（电力系统及其自动化专业论文）配电网合环操作的研究及专家系统的应用.pdf

东龠大掌硪士掌位音融采a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h en a t i o n a le c o n o m y , t h ee l e c t r i cn e t w o r km a n a g e m e n ts h o u l db em o r er e l i a b l ea n d e f f i c i e n t t h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h eh o tp r o j e c t ，d m sf d i s t r i b u t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ) , a l s om a k e st h e d i s t r i b u t i o nn e t w o r k o p t i m i z a t i o nw i d e l ys t u d e d t h er a p i ds t e p so fd i s t r i b u t i o nn e t w o r km a k et h et w o - w a ya n dm u l t i - w a yp o w e r s u p p l yp a t t e r nm o r ep o p u l a r , c l o s i n gl o o pi nd i s t r i b u t i o nn e t w o r kw i t hp r o p e rs u p p l yr o u t e sc a ns t r e n g t h e nt h es u p p l yr e l i a b i l i t y , e n s u mi t s f l e x i b i l i t y , a n di n c r e a s ei t se c o n o m i c a le f f i c i e n c y b u tt h ec l o s i n gl o o po p e r a t i o nm a yg e n e r a t el a r g ec i r c u l a t i o n f l o wi nt h ed i s t r i b u t i o nn e t w o r k ，w h i c hd i r e c t l ya f f e c t st h en e ts a f e t y g e n e r a l l y , t h eo p e r a t o r sj u d g ew h e t h e rt h e l o o p c a nb e c l o s e d j u s tb y t h e i re x p e r i e n c e ，s ot h ec o n s e r v a t i v ee s t i m a t i o n sr e d u c et h ep o w e r s u p p l yr e l i a b i l i t y f l o wc a l c u l a t i o n so n eo ft h em o s tw i d e 、e l e m e n t a r ya n dl m p o r t a n tc a l c u l a t i o n s 扭p o w e rs y s t e ma p p l i c a t i o n 。i ti s t h em o s tb a s i cm e t h o di na n a l y z i n gs t e a d y - s t a t eo p e r a t i o ni np o w e r s y s t e m u s i n g i tt oa n a l y z ea n dc a l c u l a t et h e l o o pr o u t e sh e l p st h es t a f fa d j u s tt h en e t w o r kc o n f i g u r a t i o n ，r e d u c et h el o s si np o w e r c u ta n db e n e f i tt h eu s e r s t h e r e f o r e ，i nt h i st h e s i s ，t h eo p e r a t i o no fc l o s i n gl o o pi nd i s t r i b u t i o ns y s t e mi sc a r e f u l l ys t u d i e da n dal o a dm o d e l f i tf o rc a l c u l a t i o ni s e x p l a i n e d s u c ham o d e li sa p p l i e d i nf l o wc a l c u l a t i o na n dl e a d st oam o r ee x a c ta n d r 鞠t s o n a b l ec a l c u l a t i o nr e s u i t t h ed e n s i t yo fp o w e rl e n di ns u z h o oa r e ai sl a r g ea n di l sn e ts t m o t u r ei sc o m p l e x 。