基于负荷矩的配变位置修正方法及装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911081084.5 (22)申请日 2019.11.07 (71)申请人 云南电网有限责任公司电力科学研 究院 地址 650217 云南省昆明市经济技术开发 区云大西路105号 申请人 云南电网有限责任公司大理供电局 (72)发明人 何婕罗恩博杨洲杨家全 李翔陆海苏适唐立军 李耀华 (74)专利代理机构 北京弘权知识产权代理事务 所(普通合伙) 11363 代理人 逯长明许伟群 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/20(202。

2、0.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 一种基于负荷矩的配变位置修正方法及装 置 (57)摘要 本申请提供一种基于负荷矩的配变位置修 正方法及装置， 所述方法先获取负荷群中多个负 荷点坐标和负荷功率， 并确定负荷中心点坐标； 再分别确定各负荷点坐标到所述负荷中心点坐 标的初选距离和负荷电压合格半径， 以比对所述 初选距离与所述负荷电压合格半径； 如果所述初 选距离大于所述负荷电压合格半径， 以每个负荷 点为圆心， 按照负荷电压合格半径做圆， 在多个 所做圆的交集区域内修正配变位置。 所述方法通 过负荷矩对配变位置进行修正， 可有效避免电压 越下限的情况， 以满足。

3、电压合格条件。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 110765564 A 2020.02.07 CN 110765564 A 1.一种基于负荷矩的配变位置修正方法， 其特征在于， 包括： 获取负荷群中多个负荷点坐标和负荷功率； 确定负荷中心点坐标， 所述符合中心点坐标为多个负荷点坐标根据重心力矩方程计算 的坐标值； 确定各负荷点坐标到所述负荷中心点坐标的初选距离； 使用各负荷点的负荷功率、 实际线路参数计算各负荷点的负荷电压合格半径； 比对所述初选距离与所述负荷电压合格半径； 如果所述初选距离大于所述负荷电压合格半径， 以每个负荷点为圆心， 按照负荷电压 合格半径做圆， 在多个所做圆。

4、的交集区域内修正配变位置。 2.根据权利要求1所述的配变位置修正方法， 其特征在于， 比对所述初选距离与所述负 荷电压合格半径的步骤后， 所述方法还包括： 如果所述初选距离小于或等于所述负荷电压合格半径， 以所述负荷中心点坐标为配变 位置。 3.根据权利要求1所述的配变位置修正方法， 其特征在于， 确定负荷中心点坐标的步骤 中， 所述负荷中心点坐标按照下式计算坐标值： 式中， Pi为第i个负荷点负荷功率； (xi， yi)为第i个负荷点坐标； (x， y)为负荷中心点坐 标。 4.根据权利要求1所述的配变位置修正方法， 其特征在于， 所述初选距离为所述负荷点 坐标与所述负荷中心点坐标之间的绝对。

5、距离； 确定各负荷点坐标到所述负荷中心点坐标的 初选距离的步骤中， 按照下式计算所述初选距离； 式中， (xi， yi)为第i个负荷点坐标； (x， y)为负荷中心点坐标。 5.根据权利要求1所述的配变位置修正方法， 其特征在于， 使用各负荷点的负荷功率、 实际线路参数计算各负荷点的负荷电压合格半径的步骤中所述实际线路参数包括单位长 度电阻和单位长度电感。 6.根据权利要求5所述的配变位置修正方法， 其特征在于， 所述实际线路参数还包括实 际线路长度； 所述方法还包括： 获取实际线路长度； 使用每个负荷点的负荷功率， 实际线路长度、 单位长度电阻和单位长度电感计算压降。 7.根据权利要求6所述。

