配电网任意两点间理论线损计算方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种对配电网损耗的计算方法和系统。具体的,涉及一种对配电网任 意两点间理论线损计算方法及系统。
【背景技术】
[0002] 配网线损率是配网运行的重要的经济技术指标,理论线损计算是指计算与电流平 方成正比的变压器绕组和输电线路导线、串联电抗器线圈中的电能损耗;与运行电压有关 的变压器铁芯、电容器、电缆的绝缘介质、并联电抗器以及电晕损耗等。通过理论线损计算 可以有效明确变压器损耗、线路损耗各是多少,有利于线损管理。进一步的,可以对线损大 的线路进行改造或经济运行,进而降低损耗;将理论线损与统计线损比较,可以对线损管理 工作起到指导作用。
[0003] 目前,随着配网自动化水平的提高,实时量测装置的增多,理论线损计算主要采用 匹配潮流计算方法,其步骤为:
[0004] 1)采用首端功率系数法计算根节点和各负荷的等效注入功率,计算负荷失配量分 配系数;
[0005] 2) -次潮流计算获得根节点有功和无功功率失配量,根据负荷失配量分配系数分 配给各个负荷;
[0006] 3)重复步骤2)直到相邻两次潮流计算节点电压之差小于给定门槛值;
[0007] 4)根据节点电压计算总线损,统计各支路总损耗、各配变总损耗和各电容器总损 耗等。
[0008] 但是,该技术的问题是:只能分类统计线路、变压器和电容器等元件线损,只能得 到总的损耗,而不能得到某个区域,具体而言,针对某两个节点之间的损耗分布。这样,就降 低了降低现场调度人员工作效率。
[0009] 因此,如何能够针对任意两点之间的区域的损耗快速的进行理论计算,且得到精 确的结果,成为现有技术亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种配电网线损统计计算算法,能 够计算任意两点之间的损耗分布,提高调度人员共组效率。
[0011] 为达此目的,本发明采用以下技术方案:
[0012] 一种配电网任意两点间理论线损计算方法,包括:
[0013] 步骤S110,获取元件支路、损耗步骤:根据配网运行情况,获取实际配网运行的设 备和元件的拓扑数据表和拓扑关系表,根据这两个表形成配电网潮流计算所需的节点和支 路数据,采用匹配潮流技术计算各元件和支路的损耗;
[0014] 步骤S120,形成道路矩阵步骤:对辐射状配网,先形成辐射状配网节点支路关联 矩阵,计算该关联矩阵的逆阵并转置形成道路矩阵,两个矩阵的横轴为支路,纵轴为节点;
[0015] 步骤S130,获取任意节点A,B间道路包含的支路和节点步骤:从所述道路矩阵上 取出给定两个节点A,B对应的行,按列逐个比较两行的数据;若对于某列,节点A,B对应的 行的数值不同,该列对应的支路编号计入节点A,B的道路包含的支路集合Ω b中,根据节点 A,B道路上包含的支路,利用所述关联矩阵可得节点A,B道路之间的所有节点集合,记为 Ω n,元素个数为η,所述节点集合Ω n不包含始末节点A, B ;
[0016] 步骤S 140,获取任意节点A,B间非道路上的节点和支路步骤:对节点集合Ω n中 的第i个节点,1 < i << n,根据所述关联矩阵获得所有与其相连的支路,从不属于集合Ω b 中的每一个相连支路的对端节点开始深度优先搜索不在Ωη和首末节点A,B中的节点,直 到回到所述第i个节点,并将新搜索到的支路加入集合Q bi,新搜索到的节点加入集合Ωη? 中;
[0017] 步骤150,判断步骤:判断Ωη中所有节点是否都经过步骤S140搜索一遍,如果是, 则转向步骤s 160,否则转向步骤S140,继续进行搜索;
[0018] 步骤S160,统计损耗步骤:统计集合和Qbi,i = 1,2. . . η中支路的损耗,记为 卩1。;3;^,统计1和〇"1,1 = 1,2...11中与节点相连的配变、并联电容器和串联电抗器损耗, 记为Plciss,n,任意给定两节点之间的总的损耗为 Ploss Ploss, b+Pl〇ss,n。
[0019] 优选地,步骤S110,获取元件支路、损耗步骤具体为:根据配网运行情况,获取实 际配网运行馈线的馈线段、配电变压器和负荷元件的两端节点编号,各元件的参数和负荷 的功率,获取馈线根节点功率,形成配电网潮流计算所需的节点和支路数据表,采用匹配潮 流技术实现各非量测节点的负荷伪量测估算,再采用前推回推潮流技术计算各节点电压和 支路电流,进而计算各支路损,根据节点电压计算各节点配变有功损耗。