i nc o n s i d e r a t i o no ft h e i n c r e a s i n gn e e df o rs u p p l yr e l i a b i l i t ya n d t h er e q u e n tc l o s i n gi o o po p e r a t i o n si ns u z h o u ，t h ec l o s e dl o o pa n a l y z i n g s y s t e mf o rs u z h o ud i s t r i b u t i o nn e t w o r k si sd e v e l o p e d c o m b i n e dw i t ht h el e a lo p e r a t i o n i tc a nr a p i d l ya n d c o r r e c t l yj u d g et h ep o s s i b i l i t yo fl o o po p e r a t i o na d v i c e db yu s e r st h r o u g ha n a l y z i n gp o s s i b l er o u t e sw i t hf l o w c a l c u l a t i o n i nt h i st h e s i s ，n o to n l yt h ed e s i g nm e t h o da n dt h ec h a r a c t e r i s t i co ft h es y s t e ma r ei n t r o d u c e d ，b u ta l s o t h ee l t o i so ft h er e s u l t sa r e u n d 。t h o u g ha n a l y z i n gl o t so f e x a m p l e s t h ea u t h o rg i y e s t h e i m p r o v e m e n t m e a s u r e s t or e d u c et h ee r r o r s ， t h e p r e s e n ts y s t e mo n l yg i v e st h ew a r n i n gm a s s a g e w h e nt h el o o pc u r r e n ti so v e rt h eu p p e rl i m i ti n s t e a do f g i v i n g t h em e a s u r e st os o l v et h ep r o b l e m f o rt h i sm a s o n ，a ne x p e r ts y s t e mo f g i v i n go p e r a t o r sm e a s u r e s i sp u tf o r w a r d i nt h i st h e s i s t h ee sn o to n l yj u d g e st h ep r o p e rc o n d i t i o n so fc l o s i n gl o o p ，b u ta l s og i v e st h ep r o p e rl o o pr o u t e f o ro p e r a t o r st oc h o o s e - i nb a ds t a t u s ，t h es y s t e mw i l tp r o v i d es p e c i f i ca d j u s t m e n ts u g g e s t i o n st os a t i s f yt h e c l o s i n gl o o p c o n d i t i o n s 。 