6、的配变位置修正方法， 其特征在于， 所述方法按照下式计算压 降： 权利要求书 1/2 页 2 CN 110765564 A 2 式中， Pi为第i个负荷点的负荷功率； li为第i个负荷点距离负荷中心点的距离； U0为配 变出口电压； R0为导线单位长度电阻； X0为导线单位长度电感； tan 为功率因素正切值。 8.根据权利要求7所述的配变位置修正方法， 其特征在于， 所述压降的最大允许范围为 配变出口电压的-10； 所述方法按照下式计算各负荷点的负荷电压合格半径： 式中， Pi为第i个负荷点的负荷功率； U0为配变出口电压； R0为导线单位长度电阻； X0为导 线单位长度电感； tan 为功。

7、率因素正切值。 9.根据权利要求1所述的配变位置修正方法， 其特征在于， 在多个所做圆的交集区域内 修正配变位置的步骤中， 优先将交集区域中距离所述负荷中心点坐标作为配变位置。 10.一种基于负荷矩的配变位置修正装置， 其特征在于， 包括： 符合群获取模块， 用于获取负荷群中多个负荷点坐标和负荷功率； 中心点坐标模块， 用于确定负荷中心点坐标， 所述符合中心点坐标为多个负荷点坐标 根据重心力矩方程计算的坐标值； 初选距离确定模块， 用于确定各负荷点坐标到所述负荷中心点坐标的初选距离； 符合电压合格半径计算模块， 用于使用各负荷点的负荷功率、 实际线路参数计算各负 荷点的负荷电压合格半径； 比对。

8、模块， 用于比对所述初选距离与所述负荷电压合格半径； 位置修正模块， 用于如果所述初选距离大于所述负荷电压合格半径， 以每个负荷点为 圆心， 按照负荷电压合格半径做圆， 在多个所做圆的交集区域内修正配变位置。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110765564 A 3 一种基于负荷矩的配变位置修正方法及装置 技术领域 0001 本申请涉及电力系统配电网规划建设技术领域， 尤其涉及一种基于负荷矩的配变 位置修正方法及装置。 背景技术 0002 配电变压器， 简称配变， 是指配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流， 而传输交流电能的一种静止电器。 配电变压器的安装位置即配变位置。 在电力系。

9、统规划建 设过程中， 配变位置选择是一个重要环节， 其位置选择的合理性将会对线路投资费用、 系统 运行经济性、 电能质量等产生直接的影响。 配变位置选择的首要原则是靠近负荷中心， 而后 进一步以投资最小为基本原则来进行优化选择。 0003 因此， 传统配电网规划建设的方法为， 先根据负荷点位置采用负荷矩法计算负荷 中心位置， 并将配电变压器选址在负荷中心位置上； 再以负荷中心位置为基础， 向周边区域 搭建电力输送设施。 0004 然而， 实际工程中， 有条件直线架设配电线路的情况极少出现， 实际线路与理论距 离之间存在着较大的偏差， 使得计算出的理论电压降与实际电压变化之间具有较大的误 差， 。

10、造成将负荷中心作为配电变压器的选址位置存在不足， 实际应用中某些负荷点电压降 可能超过允许范围的情况。 因此， 由负荷中心初选的配变位置， 并不一定都满足电压合格条 件， 还需进一步对配变位置进行修正。 发明内容 0005 本申请提供了一种基于负荷矩的配变位置修正方法及装置， 以解决传统配变位置 选择方法不满足电压合格条件的问题。 0006 一方面， 本申请提供一种基于负荷矩的配变位置修正方法， 包括： 0007 获取负荷群中多个负荷点坐标和负荷功率； 0008 确定负荷中心点坐标， 所述符合中心点坐标为多个负荷点坐标根据重心力矩方程 计算的坐标值； 0009 确定各负荷点坐标到所述负荷中心点。

11、坐标的初选距离； 0010 使用各负荷点的负荷功率、 实际线路参数计算各负荷点的负荷电压合格半径； 0011 比对所述初选距离与所述负荷电压合格半径； 0012 如果所述初选距离大于所述负荷电压合格半径， 以每个负荷点为圆心， 按照负荷 电压合格半径做圆， 在多个所做圆的交集区域内修正配变位置。 0013 可选的， 比对所述初选距离与所述负荷电压合格半径的步骤后， 所述方法还包括： 0014 如果所述初选距离小于或等于所述负荷电压合格半径， 以所述负荷中心点坐标为 配变位置。 0015 可选的， 确定负荷中心点坐标的步骤中， 所述负荷中心点坐标按照下式计算坐标 值： 说明书 1/8 页 4 C。

