一种基于区域划分的配电网线损估计方法

1.本发明涉及供电技术领域，尤其涉及一种基于区域划分的配电网线损估计方法。


背景技术：

2.随着在全国实施的电力改革工作的不断深化，供电企业在我国市场经济体制下的减损增效意识的不断提高，配电网损耗计算和分析是供电企业的一项重要工作，它不仅影响着供电企业的效益，也综合反映了节能减排工作的实施情况，同时也是节能降损工作开展的科学依据与重要内容。在目前能源短缺的情形下，利用科学的方法降低配电网损耗，发展节能技术，对供电公司提高经济效益有着重要意义。
3.目前配电网采用的理论损耗计算方法较为传统，虽然模型简单、所需数据量少，但模型过于简化，导致计算结果精度低，很难得到精确的计算损耗。馈线长度计算的难点：第一：变电站的实际地理位置不确定，只确定变电站在地图上的经纬度，其具体位置不清楚；第二：小区范围的不确定性，每个小区的范围在地图上无明确的边界，在划分时可能会有些许偏差；第三：布线的紊乱性，配电网的布线情况不完全清楚，在地图上不能明确的标记，无布线网络的图层。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种简单有效的基于区域划分的配电网线损估计方法。
5.为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：一种基于区域划分的配电网线损估计方法，包括以下步骤：
6.步骤1：将带有坐标信息的地理图层shp文件导入线损估计软件中， shp文件包括居民楼shp文件和道路shp文件；shp文件是一种矢量图形格式，可以描述几何体对象：点、折线、多边形等。shp文件存储了一层几何图形，如线、点、多变形，并与地理坐标系统相联系，是一个复合数据集。
7.步骤2：将道路图层进行解析，对道路shp图层生成矢量化对象，并生成顶点对象和边对象；
8.步骤3：按照区域划分地理图层文件；
9.步骤4：各区域内根据变压器的经纬度信息，建立供电单元根节点，确定供电单元的主干配电馈线；
10.步骤5：在一个区域内根据居民楼和道路的关联信息计算出支路到负荷节点的馈线长度，计算公式为：
[0011][0012]
式(1)中，l为该区域内配电馈线总长度，ri为第i条支路的长度，n为总支路数；
[0013]
步骤6：重复步骤4，直至各个区域内供电单元的配电馈线计算完成；
[0014]
步骤7：统计配电网中馈线总长度，计算公式为：
[0015][0016]
式(2)中，s为配电网馈线长度，mi为第i个区域配电母线长度，li为第i个区域配电馈线总长度，n为划分的总区域数，i从1 到n,总共划分为n个区域；
[0017]
步骤8：结合馈线物理结构得出实阻电阻值，求出线路等值电阻；线路等值电阻计算公式如下：
[0018][0019]
式(3)中，rm为线路等值电阻，i
k
为流经第k条支路的平均电流，r
k
为第k条支路的实阻电阻值，i
j首
为线路首端平均电流，m为总支路数；
[0020]
步骤9：利用平均电流法计算馈线网络的线损情况，计算公式如下：
[0021][0022]
式(4)中，δa为损失电量，r为馈线等值电阻，t为运行时间,iar 为平均电流，k为形状系数.
[0023]
优选的，步骤2中，顶点对象包括坐标信息、连接关系信息、关联地块信息。
[0024]
优选的，步骤2中，边对象包括形状信息、长度信息、道路宽度信息、关联顶点信息、关联地块信息。
[0025]
优选的，步骤5中，各个区域内根据dijkstra算法计算分支线路的具体走向和长度。
[0026]
优选的，步骤8中，各负荷节点的平均电流是利用该线首端电流求得的，先用首端电量求出首端平均电流，然后将首端平均电流按各负荷节点电量占首端电量的比例，将首端电流分配到各负荷节点，即得到负荷节点的平均电流。
[0027]
优选的，形状系数k由如下公式确定：
[0028][0029]
式中，ieff为日均方根电流，iar为日平均电流。
[0030]
优选的，步骤9中，形状系数k值的大小与直线变化的持续负荷曲线有关，可由如下公式计算：
[0031]
当f≥0.5时，计算k2：
[0032][0033]
当f<0.5时，计算k2：
[0034][0035]
式中，α为最小负荷率，等于最小电流与最大电流的比值；f为负荷率，等于平均电
流与最大电流的比值。
[0036]
优选的，步骤9中，实测为有功电量、无功电量和电压、平均电流如下公式计算：：
[0037][0038]
式中，aa为日有功电量，ar为日无功电量，uar为日平均电压值；电能损耗计算公式如下：
[0039][0040]