t h e a p p l i c a t i o no fm u l t i - w a yp o w e rs u p p l yp a t t e r nr e s u l t si nt h es e l e c t i v i t yo fl o o pr o u t e s + w i t ht h ed e v e l o p m e n t o ft h es y s t e mi nc h o o s i n gp r o p e rl o o pl i n e sa n dt h em e t h o do fn e t 瞧o o n f i g u r a t i o na p p l i e di ne s b o t ht h es u p p l y r e l i a b i l i t ya n dt h et r a n s m i s s i o ne f f i c i e n c yw i l lb ea l li m p r o v e d t h eu n i v e r s a l i t yo fn e tr e c o n f i g u r a t i o na n dt h e a p p l i c a t i o no fe s i np o w e r s y s l mm a k e t h ep r o j e c tf u l lo ft h e o r e t i c a lb a s i s 。a l s og u i d et h ep r a c t i c e ， | 纛t h ee n d 。t h ep r o s p e c to ft h es y s t e mi so u t l i n e da n dt h ei d e ao fc o n n e c t i n gs c a d ai si n t r o d u c e d t h ec u r r e n t p r o b l e m s a r ea l s op o i n t e do u t k e y w o r d s ：d i s t r i b u t i o nn e t w o r k , c l o s i n gl o o po p e r a t i o n , l o a dm o d e l ，e x p e r ts y s t e m ，n e tr e c o n f l g u r a t i o n 1 1 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我 一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示了谢意。 签名：茸瘤聋日期：迎i ：多了 关于学位论文使用授权的说明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人 所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复 制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除 在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括 刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大 学研究生院办理。 签名： 导师签名：立皇! 旦兰二 日期：! ! 兰：! 东南夫掌硕士掌位论文第1 章爿r 论 第1 章绪论 电力生产的主要目的是满足用户对电能的要求。发电厂一般建在使总体销售成本最低的地方，然后利 用输电系统将大量电能从各个主力电厂输送到重要的负荷中心。配电系统则是利用最适当的电压等级将电 能输送给晟终用户。因此，电力系统包括发电、输电、配电三个不同的部分。在现代电力系统中，大型的 发电厂往往远离负荷中心，电厂发出的电能一般要通过高电压输电网络送到负荷的中心，然后在负荷中心 由电压等级较低的网络把电能分配到不同等级的用户。配电网敏锐的反映着对用户的服务，故对其进行研 究和分析具有现实意义。 1 1 配电网络含义和发展“2 3 1 1 1 1 配电网络的含义 配电网络是指电力系统发电、输电、配电中最后一个直接面向用户供电的环节。它按电压等级来分类， 可分为高压配电网( 3 5 1 1 0 k v ) 、中压配电网( 6 - l o k v ) 、低压配电网( 2 2 0 - 3 8 0 v ) 等。按供电的功能来分。 配电网络可分为城市配电网、农村配电网和工厂配电网等。在我国，配电网络主要是指3 5 k v 及以下( 在 市区主要是l o k v ) 的电网系统。配电网络主要供给一个地区的用电，因而又称地方电力网。相对于区域 电力网来说，它的电压等级和供电范围都要小一点，但它在结构上的最大特点是作为电力网的末端直接和 用户相连，敏锐的反映着用户在安全、优质、经济方面的要求。 1 1 2 配电网络的发展 i i 2 1 我国配电鄹络守搴发震状况 早期中国的配电网等级凌乱而复杂。在5 0 - 6 0 年代，随着我国配电网络的发展，低压和中压网的电压 等级逐步统一改造为3 3 0 ，2 2 0 v 及6 - 1 0 k v 。又由于城市负荷密度的提高和大型电力用户的出现，现代配电 网的最高电压等级已经发展到了3 5 1 1 0 k v ，有的负荷密度极高的城市。甚至采用2 2 0 k v 电压等级作为配 电网的电压等级。到1 9 9 5 年底，全国电网约8 0 的用电量是由城区电网送到用户或大企业，约5 0 的售 电量由配电网直接分送到用户。