[发明专利]配电系统自动化中用于负载平衡的实时馈电线重新配置的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及公用配电系统中的馈电线重新配置并且更具体地涉及用于在配电的系统自动化中平衡负载的实时馈电线重新配置系统。

背景技术

公用配电系统中的馈电线重新配置已经是配电自动化的重要方面。需要该重新配置以避免关键的变压器和馈电线由于负载变化引起的过载。在配电馈电线中，负载可随时间变化并且在一些重负载期间过冲其额定热容量。该负载变化还取决于负载的种类，例如住宅负载、商业或工业负载等。在过载的情况下，为了保持系统可靠，来自过载馈电线的负载的一部分必须转移到相对轻负载的邻近的馈电线。相似地，主变压器过载问题可以通过识别引起过载的适当的馈电线并且将来自馈电线负载的负载的一部分转移到轻负载的邻近的变压器而解决。这种负载在馈电线和变压器之间的重新分布使得系统更平衡并且使过载的风险降低由此增加系统的可靠性。

美国专利6,654,216提供对于配电的电力网络的分布式监测和保护系统。该电网具有多条用于从站传送电力的线(其中断路器包括在这些线中)。该分布式监测和保护系统包括：耦合于多条电力线中的至少一个用于测量电力线的电参数的至少一个监测单元；和在数据网上与该监测单元通信并且从该监测单元接收测量的电参数的至少一个控制单元。

由本发明描述的保护系统监测系统中的电参数(电流、电压，等)到达其阈值并且当任何电参数过冲其阈值时使断路器跳闸。描述的方法不牵涉通过最小化目标函数使各种设备上的负载标准化。

美国专利5,734,586针对用于通过使用损耗公式、电压公式和为此的线路流通量公式来实现最佳稳定状态的大规模、不平衡的配电网络。就系统和网络数据来说，还公开了用于关于控制装置、网络部件和连接的变化确定系统损耗、三相线路流通量和电压的变化的显式公式。识别显式表达式对于配电系统的实时控制的应用。三相功率流和损耗公式能够应付：大量的节点、分支和侧支；多相接地或未接地负载；一般的大规模、不平衡配电系统中的任何连接的联合发电机、多相分路元件和变压器。

由本发明描述的系统不牵涉使各种设备上的负载标准化。同样，它更复杂地牵涉网络流编程技术和在实际实现控制步骤之前评估控制步骤的效果。

存在许多涉及重新配置的出版物，但除了少数出版物外没有一个解释在线重新配置。那些少数出版物具有采用复杂方式描述的算法。存在一些已经提出以在短期内达到接近最优解的启发式技术。其他则开发一种方案，其中在对于配置(其中所有开关闭合)的最佳负载流方案中通过断开具有最低电流的分支实现最佳配置。存在这样的出版物，其提出使用模糊逻辑和紧接着基于组合最优化的实现步骤的相平衡的新的重新配置。对于模糊步骤的输入是馈电线的每相总负载。模糊步骤的输出是负载变化值，对于负载释放是负值并且对于负载接收是正值。模糊步骤的输出是对负载变化系统的输入。负载变化系统使用组合最优化技术来将变化值(kW)转化成负载点的数量并且然后选择特定的负载点。还采用最佳模式进行释放和接收相之间的负载点的互换。

在2002年1月International Journal of Electrical Power&Energy systems的Kashmen M.A的“Three-phase load balancing in distribution systems using index measurement technique”中使用的指数值是分支负载平衡指数并且从系统角度来说没有解决该问题。

在出版物中描述的方法中，用于负载平衡的网络重新配置通过在由考虑分支交换式开关形成的不同的径向配置上进行搜索而完成。需要有使用适合于分支的指数和系统的指数值来有助于实现最佳负载平衡的分支和整个系统的负载状况的系统方法。

现在正考虑改进用于管理配电系统的现有技术的系统和方法。

发明目标

本发明的主要目标是提供用于在配电系统自动化中借助实时馈电线重新配置来平衡负载的系统和方法。

本发明的另一个目标是提供用于使系统的所有节点上的负载标准化的配电系统自动化中平衡负载的系统和方法。

本发明的再另一个目标是提供使配电系统操作者能够采取快速和可行的决策以操作平衡条件中的设备的算法方法。

发明内容