12、N 110765564 A 4 0016 0017 0018 式中， Pi为第i个负荷点负荷功率； (xi， yi)为第i个负荷点坐标； (x， y)为负荷中心 点坐标。 0019 可选的， 所述初选距离为所述负荷点坐标与所述负荷中心点坐标之间的绝对距 离； 确定各负荷点坐标到所述负荷中心点坐标的初选距离的步骤中， 按照下式计算所述初 选距离； 0020 0021 式中， (xi， yi)为第i个负荷点坐标； (x， y)为负荷中心点坐标。 0022 可选的， 使用各负荷点的负荷功率、 实际线路参数计算各负荷点的负荷电压合格 半径的步骤中所述实际线路参数包括单位长度电阻和单位长度电感。 002。

13、3 可选的， 所述实际线路参数还包括实际线路长度； 所述方法还包括： 0024 获取实际线路长度； 0025 使用每个负荷点的负荷功率， 实际线路长度、 单位长度电阻和单位长度电感计算 压降。 0026 可选的， 所述方法按照下式计算压降： 0027 0028 式中， Pi为第i个负荷点的负荷功率； li为第i个负荷点距离负荷中心点的距离； U0 为配变出口电压； R0为导线单位长度电阻； X0为导线单位长度电感； tan 为功率因素正切值。 0029 可选的， 所述压降的最大允许范围为配变出口电压的-10； 所述方法按照下式计 算各负荷点的负荷电压合格半径： 0030 0031 式中， Pi。

14、为第i个负荷点的负荷功率； U0为配变出口电压； R0为导线单位长度电阻； X0为导线单位长度电感； tan 为功率因素正切值。 0032 可选的， 在多个所做圆的交集区域内修正配变位置的步骤中， 优先将交集区域中 距离所述负荷中心点坐标作为配变位置。 0033 另一方面， 本申请还提供一种基于负荷矩的配变位置修正装置， 包括： 0034 符合群获取模块， 用于获取负荷群中多个负荷点坐标和负荷功率； 0035 中心点坐标模块， 用于确定负荷中心点坐标， 所述符合中心点坐标为多个负荷点 坐标根据重心力矩方程计算的坐标值； 0036 初选距离确定模块， 用于确定各负荷点坐标到所述负荷中心点坐标的初。

15、选距离； 0037 符合电压合格半径计算模块， 用于使用各负荷点的负荷功率、 实际线路参数计算 各负荷点的负荷电压合格半径； 说明书 2/8 页 5 CN 110765564 A 5 0038 比对模块， 用于比对所述初选距离与所述负荷电压合格半径； 0039 位置修正模块， 用于如果所述初选距离大于所述负荷电压合格半径， 以每个负荷 点为圆心， 按照负荷电压合格半径做圆， 在多个所做圆的交集区域内修正配变位置。 0040 由以上技术方案可知， 本申请提供一种基于负荷矩的配变位置修正方法及装置， 所述方法先获取负荷群中多个负荷点坐标和负荷功率， 并确定负荷中心点坐标； 再分别确 定各负荷点坐标。

16、到所述负荷中心点坐标的初选距离和负荷电压合格半径， 以比对所述初选 距离与所述负荷电压合格半径； 如果所述初选距离大于所述负荷电压合格半径， 以每个负 荷点为圆心， 按照负荷电压合格半径做圆， 在多个所做圆的交集区域内修正配变位置。 所述 方法通过负荷矩对配变位置进行修正， 可有效避免电压越下限的情况， 以满足电压合格条 件。 附图说明 0041 为了更清楚地说明本申请的技术方案， 下面将对实施例中所需要使用的附图作简 单地介绍， 显而易见地， 对于本领域普通技术人员而言， 在不付出创造性劳动的前提下， 还 可以根据这些附图获得其他的附图。 0042 图1为本申请一种基于负荷矩的配变位置修正方。

