[发明专利]10千伏线路首端负荷安全域边界的一种快速估算方法

说明书

10千伏线路众多，末端低电压问题普遍。基于首端负荷安全域，运行时可根据首端负荷掌握末端电压的安全裕度，规划时便于线路选型和无功配置。本发明“10千伏线路首端负荷安全域边界的一种快速估算方法”，基于台区负荷分布特征及对线路压降的影响分析，将实际台区负荷分布等效为沿线均衡分布附加若干重载点的形式；根据线路最大安全压降，针对负荷分布的各种等效形式，分别推导出了线路首端负荷安全域的线性化边界方程。算例结果表明，若首端负荷在安全域外，则末端电压低于安全下限值；反之，则末端电压处于安全水平。算例结果验证了本方法的可行的。本发明可广泛应用于10千伏配电网的安全运行和规划，具有重要的工程应用价值。

技术领域

配电网电压安全性分析，配电网运行域规划。

背景技术

10千伏线路末端电压低于安全值，是当前配网经常遇到的问题，严重影响了供电质量。

当前，10千伏线路规划选型的依据主要是经济电流密度，其基本出发点是限制线路的发热和线损。但是，影响线路末端电压的因素还有线路长度、台区负荷分布，即使电流密度在正常范围，线路末端电压也未必在安全范围内。

不同于较高电压等级的输电线路，10千伏线路类似于母线，其上分布了数量众多(几十甚至上百台)的台区变压器(简称台区变)，且台区负荷变化随机性大，故末端电压的分析和预估都非常困难，是安全运行和规划的主要瓶颈。

此前，针对输电线路，研究获得了专利技术“基于电压水平约束的负荷安全域研究方法(专利号：ZL 20101 0244526.6)”，基于电网线路的电压-负荷功率特性，分析得到了输电线路首、末端的负荷安全域。只要首端或末端的负荷在其安全域内，则可使压降在正常范围内，可基本保持末端电压处于安全水平。该技术非常便于输电网电压安全运行与规划。

近期，针对10千伏线路，申请了发明专利“基于线路压降力矩模型的10千伏线路电压快速估算方法(申请号：201810765407.1)”，可基于台区变负荷，快速估算10千伏线路的末端电压。

但是，实际台区变数量众多，且负荷数据测量的完整性和准确性难以保证。若能够得到10千伏线路的首端负荷安全域的边界，运行时便可通过首端负荷(即出线负荷)直接判断末端电压的安全裕度；规划时，可基于首端预测负荷距安全域边界的距离以及逼近速度，选择滚动规划时间点、扩容线型以及无功配置等。故得到首端负荷安全域边界，将为10千伏配网的安全运行和规划提供极大的便利，具有重大的实际价值。

故本申请发明专利，在前期研究成果的基础上，根据末端电压安全下限值，提出快速估算10千伏首端负荷安全域边界的方法。

发明内容

本发明“10千伏线路首端负荷安全域边界的一种快速估算方法”，基于台区负荷分布特征及对线路压降的影响分析，将实际台区负荷分布等效为沿线均衡分布附加若干重载点的形式；根据线路最大安全压降，针对负荷分布的各种等效形式，分别推导出了线路首端负荷安全域的线性化边界方程。算例结果表明，若首端负荷在安全域外，则末端电压低于安全下限值；反之，则末端电压处于安全水平。故采用本方法得到的安全域边界是准确的。基于首端负荷安全域，运行时可根据首端负荷掌握末端电压的安全裕度，规划时便于线路选型和无功配置。故本申请发明具有重要的工程应用价值。

附图说明

图1交流线路模型

图2交流线路首、末端电压对应的首、末端功率圆弧

图3 10千伏线路上台区变的位置分布及负荷

图4台区负荷均衡分布的10千伏线路

图5首端负荷安全域的边界线性化

图6台区负荷均衡分布附加1个重载点

图7附加1个重载点后首端线性负荷安全域的边界修正