[发明专利]一种基于物联网技术的配网线路动态增容方法

说明书

 技术领域    

 本发明涉及一种基于物联网技术的配网线路动态增容方法，属电力信息自动化技术领域。

背景技术    

一个省内大部分城市供电以居民用电为主，城市配电网峰谷差较大，为满足高峰期居民用电负荷的需要毕竟进行大规模电力基础设施建设，电网负荷率低，影响了电网运行的经济性。长期以来，配电线路载流量设计是在选定的气象条件（如环境温度40℃，风速0.5m/s，太阳辐射功率1000W/m²）和导线最高允许温度（70～90℃）下计算的线路载流量，这是线路的静态载流量，也称为静态热定额，它可在极端条件下保证导线强度和线路安全，但过于保守。变电站10kV馈线配置的过负荷保护的保护定值基于此数值计算过负荷保护定值进行配电网运行调度控制，降低了设备的利用率，影响了电网运行的经济性。应用物联网技术和高速通信方式直接采集电气设备实时运行状态量，根据监测数据进行计及配电网安全约束的电力设备热稳定限值在线分析计算，根据计算结果实时判断配电网主设备实际运行工况，突破过负荷保护定值的限值，实现配电网动态增容，提高配电网负荷率，在不影响配电网运行可靠性基础上提升配电网运行经济性。

发明内容    

本发明的目的在于提供一种应用物联网技术和高速通信网络进行配电网设备运行状态实时监测，将采集到的实时监测数据进行计及配电网安全约束的电力设备热稳定限值在线分析计算，根据计算结果进行配电运行调度控制，实现配电网动态增容的方法。

实现本发明的技术方案是，利用配电网设备运行工况采集终端实现对配电网主设备运行工况的实时监测，并将实时监测数据通过电力通信网传输至配电网调控主站，配电网调控主站根据主设备监测数据进行计及配电网安全约束的电力设备热稳定限值在线分析计算，再根据计算结果对配电网运行调度控制方式进行控制。

本发明方法如下：

1、数据采集：由配电网设备运行工况实时采集终端实时采集配电线路的运行工况，采集到的信息主要是配电线路的实时温度，重点是接头等最容易发热的关键部位，同时也应包括电压、电流等电气量，作为配网调控主站在线计算的辅助参数。

2、数据传输：将配电网设备运行工况实时采集终端采集到的实时数据通过电网快速通信网络上传至配网调控主站。

3、主站在线计算：主站根据收集实时监测数据进行计及配电网安全约束的电力设备热稳定限值在线分析计算。配电网安全约束条件应包括配电网运行全景工况，配电线路转供能力等，根据计算结果对配网运行方式进行实时控制。进行计及配电网安全约束的电力设备热稳定限值在线分析计算包括：

（1）网络拓朴：根据实时数据库中的元件模型、连接关系以及开关的实时状态，确定配电网中各种设备的连接关系和带电状态。

（2）状态估计：应用估计算法来检测与剔除坏数据，提高数据精度，保持数据的一致性，实现配电网不良量测数据的辨识，并通过负荷估计及其他相容性分析方法进行一定的数据修复和补充。状态估计从不完整的DSCAFA数据和母线负荷预测数据，来获得完整的实时网络状态。

（3）潮流计算：潮流计算根据配电网络指定运行状态下的拓扑结构、变电站母线电压（即馈线出口电压）、负荷类设备的运行功率等数据，计算整个配电网络的节点电压，以及支路电流、功率分布。可采用牛顿-拉夫逊潮流计算方法、支路类配电网潮流计算方法进行潮流计算。

（4）负荷预测：针对6-20kV母线、区域配电网进行负荷预测，在对系统历史负荷数据、气象因素、节假日，以及特殊事件等信息分析的基础上，依据配网负荷变化规律，建立预测模型，选择适合策略预测未来系统负荷变化。

（5）负荷转供：当配网线路发生过负荷情况时，主站根据实际采集的状态量（线路潮流、线路温度、配变运行状态等）进行线路供电能力判断，当线路确实发生过负荷时，或者设定停电检修区间时，可能导致除事故区间或检修区间以外的区间停电，需要对这些区间进行负荷转移，使因此而导致的负荷损失最小及用户停电时间最少，此时需要使用负荷转移功能。负荷转供根据目标设备分析其影响负荷，并将受影响负荷安全转至新电源点，提出包括转供路径、转供容量在内的负荷转供操作方案。

4、配网运行方式进行实时控制：依据转供策略分析的结果，采用自动或人工介入的方式对负荷进行转移，实现消除越陷、减少停电时间等目标，形成的闭环控制。