17、法的流程示意图； 0043 图2为本申请负荷中心点示意图； 0044 图3为本申请确定压降的流程示意图； 0045 图4为本申请修正后配变位置示意图； 0046 图5为本申请一种基于负荷矩的配变位置修正装置结构示意图。 具体实施方式 0047 下面将详细地对实施例进行说明， 其示例表示在附图中。 下面的描述涉及附图时， 除非另有表示， 不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。 以下实施例中描述的实施 方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。 仅是与权利要求书中所详述的、 本申请的 一些方面相一致的系统和方法的示例。 0048 参见图1， 为本申请一种基于负荷矩的配变位置修正方法的流程示意图。

18、。 由图1可 知， 本申请提供的配变位置修正方法， 包括以下步骤： 0049 S1： 获取负荷群中多个负荷点坐标和负荷功率。 0050 本申请提供的技术方案中， 负荷群是指由待规划配电网范围内的多个负荷组成的 集合， 每个负荷可以代表实际应用环境中的用电设备。 在负荷群中， 每个负荷对应一个位 置， 即具有负荷点坐标。 负荷功率为负荷点中每个负荷的计算功率， 可对应于用电设备的最 大功率。 0051 负荷群由n个负荷组成， 各负荷的计算功率大小为P1、 P2、 P3、 、 Pn， 各负荷点的 坐标为： P1(x1,y1)、 P2(x2,y2)、 P3(x3,y3)Pn(xn,yn)。 0052。

19、 负荷点坐标可以是各负荷点对应地址的经纬度， 也可以是在待规划配电网范围内 构建一个直角坐标系， 而负荷点坐标是由所建立的坐标系对应的坐标值组成。 0053 例如： 在实际应用中， 同一坐标系下的多个负荷点P1、 P2、 P3、 P4、 P5、 P6的负荷点坐标 以及符合功率分别为： 说明书 3/8 页 6 CN 110765564 A 6 0054 P150kW， 负荷点坐标为(70,170)； 0055 P235kW， 负荷点坐标为(110,100)； 0056 P313kW， 负荷点坐标为(36,80)； 0057 P418kW， 负荷点坐标为(165,60)； 0058 P545kW，。

20、 负荷点坐标为(260,80)； 0059 P643kW， 负荷点坐标为(250,160)。 0060 S2： 确定负荷中心点坐标。 0061 在获取到符合群中多个负荷点坐标后， 可以根据多个负荷点坐标以及对应的计算 功率进行重心计算， 确定符合中心点坐标。 即， 所述符合中心点坐标为多个负荷点坐标根据 重心力矩方程计算的坐标值。 0062 重心力矩方程如下： 0063 (Pi)x(Pixi)； 0064 (Pi)y(Piyi)； 0065 将上述重心力矩方程进行转换， 可得中心点坐标的计算公式为： 0066 0067 0068 式中， Pi为第i个负荷点负荷功率； (xi， yi)为第i个负。

21、荷点坐标； (x， y)为负荷中心 点坐标。 0069 以上述示例中的符合点坐标为例， 如图2所示， 负荷中心坐标为： 0070 0071 0072 计算获得负荷中心点坐标为(163,103)， 可将此负荷中心点坐标作为初选配变位 置， 即初始配电变压器的安装位置。 0073 S3： 确定各负荷点坐标到所述负荷中心点坐标的初选距离。 0074 本申请中， 初选距离为各负荷点与负荷中心点之间的绝对距离， 其具体计算方式 可以为： 0075 0076 式中， (xi， yi)为第i个负荷点坐标； (x， y)为负荷中心点坐标。 0077 例如， 分别计算P1、 P2、 P3、 P4、 P5、 P6。