农村的电网形成了以大电网供电为主，以小水电、小火电、风能、太阳能 等多种能源发电互补的农村供电电源结构，农村电网覆盖了9 6 的农村地区。 随着沿海地区及大中型城市经济的快速增长，电力负荷也迅速增长，对电能质量和供电可靠性提出了 更高的要求。配电网络的发展也促使了配电自动化的发展，经过近十年的努力我国的配电网自动化已发 展到一定程度，主要标志有： ( 1 ) 微机系统由最初的8 位发展到3 2 位，而且分布式计算机系统得到迅速发展； ( 2 ) 系统的功能包含了配电网的实时数据采集与监控( s c a d a ) 、负荷管理、故障管理、地理信息系统和 其它高级应用； ( 3 ) 一次和二次设备的精确度和可靠性提高，实现了变电站无人值班： ( 4 ) 组织管理体制有相应的变化。 1 1 2 2 国终配电网络的发曩状况 在一些工业发达国家，配电管理系统( d m s ) 受到了广泛的重视，它被定义为一种可使配电企业在运 行时以实时方式监视，协调和操作配电设备的自动化系统。在配电系统中通常拥有“网络信息系统”， 用于监视和控制配电网络，及“网络控制系统”，用于控制网络。如果将两者的数据结合在一起，对整个 配电网络的运行、控制非常有用。固际上，某些电力公司提出了一体化思想，将实时配电网络信息与遥控 系统结合，形成“一体化的配电管理系统”，便于控制。 随着新理论、新方法、新技术在配电网络中的应用，以及国内外经济快速增艮的要求，迫使现代配电 网向下列趋势发展： ( 1 ) 配电装置向无油化、免维修、小型化、紧凑型方向发展； 蕈1 贯 东南大掌硕士学位论文第1 章绪论 ( 2 ) 配电自动化向多功能纵深方向发展； ( 3 ) 配电网管理向需求侧方向发展； ( 4 ) 人工智能、专家系统在配电网中大量应用。 1 2 配电网络的运行特点和基本要求 配电网的运行是指配电网络所属不同电压等级的线路和变电所及配电所的运转过程。配电网相对于输 电网来说，其电压等级低，供电范围小，但与用户直接相连，是供电部门对用户服务的窗口，直接为电力 用户服务。因而，决定了配电网络的运行有如下的特点和基本要求： ( 1 ) 1 0 k v 中压配电网在运行过程中，负荷节点多，一般无表计实时记录负荷，很难应用现有的传统的潮 流工具进行配电网的计算分析，要求建立新的数学模型和计算方法； ( 2 ) 随着铁路电气化和用户电子设备的大量使用，配网运行中有大量的谐波源、三相电压不平衡、电压闪 变污染等，要求准确测量与计算配电网中的谐波分布，从而采取有效措施，抑制配电网中谐波危害； ( 3 )由于环保条件日趋严格的制约，对配电网运行要求自1 0 定不影响城市绿化、防火、防爆、防噪声的技 术和组织措施，以减少配电网运行环境的污染； ( 4 ) 随着用户对供电可靠性和电压质量指标要求的提高，仍靠人工操作己无法适应发展的要求，不断提高 现代配电网运行的自动化、智能化水平是当务之急； 由于“电能”作为商品将进入市场竞争，要求各电力公司能降低配电网运行的线损和年运行费用，提 高运行地经济性，从而降低配电成本。同时，积极协助用户优化用电计划、节约用电、推行战略节电和战 略负荷开拓等积极措施，进一步提高对用户的服务质量，以求在市场竞争中遥遥领先。 1 3 配电网络的合解环问题 1 3 1 城市配电网络的常用结构 由于城市经济和人口的增长，用户对供电的要求也越来越高，每个配电网为了提高可靠性，要求满足 n 一1 原则，一般都采用下述基本网络结构组成“1 ： ( 1 ) 普通环网，如图1 1 所示： ( 2 ) 双端电源链网，如图1 2 所示。 图1 1 普通环型网络 b t 联络开关； b 】，b 2 ：出线开关； b n ，b 位，b 如：分段开关； f 1 ，f 2 ，f n ：馈电点； t f l ，t f 2 ，t f n ：配电变压器 u n ：低压3 8 0 2 2 0 v 网络。 b i ：联络开关； b 】，b 2 ：出线开关； b n ，b n ，：分段开关； f l ，f 2 ，f d ：馈电点 t f l ，强，t f n ：配电变压器 u n ：低压3 8 0 2 2 0 v 网络。 i i l2 页 一 什 nl昌 乳虿 键n虿蔷 眯打m 石吊 当 号 一 一 。 髓 东南大掌硕士尊啦截j 文第1 章绪论 ( 3 ) 多电源供电模式，如图1 3 所示。 t f 3 i ：i 了u n 1 3 2 合解环问题的提出 i ：；t f n u 盯 图1 3 多电源供电模式 b l l ，b l 2 ，b u ：联络开关； b i ，b 2 ，b 3 ：出线开关： b n ，b n ，1 3 m ：分段开关； f l ，f 2 t ，f n ：馈电点： t 1 b t ，t f n ：配电变压器 u n ：低压3 8 0 2 2 0 v 网络。 随着对供电可靠性和电能质量的要求越来越高，以及城市配电网的供电结构的日益发展，双向供电和 多电源供电的供电模式成为提高配网供电可靠性的有效的方式。在故障、计划检修以及其他突发事件的情 况下，配电网实行不停电转移负荷成为提高供电可靠性的有力手段，是配电网运行操作中必不可少的环节。 而不停电转移负荷的操作，不可避免的涉及到配电网的合解环问题。 