[0020] 优选地,在所述获取元件支路、损耗步骤中,计算各支路和变压器线损采用基于均 方根电流法或者平方电流法。
[0021] 优选地,在所述获取任意节点A,B间非道路上的节点和支路步骤中,所述深度优 先搜索不包含在道路中的节点,直到回到所述第i个节点,指的是,第i个节点第二次搜索 到。
[0022] 本发明还公开了 一种配电网任意两点间理论线损计算系统,包括如下单元:
[0023] 元件支路、损耗获取单元:根据配网运行情况,获取实际配网运行的设备和元件的 拓扑数据表和拓扑关系表,根据这两个表形成配电网潮流计算所需的节点和支路数据,采 用匹配潮流技术计算各元件和支路的损耗;
[0024] 道路矩阵形成单元:对辐射状配网,先形成辐射状配网节点支路关联矩阵,计算该 关联矩阵的逆阵并转置形成道路矩阵,两个矩阵的横轴为支路,纵轴为节点;
[0025] 任意节点A,B间道路包含的支路和节点获取单元:从所述道路矩阵上取出给定两 个节点A,B对应的行,按列逐个比较两行的数据;若对于某列,节点A,B对应的行的数值不 同,该列对应的支路编号计入节点A,B的道路包含的支路集合Ω b中,根据节点A,B道路上 包含的支路,利用所述关联矩阵可得节点A,B道路之间的所有节点集合,记为Ω n,元素个数 为n,所述节点集合Ω n不包含始末节点A,B ;
[0026] 任意节点A,B间非道路上的节点和支路获取单元:对节点集合Ω n中的第i个节 点,1 < i << n,根据所述关联矩阵获得所有与其相连的支路,从不属于集合Ω,中的每一 个相连支路的对端节点开始深度优先搜索不在Ωη和首末节点A,B中的节点,直到回到所 述第i个节点,并将新搜索到的支路加入集合ΩΜ,新搜索到的节点加入集合Ωηι中;
[0027] 搜索完成判断单元:判断Ω η中所有节点是否都经过步骤S140搜索一遍,如果是, 则转向步骤S160,否则转向步骤S140,继续进行搜索;
[0028] 损耗统计单元:统计集合Ω b和Ω bi,i = 1,2. . . η中支路的损耗,记为Plciss,b,统计 Ω,Ρ Ωηι,? = l,2...n中与节点相连的配变、并联电容器和串联电抗器损耗,记为Plc]SS,n, 任意给定两节点之间的总的损耗为P lciss = Plciss,b+Plciss,n。
[0029] 优选地,所述元件支路、损耗获取单元具体为:根据配网运行情况,获取实际配网 运行馈线的馈线段、配电变压器和负荷元件的两端节点编号,各元件的参数和负荷的功率, 获取馈线根节点功率,形成配电网潮流计算所需的节点和支路数据表,采用匹配潮流技术 实现各非量测节点的负荷伪量测估算,再采用前推回推潮流技术计算各节点电压和支路电 流,进而计算各支路损,根据节点电压计算各节点配变有功损耗。
[0030] 优选地,在所述元件支路、损耗获取单元中,计算各支路和变压器线损采用基于均 方根电流法或者平方电流法。
[0031] 优选地,在所述任意节点A,B间非道路上的节点和支路获取单元中,所述深度优 先搜索不包含在道路中的节点,直到回到所述第i个节点,指的是,第i个节点第二次搜索 到。
[0032] 因此,本发明的配电网任意两点间理论线损计算方法及系统,基于道路矩阵和深 度优先搜索算法,能够帮助配网调度人员快速统计计算配网任意两个节点之间区域的损 耗,掌握线损的分布情况,有利于找到网络的薄弱环节,进而采取优化措施,降低网损,提高 经济性,具有较强的实用价值。
【附图说明】
[0033] 图1是根据本发明的具体实施例的两点间理论线损计算方法的流程图;
[0034] 图2是根据本发明的具体实施例的11节点配网示意图;
[0035] 图3是根据本发明的具体实施例的两点间理论线损计算系统的模块图。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描 述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便 于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0037] 本发明所述的配网是指辐射状运行的配电,包含各类配电设备之间的拓扑关系表 和数据表,具体的计算的线损设备包括支路,配变,并联电容器、串联电抗器等。
[0038] 参见图1,公开了根据本发明的具体实施例的两点间理论线损计算方法的流程图, 所述任意两节点之间区域线损计算包括下列步骤:
[0039] 步骤S110,获取元件支路、损耗步骤:根据配网运行情况,获取实际配