的單點(15分鐘為一點)負載率為單點負荷除以功率因數(shù)再除以額定容量。如果配變的負載率連續(xù)8點(2小時)達到或超過80%,則認為該配變?yōu)橹剌d。配變重載比例等于重載配變數(shù)除以配變總數(shù)。
該指標的功能流程及數(shù)據(jù)流程圖見圖5
2.2轉(zhuǎn)供能力
2.2.1線路滿足N-比例指標
本功能從GIS系統(tǒng)中獲取線路拓撲連接關(guān)系數(shù)據(jù),通過分析線路的電氣連接關(guān)系,來判斷是否滿足N -1,然后記錄滿足的線路條數(shù),最后將滿足N-1的線路條數(shù)除以總的線路條數(shù)得到線路滿足N-1比例。指標得分(y)應(yīng)為線路滿足N-1比例(x)的函數(shù),此函數(shù)應(yīng)為一次函數(shù)(分段函數(shù))。設(shè)為a,b,m,n常數(shù),則函數(shù)為:
2.2.2同一變電站線路聯(lián)絡(luò)率指標
本功能從GIS系統(tǒng)獲取線路拓撲連接關(guān)系數(shù)據(jù),先計算滿足N-1的線路,然后通過分析線路所屬變電站與聯(lián)絡(luò)線路所屬變電站是否相同,如果相同則符合該指標要求,反之則不符合。最后將符合指標的線路條數(shù)除以總的線路條數(shù)得到同一變電站線路聯(lián)絡(luò)比例指標。
該指標的功能流程及數(shù)據(jù)流程圖見圖8:
2.2.3不同變電站線路聯(lián)絡(luò)率指標
本功能從GIS系統(tǒng)獲取線路拓撲連接關(guān)系數(shù)據(jù),先計算滿足N-1的線路,然后通過分析線路所屬變電站與聯(lián)絡(luò)線路所屬變電站是否相同,如果不相同則符合該指標要求,反之則符合。最后將符合指標的線路條數(shù)除以總的線路條數(shù)得到同一變電站線路聯(lián)絡(luò)比例指標。
指標的功能流程及數(shù)據(jù)流程圖見圖9:
3供電質(zhì)量評估體系研究
本功能獲取營銷系統(tǒng)低壓側(cè)用戶信息和計量四合一系統(tǒng)中集抄用戶智能終端電壓數(shù)據(jù),系統(tǒng)用戶根據(jù)本地居民用電特征按一定比例將部分用戶設(shè)置為典型用戶,然后系統(tǒng)自動計算典型用戶的電壓合格率指標,即可對典型用戶的電壓情況進行定期跟蹤。指標得分(y)應(yīng)為D類電壓合格率(x)的函數(shù),此函數(shù)應(yīng)為一次函數(shù)(分段函數(shù))。設(shè)為a,b,m,n常數(shù),則函數(shù)為:
其中需要注意的是:將D類電壓合格率的滿分設(shè)定為100%,90分設(shè)定為99.3%,60設(shè)定為98.5%,0分設(shè)定為97%。由此得出上述分段一次函數(shù)。
4系統(tǒng)應(yīng)用
本系統(tǒng)每一個功能指標均涉及數(shù)據(jù)列表和圖表分析。其中數(shù)據(jù)列表中有各項查詢條件來組合查詢數(shù)據(jù),根據(jù)實際使用中所需要的數(shù)據(jù)進行條件查詢數(shù)據(jù),能夠準確快速地查找出需要的數(shù)據(jù),再結(jié)合圖表分析功能就能清晰直觀地表達出各類指標的數(shù)據(jù)信息,省去了人工去逐個查看數(shù)據(jù),也是對設(shè)備數(shù)據(jù)的整合,過濾得到對評估分析最有用的數(shù)據(jù),近一步幫助決策者分析當前設(shè)備或線路是否存在重載等問題,進而為下一步整改建設(shè)配電網(wǎng)篤定堅實的數(shù)據(jù)依據(jù)。
下面以配變重載比例指標為例做簡單的應(yīng)用介紹,其他指標分析也可以參見此部分。例如使用數(shù)據(jù)列表所包含的查詢條件查找大理城區(qū)喜洲供電所,即可查出數(shù)據(jù),具體見圖11:
在數(shù)據(jù)列表中有“數(shù)據(jù)分析,當使用數(shù)據(jù)分析時,可以得到當前選擇的設(shè)備分析圖表,在圖表中可以看出配變的負載率在三個月內(nèi)的一個趨勢圖,方便對比各個月之間的數(shù)據(jù)。
在數(shù)據(jù)分析中有折線圖和餅圖(分別見圖12、13),折線圖主要針對單一設(shè)備,餅圖主要針對所有設(shè)備,選擇餅圖分析,可以得到所選區(qū)域及選定時間內(nèi)的配變重載的一個比例,能讓決策者清楚的知道現(xiàn)在重載了多少,所占的比例是多少:
在數(shù)據(jù)列表中有“定位”功能(見圖14),定位是為了將配變的數(shù)據(jù)信息詳細到地理拓撲信息上,選擇設(shè)備進行定位,可以得到設(shè)備與周圍網(wǎng)架的一個地理位置關(guān)系,便于決策者分析設(shè)備可能存在的問題。
5結(jié)論
配電網(wǎng)肩負著電力配送的重任,科學評估配電網(wǎng)供電能力及供電質(zhì)量,深入了解當前配電網(wǎng)運行情況顯得十分重要。要想保證配電網(wǎng)安全可靠運行就應(yīng)該保證充足的供電能力。負荷隨著經(jīng)濟的發(fā)展,需求變化越來越大,實時選擇配電網(wǎng)經(jīng)濟實用的運行方式也就變得十分必要。這也就使得在選擇之前需要不斷地實時評估靈活多變的運行方式,整改出最合理的運行方式,這樣既追求經(jīng)濟性,同時也保證了配電網(wǎng)運行的可靠性和安全性,更重要的是配電網(wǎng)故障后能快速地向相鄰網(wǎng)絡(luò)以最大能力轉(zhuǎn)移非故障區(qū)段的負荷,大量縮短停電時間‘4]。綜上所述,實時評估配電網(wǎng)供電能力成為了配電網(wǎng)管理的重要功能。配電臺區(qū)作為農(nóng)村配電網(wǎng)最基本的組成單元,是供電最直接用戶組成,研究配電臺區(qū)的供電能力和供電質(zhì)量,對提升客戶滿意度具有重要而直接的意義。
參考文獻
[1]黃偉,張建華,楊京燕,配電網(wǎng)絡(luò)供電能力評估系統(tǒng)及方案設(shè)計[J].現(xiàn)代電力,2001,18(4):64-68.
[2]胡尊張.配電網(wǎng)供電能力分析方法研究[Dl.北京:華北電力大學,2006.
[3]李振坤、陳星瑩.配電網(wǎng)供電能力的實時評估分析[J].電力系統(tǒng)自動化,2009,33(6):36-39.
[4]周小波、蘇衛(wèi)華.配電網(wǎng)供電能力評估系統(tǒng)的開發(fā)與研究[J].供用電,2005,22(2):18-20.

責任編輯:繼電保護
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