在进行合环操作时，电网中可能产生较大的环流，这将直接影响到电网的安全稳定运行。在一般情况 下，操作人员只能凭经验决定合环路径，以及该路径是否可以进行合环操作。由于运行人员通常采用比较 保守的做法，在没有特别的把握时尽量避免台环操作，所以将增加停电时间和停电次数，降低系统供电可 靠性。由此可见，通过潮流计算对台环路径进行分析和计算，有助于运行人员对配电网络进行恰当的调整， 从而保证用户利益，减少停电损失。 同样，对于解环操作，也涉及不停电转移负荷问题，需要掌握潮流情况。 1 4 本论文主要的工作 本文的第二章将对配电网络合环操作做一个简介，指出配电网合环的概念和意义，提出一个简化的合 环计算模型，并介绍一些配电网的常用计算方法。 本文的第三章将介绍“苏州配电网合环计算分析系统”。这是应用合环模型开发的计算分析系统，并 用到一个具体的地区苏州城区配电网络。系统通过对已有合环路径的潮流计算，判断合环操作的可能 性，给运行人员以操作依据。 本文的第四章将针对“台环计算分析系统”，提出配电网络合环决策的专家系统及实践方案。其中， 针对配电网多电源的供电情况，考虑配电网络重构的情况，提出合环路径。 本文的第五章将对系统做出展望，提出与在线系统相连的思想，使得合环分析系统的使用更为方便a 第3 冒 裹南大掌硪士掌位能支第2 章己电网络舌环蔺介 第2 章配电网络合环简介 2 1 配电网络合环的概念和意义 2 1 1 配电网络合环的概念 随着城市经济的不断发展，以及配电网络结构的不断发展，城市配电网络中线路的走向以及配电设施 和用户的分布具有明显的地理特征。园地域和配电设施比较集中，城市配电网络与其他地物交叉跨越较多。 为提高供电可靠性，除了建设可靠的电源点外，配电网络的常用结构多采用图1 1 的环型网络。或者是图 1 2 的双端电源链网及图1 3 的多电源供电网络，即将原先独立的辐射式配电网改变为运行灵活的链环式配 电网。图2 1 ”1 是1 0 k v 母线及环网配网系统一次接线图。 由i 酬： 用户变 广 i u 酬x r 用户变 1 分段 瓣 嗣l 。卜 娄广 用户变 鬟蛔一 娑!蔷平用户夺 辩 羽【 h 。 山w 蒋2 2 2 拣分茸褥；s ，- f ”妒4 菇 譬一p 4量*三s瓤23)22 五。 ” 嚣理可鳟戏2 2 4 ；s ，- 寺s ( 式2 2 4 ) t 1 新鞋，出式2 2 3 秘式2 2 4 可攘爨：蕊- s j - 兰s 。 进一步蠡公式2 2 1 褥如，当是m s j 一言s 孵，曩帮墨凝甾效为个大小为s ，授予绫黯鹣串点受搿。 由此推之，当负荷均匀的分布予线路上的个点，缚点负穗为专时，同样存在上述结果 戳上述缩论涛蕊穑，推之鸯一般豹骶邀鞠终计算，可太大篱他毒 算方法。含毽的楚骥分带受替，褥罐 离计算耪发，蒋会囊繇揍援。 。 苏州酝邀阚鸯裁：计冀势折系统到用n e w t o n - r a p h s o n 法避行诗嚣，将遣区电耀和配电髑垒帮考虑进去， 弗乖j 用上述负荷横爨。饿得台环计簿更为方便、准确。该系统谯第三章中详缎介绍。 薰1 3 贾 n 东南大掌硕士掌位 宅文第3 高：州巴电用络奢环分析系统 第3 章苏州配电网络合环分析系统 如前文所讲，国民经济的不断发展对电网的供电可靠性提出了更高的要求，电力系统需要更为科学、 可靠、高效的管理手段。为了保证了配电网对用户的可靠供电，提高配电网运行的经济性，从而提高供电 企业的经济效益和社会效益，合解环操作成为电力系统运行操作中必不可少的环节。 在进行合环操作时，电网中可能产生较大的环流，将直接影响到电网的安全稳定运行。操作人员往往 只能凭经验决定是否可以合环，通常采用比较保守的做法，在没有特别的把握时尽量避免合环操作，这样 将增加停电次数，降低系统供电可靠性。由此可见，通过潮流计算对操作人员所提出的合环路径进行计算， 有助于他们对配电网络进行恰当的调整从而保证用户利益，减少停电损失。 出于以上考虑，本文在潮流计算的基础上，对配电网的合环操作部分作了一定的研究。“苏州配网合 环分析系统”根据苏州地区电力负荷密度大，地区电网结构复杂的特点，对可能的合环路径进行分析，从 潮流的角度给运行人员以依据，从而快速、准确判断合环操作的可能性，达到预期目的。 3 1 系统研制馏。“1 3 1 1 系统设计 苏州配电网络合环分析系统的设计目的在于：运行调度人员在合环操作前，可以通过合环分析系统对 提出的合环路径进行潮流计算，根据系统提示的潮流信息判断该合环操作的可能性。为了提高计算的准确 性，合环分析系统在进行潮流计算时，不仅包含了与合环线路直接相关的线路信息，而且包含了整个苏州 地区电网，将供电网和配电网全部考虑进去。 由于苏州地区电网结构复杂，为了使用户的实际操作更为方便，在系统构建前，根据苏州电网的特点 和实际可能进行的合环线路，在保证工程计算准确的前提下，对整个苏州地区的电力网络进行适当的简化， 选择了其中必要4 0 多个厂站组成电网接线图。其中包括：望亭电厂、阳山变、金山变、狮山变、苏州变、 宝带变、葑门变、寒山变、枫桥变、彩虹变、胥门变、竹辉变、园区变等。 针对配网变化多，合环操作复杂的特点，本系统引入了台环模板的概念，当分析某两条馈线合环时， 只要调入合环模板，选择台环馈线所在母线，输入必需的线路参数和负荷参数即可进行合环计算，达到一 个模板适用多种合环操作，用户使用起来十分方便。 