式中，a
a
为日有功电量，a
r
为日无功电量，u
ar
为日平均电压值，r 为馈线等值电阻，t为运行时间
[0041]
采用本发明技术方案，本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明在明确站所位置和居民楼位置的前提下，利用arcmap软件生成网络数据集，用得到的数据在软件中作为输入计算出该区域的配电网线路的长度，由此节省大量的人力物力就能准确地估算出配电网线路的线损情况。
具体实施方式
[0042]
对本发明具体方案具体实施例作优选的阐述。一种基于区域划分的配电网线损估计方法，包括以下步骤：
[0043]
步骤1：将带有坐标信息的地理图层shp文件导入线损估计软件中， shp文件包括居民楼shp文件和道路shp文件；
[0044]
步骤2：将道路图层进行解析，对道路shp图层生成矢量化对象，并生成顶点对象和边对象；
[0045]
步骤3：按照区域划分地理图层文件；
[0046]
步骤4：各区域内根据变压器的经纬度信息，建立供电单元根节点，确定供电单元的主干配电馈线；
[0047]
步骤5：在一个区域内根据居民楼和道路的关联信息计算出支路到负荷节点的馈线长度，计算公式为：
[0048][0049]
式(1)中，l为该区域内配电馈线总长度，ri为第i条支路的长度，n为总支路数；
[0050]
步骤6：重复步骤4，直至各个区域内供电单元的配电馈线计算完成；
[0051]
步骤7：统计配电网中馈线总长度，计算公式为：
[0052][0053]
式(2)中，s为配电网馈线长度，mi为第i个区域配电母线长度，li为第i个区域配电馈线总长度，n为划分的总区域数，i从1 到n,总共划分为n个区域；
[0054]
步骤8：结合馈线物理结构得出实阻电阻值，求出线路等值电阻；线路等值电阻计算公式如下：
[0055][0056]
式(3)中，rm为线路等值电阻，i
k
为流经第k条支路的平均电流，r
k
为第k条支路的实阻电阻值，i
j首
为线路首端平均电流，m为总支路数；
[0057]
步骤9：利用平均电流法计算馈线网络的线损情况，计算公式如下：
[0058][0059]
式(4)中，δa为损失电量，r为馈线等值电阻，t为运行时间,iar 为平均电流，k为形状系数.
[0060]
2、根据权利要求1所述的一种基于区域划分的配电网线损估计方法，其特征在于，步骤2中，顶点对象包括坐标信息、连接关系信息、关联地块信息。
[0061]
进一步地，步骤2中，边对象包括形状信息、长度信息、道路宽度信息、关联顶点信息、关联地块信息。
[0062]
进一步地，步骤5中，各个区域内根据dijkstra算法计算分支线路的具体走向和长度。
[0063]
进一步地，步骤8中，各负荷节点的平均电流是利用该线首端电流求得的，先用首端电量求出首端平均电流，然后将首端平均电流按各负荷节点电量占首端电量的比例，将首端电流分配到各负荷节点，即得到负荷节点的平均电流。
[0064]
进一步地，步骤9中，形状系数k由如下公式确定：
[0065][0066]
式中，ieff为日均方根电流，iar为日平均电流。
[0067]
进一步地，步骤9中，形状系数k值的大小与直线变化的持续负荷曲线有关，可由如下公式计算：
[0068]
当f≥0.5时，计算k2：
[0069][0070]
当f<0.5时，计算k2：
[0071][0072]
式中，α为最小负荷率，等于最小电流与最大电流的比值；f为负荷率，等于平均电流与最大电流的比值。
[0073]
进一步地，步骤9中，实测为有功电量、无功电量和电压、平均电流如下公式计算：：
[0074]
[0075]
式中，aa为日有功电量，ar为日无功电量，uar为日平均电压值；电能损耗计算公式如下：
[0076][0077]
式中，a
a
为日有功电量，a
r
为日无功电量，u
ar
为日平均电压值，r 为馈线等值电阻，t为运行时间。
[0078]
步骤5中的计算方法为dijkstra算法。
[0079]
迪杰斯特拉算法(dijkstra)是由荷兰计算机科学家狄克斯特拉于 1959年提出的，因此又叫狄克斯特拉算法。是从一个顶点到其余各顶点的最短路径算法,解决的是有权图中最短路径问题.迪杰斯特拉算法主要特点是以起始点为中心向外层层扩展,直到扩展到终点为止。
[0080]
步骤9中，由于k不易计算，在实际计算中可按推荐的理论计算值选用，推荐值如下：
[0081][0082]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。