22、与负荷中心点之间的绝对距离， 获得初选距离如 下： 0078 说明书 4/8 页 7 CN 110765564 A 7 0079 0080 0081 0082 0083 0084 S4： 使用各负荷点的负荷功率、 实际线路参数计算各负荷点的负荷电压合格半径。 0085 在计算获得初选距离的同时， 本申请还可以根据各负荷点的负荷功率、 实际线路 参数计算各负荷点的负荷电压合格半径， 以便后续对初选距离和负荷电压合格半径进行对 比， 确定是否需要对初选配变位置进行修正。 0086 本申请中综合考虑了实际线路对供电状态的影响， 由于线路中的电阻和电感将对 输送的电压产生压降， 影响输电效果， 因此，。

23、 所述实际线路参数包括单位长度电阻和单位长 度电感， 以及实际线路的长度。 0087 在本申请的部分实施例中， 为了确定负荷电压合格半径， 还可以对每个负荷点对 应供电时的压降进行计算， 以确保每个负荷点都能够供应合适的供电电压。 因此， 如图3所 示， 所述方法还包括： 0088 S41： 获取实际线路长度； 0089 S42： 使用每个负荷点的负荷功率， 实际线路长度、 单位长度电阻和单位长度电感 计算压降。 0090 实际应用中， 可以根据待规划配电网范围内的线路铺设形态， 计算实际运行时所 需要的线路长度。 例如， 实际线路为L形布置， 则需要将L形布线的两边长度累加计算， 获得 实际。

24、线路长度。 0091 在获取实际线路长度后， 可以进一步根据实际线路长度、 单位长度电阻和单位长 度电感计算压降。 计算获得的压降， 用于确定各负荷点的负荷电压合格半径。 即压降在最大 值时， 负荷点与负荷中心点之间的最远距离。 0092 所述方法可以按照下式计算压降： 0093 0094 式中， Pi为第i个负荷点的负荷功率； li为第i个负荷点距离负荷中心点的距离； U0 为配变出口电压； R0为导线单位长度电阻； X0为导线单位长度电感； tan 为功率因素正切值。 0095 由于220V单相供电电压允许偏差应为额定电压的+7-10， 即220V单相供电 电压在到达负荷端允许的最低电压为。

25、220-22010198V， 最大压降为22V， 即： 0096 0097 将上式进行变换， 可得负荷电压合格半径的计算公式， 即在所述压降的最大允许 范围为配变出口电压的-10； 所述方法按照下式计算各负荷点的负荷电压合格半径： 说明书 5/8 页 8 CN 110765564 A 8 0098 0099 式中， Pi为第i个负荷点的负荷功率； U0为配变出口电压； R0为导线单位长度电阻； X0为导线单位长度电感； tan 为功率因素正切值。 0100 例如， 负荷功率因素正切值tan 0.49， 导线单位长度电阻R00.25， 导线单位长 度电感X00.3， 通过上式计算各负荷点对应的负。

26、荷电压合格半径如下： 0101 0102 0103 0104 0105 0106 0107 S5： 比对所述初选距离与所述负荷电压合格半径。 0108 在计算获得初选距离li和负荷电压合格半径li” 后， 可以对初选距离与所述负荷电 压合格半径进行大小比较， 即确定在最大允许压降的情况下， 初选距离能否满足负荷电压 合格半径的要求。 0109 S6： 如果所述初选距离大于所述负荷电压合格半径， 以每个负荷点为圆心， 按照负 荷电压合格半径做圆， 在多个所做圆的交集区域内修正配变位置。 0110 实际应用中， 若li” li， 认为初选位置不能满足电压合格的要求， 取li” 为半径， 以 每个负。