对于配电网这一易变的系统来说，面向对象的思想可以提高软件的灵活性和可移植能力，所以我们用 了面相对象的方法对系统进行分析、设计和实践。由于对象的继承性使其重用率大大提高，所以简化了系 统的修改与扩充。本系统在v i s u a l c + + 6 0 和m i c r o s o f t a c c e s s2 0 0 0 环境中开发，各网络所需参数及运行结 果存储于a c c e s s 数据库中，用户可方便的对系统数据库进行修改和维护。 3 1 2 系统组成 本系统由两个子系统组成：绘图及系统维护子系统、合环计算子系统。它包含以下主要功能：配网元 件模型，网络拓扑，潮流显示，合环计算和图形化的操作界面。下作简单介绍。 3 1 2 1 绘图及系统维护子系统 绘图及系统维护子系统主要用来实现网络图创建、修改、删除及各设备数据参数的图形化录入等工作。 它提供了多种电力系统常用图元，以此绘制系统接线图和厂站接线图。这样可以全面地反映电网的总体情 况。它为合环计算分析准备了必要的数据。 特点：用户界面友好，操作方便。所有图形资料都以数据库形式存储，有利于各客户端共享a 1 提供多种图元 本系统提供了一系列的基本绘图工具，可以满足绘图的需要。 如图3 1 所示： 簟1 4 贾 东南大学硕士掌位论文第3 章苏卅l i e 电网络合环分析系统 图3 1 绘图工具箱 系统所提供的绘图工具，从左向右依次是：图元选择、断路器、母线、负荷节点、线路、三相变压器、 电容、二相变压器、静态文本、动态文本、闸刀、接地符、设备间连接关系、母线和线路连接关系属性、 厂站和发电机。 2 丰富的元件模型和设备属性 利用上述图元，图形子系统可以在网络图上添加各类设备。对于每一类设备都有独立的元件模型与各 自的图元相对应。元件模型可用来表征设备的动态响应特性，如发电机模型、负荷模型等。 每一类设备都有不同的属性，用户可以通过如下形式的对话框编辑各类元件的属性。其中设备名称不 可重名，否则按下“确定”后，系统会给出错误提示，让用户重新输入名称，直到不重名为止。“连接设 备栏”显示与本设备有物理连接的设备标识，搜索按钮根据接线图上设备图元间的位置自动搜索出与本设 备相连的连接设备。自动搜索过程中往往会产生一些多余的与本设备无实际连接的设备( 如线路跨越等) ， 可通过“= ”和“ 绘制厂站内部元件，保存 读入系统图 绘制( 修改) 系统蚓一 绘制厂站内部元件 保存 读圈时按图3 1 2 的链表模式进行，提高速度： 第加耳 东南大掌硕士掌位论文第3 章苏州配电罔络合环分析系统 皇i 皇墨墨皇e 墨置皇皇詈詈苎詈皇皇詈詈詈皇皇昔皇詈鲁量詈詈詈詈署吕巴詈鼍! 量量置皇詈暑置曼穹詈詈詈詈詈詈鲁墨| 毫詈皇皇詈詈! ! ! 詈皇巴! ! ! ! ! 曼 。 元件1 e 厂站1 i !元件l p 站2 11 元件l 曲厂站3 1 i 元件l 色厂站i ii 元件1 0 厂站日 l ! e e e e e e ：二二二 ：二：e e e e e ：jl ：二l 二二：! e e e e e e j ! l ii i i i i i i ： ：e e e e e e ：= - _ e z e ：2 二l - - ：2 二e 二： ! 元件n 厂站l ! ! 元件n p 站2 1 i 元件n v 站3 1 i 元件n # j - 站i l i 元件n - 站n ! i 一一一一一一jl 一一一一一j l 一一，一一一ji 一一一一一ji 一一一一一一j 图3 1 2 存取链表 该系统由对话框传输数据和数据库相联系完成绘图系统的功能实现，并通过对链表的操作实现数据 的处理，增加效率。它实现元件的绘制和系统图的生成，并绘制出所需的合环模板，工况默认为基本工况。 ( 2 ) 合环计算子系统 程序主框架： 打开文件 选择系统工况- 读入系统图 进行潮流计算，( 创建合环模板) ，读入合环模板 进行合环 计算 保存合环模板一 ( 保存工况) 结束 由数据库和计算系统相连，读圈时按与绘图部分一致的链表模式进行，提高系统处理速度。其余数据 的处理也通过操作链表实现。潮流计算部分采用牛顿拉夫逊法及p q 解耦法，计算方法高效。 3 2 算例分析 合环计算系统，是利用合环前相关测置点的现场数据来推算合环后线路上的合环电流。所以现场数据 的准确与否，直接影响到计算结果的精度。为了研究现场数据的误差对计算结果精度的影响，同时验证本 系统所采用的模型正确性，设计如下算例： 对彩虹变l o k v 母线i 段和胥门变l o k v 母线段进行台环操作，如图3 1 3 所示。 u x i l o k v 彩虹i 段i o k v 胥门i i 段u n u v 图3 1 3 彩虹变l o k v 母线i 段和胥门变l o k v 母线i i 段合环算例 其中： ( 1 ) 系统平衡节点设在望亭电厂2 2 0 k v 母线，平衡节点电压设为1 0 5 。 ( 2 ) 醍l o k v 馈线上所带负荷呈梳状结构。简便起见每条馈线分4 段，带3 个负荷( 在不同算例中，备段 线路长度可能不同各个负荷大小也会不同) 。 ( 3 ) 电流误差计算的基准值是台环后出线电流的实际值。 1 算厕一：基本条徉 ( 1 ) 彩虹变合环馈线的三个实际负荷，1 d 1 = 1 d 2 = l d 3 = 1 3 7 5 + j 0 6 6 6m v a 负荷电流8 0 a ，功率因数0 9 ， 电压1 0 5 k v ： 胥f 】变合环馈线的三个实际负荷，l “= l d 5 = l = 0 6 8 7 + j 0 3 3 3m v a【负荷电流4 0 a ，功率因数0 9 ， l2 1 耳 东南夫掌硕士掌位论文第3 章苏州配电网络合环分析最统 电压1 0 5 k v ： ( 2 ) 彩虹变台环馈线共4 段，每段均为l g j - - 1 8 5 ( 1 0 k v ) - - 0 4 k i n ，总长计0 4 * 4 ；1 6 k i n ： 胥门变合环馈线共4 段，每段均为l g j 一1 8 5 ( 1 0 k v ) - - 0 4 k m ， 总长计o 4 * 4 ；1 6 k m ； ( 3 ) 彩虹变1 0 k v 母线i 段所带其它负荷k = 1 1 1 7 1 + j 5 4 1 0m v af 负荷电流6 5 0 a ，功率因数0 9 电 压1 0 5 k v l ： 胥门变1 0 k v 母线段所带其它负荷l 札= 1 3 7 4 9 + j 6 6 5 9m v a负荷电流8 0 0 a ，功率因数0 9 ，电 压1 0 5 k v 。 按3 种情况分别计算合环电流，结果如下表3 2 所示 算例 彩虹变1 0k v胥门变1 0k v彩虹线潮流电流胥门线潮流屯流 1 段( k v )i i 段( k v ) ( m 、，a )( a )( m 、 )( a ) 合环前实际值1 0 5 5 01 0 4 8 0 4 1 3 3 + j 2 0 1 12 5 2 82 0 6 3 + j 1 0 0 11 2 6 7 合环后实际值1 0 5 5 11 0 4 7 9 4 5 6 7 + j 1 9 3 6 2 7 2 9 1 6 3 1 + j 1 0 8 1 1 0 8 1 情况11 0 j 5 01 0 4 7 94 5 5 5 “19 1 72 7 3 4 1 _ 6 3 2 + j 1 0 8 1 1 0 8 4 情况21 0 5 2 51 0 4 6 0 4 1 6 8 + j 2 4 9 9 2 6 9 71 3 3 2 + i 1 6 2 81 1 6 8 情况31 0 ，5 1 61 0 4 5 3 3 9 7 8 + 1 2 7 1 42 6 7 51 1 7 9 + j 1 8 3 41 2 1 2 表3 2算例一计算结果 情况1 ：采用本模型进行计算，各参数都认为能取到精确值 结果与实际值基本一致，分别为0 2 和0 3 。 情况2 ：设彩虹变和胥门变负荷的功率因数都是o 8 。其它参数均取精确值 结果的误差较大，分别为1 2 和8 o 。 情况3 ：设彩虹变和胥门变负荷的功率因数都是0 7 5 ，其它参数均取精确值 结果的误差大，分别为2 2 和1 1 8 。 2 算倒二：一条镄线长，一条馈线短 。 ( 1 ) 参照算例一中的条件一和条件三； ( 2 ) 彩虹合环馈线仍为4 段，每段仍为为l g j 1 8 5 ( 1 0 k v ) 一0 4 k m 胥门合环馈线仍为4 段，但每段均为“一1 2 0 ( 1 0 k v ) 一o 1 k m 按2 种情况分别计算合环电流，结果如下表3 3 所示： 总长计o 4 4 - - 1 6 k m ： 总长计0 1 4 ；0 4 k m 。 算例彩虹变1 0k v胥门变1 0k v彩虹线潮流电流臂门线潮流电流 i 段( k v li i 段( k v ) ( m v a )( a )( m 、，a )( a ) 合环前实际值1 0 5 5 0 1 0 4 8 04 1 3 3 , i2 0 1 12 5 2 8 2 0 6 2 + j1 0 ( 1 0 1 2 6 3 台环后实际值1 0 5 6 01 0 4 7 3 4 4 “+ j1 7 6 5 2 6 2 8 1 7 5 2 “1 2 4 9 1 1 87 情况11 0 5 6 01 0 4 7 2 4 4 3 2 + j1 ，7 4 7 2 6 3 11 ，7 5 5 “1 2 51 1 9 0 情况21 0 5 3 8 1 0 4 5 14 1 1 3 “2 2 4 12 5 9 41 3 8 7 + i1 8 8 51 2 95 表3 3算例二计算结果 第2 2 百 东南大掌硬士掣啦韶吩t ，f3 s i t - 高；州i 己电网络合环分析置兢 情况1 ：采用本模型进行计算，各参数都认为能取到精确值 结果与实际值基本一致，电流误差分别为为o 1 和0 3 5 。 情况2 ：设彩虹变和胥门变负荷的功率因数都是0 8 ，其它参数均取精确值 结果的误差较大，电流的最大误差有9 1 。 3 算翻三：每条馈线上负荷不均 ( 1 ) 彩虹变的合环馈线仍为4 段，每段线型均为l g j 一1 8 5 ( 1 0 k v ) 各段1 支度0 3 k m 、0 5 k m 、0 4 k m 、 0 2 k m ， 总长计1 4 k i n ： 胥门变的合环馈线仍为4 段，每段线型均为“w 一1 2 0 ( 1 0 k v ) ，各段长度0 2 k m 、0 3 k i n 、0 3 k i n 、 0 1 k i n ，总长计0 9 k m ； ( 2 ) 彩虹变合环馈线三个实际负荷大小依次为1 | 0 3 1 + j o 4 9 9 m v a 、o 5 1 6 + j 0 2 5 0 m 、o 8 5 9 + j o 4 1 6 m v a ， 负荷电流依次为6 0 a 、3 0 a 、5 0 a ，功率因数0 9 ，电压1 0 s k v ； 胥门变合环馈线三个实际负荷大小，依次为0 6 8 7 + j 0 3 3 3m 、1 5 4 6 + j o 7 4 9m v a 、1 2 0 3 + j o 5 8 3m v a ， f 负荷电流依次为4 0 a 、9 0 a 、7 0 a ，功率因数0 9 。电压1 0 5 k v 。 ( 3 )彩虹变合环变压器台环前出口电流为8 2 2 a ，胥门变合环变压器合环前出口电流为1 0 5 6 5 a ； 注：( 1 ) 、( 2 ) 均为从1 0 k v 母线往合环开关方向 按3 种情况分别计算合环电流，结果如下表3 4 所示： 算例彩虹变1 0k v胥门变1 0k v彩虹线潮流电流胥门线潮流电流 i 段( k v )i i 段( k v ) ( m 、，a )( a )( m 、，a )( a ) 合环前实际值1 0 6 0 21 0 4 4 92 4 0 8 + j 1 1 6 91 4 6 13 4 4 6 + j 1 6 7 52 1 2 3 合环后实际值1 0 5 6 81 0 4 7 34 1 5 6 + j 1 6 3 32 4 4 81 7 0 6 + j 1 2 2 51 1 6 o 情况11 0 5 7 11 0 4 7 l4 0 9 6 + 1 5 5 92 4 1 31 7 5 5 + j i 2 8 11 2 0 2 情况21 0 5 5 41 0 4 5 04 2 8 7 + j 1 6 2 72 5 1 _ 91 9 0 2 + j 1 3 6 7 1 2 9 9 情况31 0 4 3 91 0 3 3 53 ，9 3 8 + j 2 0 9 32 4 8 91 5 4 5 + i 2 0 2 4 1 4 2 9 表3 4算例三计算结果 情况1 ：采用本模型进行计算，各参数都认为能取到精确值 结果与实际值基本一致，电流误差分别为为1 4 和3 6 。 情况2 ：采用馈线总负荷取合环前馈线支路上的电流进行折算( 模拟实际操作) 其中，彩虹变合环前馈线电流为1 4 6 a ，胥门变合环前馈线电流为2 1 2 3 a 。 则，彩虹变所带其他负荷值；8 2 2a 1 4 6a = 6 7 6 a ， 胥门变所带其他负荷值：1 0 5 6 5a 2 1 2 3a - - - 8 4 4 2a 。 结果的误差较大，电流误差分别为2 9 和1 2 0 。 情况3 ：采用情况2 的条件，设彩虹变和胥门变负荷的功率因数都是0 8 结果的误差大，电流误差分别为1 7 和2 3 2 。 4 算铷西：个较差的条俘 ( 馈线上负萄分布非常不规鼬功率因数迮不一致假设计算时这些情况都不能得知) 蕈2 3 贯 东南大掌司陆掌位讫。文第3 章苏州配电网确合环分析系规 ( 1 ) 彩虹变合环馈线三个实际负荷大小，依次为： l d l = 1 6 8 + j 1 2 6m v a f 负荷电流1 1 0 a ，功率因数0 8 ，电压1 0 5 k v ； l d 2 = 0 6 9 + j o 3 3 v i v a f 负荷电流4 0 a ，功率因数0 9 ，电压1 0 5 k v ： l a 3 = 0 1 6 + j o 1 0m v a 负荷电流1 0 a ，功率因数0 8 5 ，电压1 0 5 k v ； 胥门变合环馈线三个实际负荷大小，依次为： l d l = 0 6 0 + j o 2 9m v a【负荷电流3 5 a 功率因数0 9 ，电压1 0 5 k v l l d 2 = o 0 9 + j o 0 4m v af 负荷电流5 a ，功率因数0 9 ，电压1 0 5 k v l l d 3 = o 0 9 + j o 0 4m v a【负荷电流5 a ，功率因数0 9 ，电压1 0 5 k v l ( 2 ，彩虹变合环馈线共4 段，各段分别为y j v 2 2 - - 3 * 4 0 0 ( 1 0 k v ) - _ o 4 9 2 k m 、i t y 一1 8 5 ( 1 0 k v ) 0 4 4 5 k m 、u g 一1 5 0 ( 1 0 k v ) 1 8 5 k m 、l g j 1 2 0 ( 1 0 k v ) 0 3 k m ： 胥门变合环馈线共4 段，各段分别为y j v 2 2 3 4 0 0 ( 1 0 k v ) 一- 0 6 4 0 k m 、瓜i i y 一1 8 5 ( 1 0 k v ) 0 3 8 0 k m 、u g j 一1 5 0 ( 1 0 k v