27、荷点坐标为圆心做圆， 所有圆的交集区域即为满足电压降落要求的配变可选位置。 0111 例如， 由上述初选距离与负荷电压合格半径的计算结果可知， li115， li” 111， l1l1” 负荷P1距负荷中心的距离超过了压降允许范围， 而其他负荷压降裕度相对较大， 须 以满足P1的压降要求进行配变位置修正， 取li” 为半径， 以每个负荷点为圆心做圆， 从所有圆 的交集区域中确定新的配变位置。 0112 如可选到的配变位置为(160,110)， 如图4所示， 此时各负荷点坐标距配变位置的 距离分别为： 0113 0114 0115 0116 说明书 6/8 页 9 CN 110765564 A 。

28、9 0117 0118 0119 通过修正后， 各负荷点坐标距配变位置的距离均满足电压合格要求。 可见， 本申请 提供的配变位置修正方法不仅仅依靠负荷中心作为配变位置选择的依据， 而是通过负荷矩 对配变位置进行修正后， 能有效避免电压越下限的情况， 使所有配变位置均满足电压合格 的要求。 0120 进一步地， 在多个所做圆的交集区域内修正配变位置的步骤中， 可优先将交集区 域中距离所述负荷中心点坐标作为配变位置。 0121 在本申请的部分实施例中， 比对所述初选距离与所述负荷电压合格半径的步骤 后， 所述方法还包括： 0122 S7： 如果所述初选距离小于或等于所述负荷电压合格半径， 以所述负。

29、荷中心点坐 标为配变位置。 0123 本实施例中， 若lili” ， 认为初选位置能满足电压合格的要求， 负荷中心即可作为 配变的位置。 0124 由以上技术方案可知， 本申请提供的配变位置修正方法， 可利用负荷中心点对配 变位置进行初选， 其次用迭代法求得到达各负荷点距离之和最小点的坐标， 最后再由计算 负荷及功率因素， 配变线路实际参数和长度计算电压合格范围， 以便对配变位置进行修正。 0125 基于上述基于负荷矩的配变位置修正方法， 如图5所示， 本申请还提供一种基于负 荷矩的配变位置修正装置， 包括： 0126 符合群获取模块， 用于获取负荷群中多个负荷点坐标和负荷功率； 0127 中。

30、心点坐标模块， 用于确定负荷中心点坐标， 所述符合中心点坐标为多个负荷点 坐标根据重心力矩方程计算的坐标值； 0128 初选距离确定模块， 用于确定各负荷点坐标到所述负荷中心点坐标的初选距离； 0129 符合电压合格半径计算模块， 用于使用各负荷点的负荷功率、 实际线路参数计算 各负荷点的负荷电压合格半径； 0130 比对模块， 用于比对所述初选距离与所述负荷电压合格半径； 0131 位置修正模块， 用于如果所述初选距离大于所述负荷电压合格半径， 以每个负荷 点为圆心， 按照负荷电压合格半径做圆， 在多个所做圆的交集区域内修正配变位置。 0132 由以上技术方案可知， 本申请提供一种基于负荷矩。

31、的配变位置修正方法及装置， 所述方法先获取负荷群中多个负荷点坐标和负荷功率， 并确定负荷中心点坐标； 再分别确 定各负荷点坐标到所述负荷中心点坐标的初选距离和负荷电压合格半径， 以比对所述初选 距离与所述负荷电压合格半径； 如果所述初选距离大于所述负荷电压合格半径， 以每个负 荷点为圆心， 按照负荷电压合格半径做圆， 在多个所做圆的交集区域内修正配变位置。 所述 方法通过负荷矩对配变位置进行修正， 可有效避免电压越下限的情况， 以满足电压合格条 件。 0133 本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可， 以上提供的具体实施方式只 是本申请总的构思下的几个示例， 并不构成本申请保护范围的限定。 对于本领域的技术人 员而言， 在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属 说明书 7/8 页 10 CN 110765564 A 10 于本申请的保护范围。 说明书 8/8 页 11 CN 110765564 A 11 图1 说明书附图 1/3 页 12 CN 110765564 A 12 图2 图3 说明书附图 2/3 页 13 CN 110765564 A 13 图4 图5 说明书附图 3/3 页 14 CN 110765564 A 14 。