一种台区用户接入相在多时间尺度下的优化调度方法

技术领域

本发明涉及电力电网技术领域，具体涉及一种台区用户接入相在多时间尺度下的优化调度方法。

背景技术

台区三相负荷均衡是安全供电的基础。台区三相负荷不均衡，轻则降低线路和配电变压器的供电效率，重则会因重负荷相超载过多，可能造成某相导线烧断、开关烧坏甚至配电变压器单相烧毁等严重后果。台区三相负荷均衡才能保证用户的电能质量。三相负荷严重不对称，中性点电位就会发生偏移，线路压降和功率损失就会大大增加。接在重负荷相的单相用户易出现电压偏低，而接在轻负荷相的单相用户易出现电压偏高，产生不均衡电压，加大电压偏移，增大中性线电流，从而增大线路损耗。只有三相阻抗均衡，才能保证低压漏电总保护良好运行，防止人身触电伤亡事故。

针对目前台区不平衡现象，现有处理方式大多是将各接入相位进行均衡分配，使台区各接入相负荷达到电量平衡。现有将各接入相位进行均衡分配方案的缺点为：

（1）普遍适用性差：台区线损计算采用代表日数据，数据颗粒度较为粗略，分析维度较为单一，对于负荷平衡调整的普遍适用性较差；

（2）方案覆盖面窄：在接入相调整策略上较为简单，但只保障了台区首端的三相负载均衡，忽略了台区网络内计量箱内、支线、干线等各个节点的负荷均衡，致使某些单相支线仍然存在不均衡现象，导致零线电流增大，同时增加台区损耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种台区用户接入相在多时间尺度下的优化调度方法，该方法适用性强，覆盖全面，可以降低台区损耗。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种台区用户接入相在多时间尺度下的优化调度方法，包括以下步骤：

步骤一：进行不同用电负荷特性多个典型日分时台区高颗粒度理论线损计算；

步骤二：将计算结果进行曲线化，分析各时刻负荷不平衡度与台区损耗的关联关系，找出影响台区损耗最大的时段；

步骤三：进行台区用户接入相优化调度分析，即针对影响台区损耗最大的时段，分不同时刻进行优化调度分析，得到负载不均衡影响台区损耗最大时段的各个时刻的用户接入相调度策略；

步骤四：将步骤三得到的用户接入相调度策略代入不同用电负荷特性多个典型日，并进行计算分析，优选出不同用电负荷特性多个典型日的台区总损耗最小的用户接入相调度策略，即为最终的台区用户接入相优化调度策略。

进一步地，步骤一中，采集不同用电负荷特性多个典型日的断面数据，并采用每个断面中台区总表96点三相电压、三相有功功率、三相无功功率数据，以及末端用户96点功率、电压数据，计算台区高颗粒度理论线损，最终得出不同用电负荷特性多个典型日的96点的台区理论线损计算结果，包括各时刻供电量、损耗电量、理论线损率、网络内各节点的负荷不平衡度数据。

进一步地，步骤三中，对于包括多个支线，每个支线包括多个表箱的台区，在负载不均衡时刻，进行接入相优化调度分析，具体包括以下步骤：

301）先从末端支线甲的末端支路的表箱开始优化分析，即先把表箱1内各用户进行调整，使表箱1内用户尽量达到三相负荷均衡，即不平衡度最低，则表箱1+表箱1分支线+表箱1连接表箱2的支线段1的区域就能达到三相负荷均衡；

302）再调整表箱2，使表箱2内用户尽量达到三相负荷均衡，则表箱2分支线能够平衡；

303）调整支线段2和下面的区域的均衡；分别比较表箱1、表箱2的三相不均衡度大小，以不均衡度较小的区域作为基准，调整不均衡度较大的表箱内相位；如果表箱1不均衡度较大，则以表箱2为基准，调整表箱1的相位；此时将表箱1内所有A相看成一个整体、所有B相看成一个整体、所有C相看成一个整体来进行调整；调整规则为：将表箱1的最大负荷相调整为表箱2的最小负荷相相位，将表箱1的中等负荷相调整为表箱2的中等负荷相相位，将表箱1的最小负荷相调整为表箱2的最大负荷相相位；

因为表箱1、表箱2所在的分支线和支线段要作为一个区域整体，所以将表箱1内调整后相位负荷与表箱2对应的相位负荷相加，计算三相不均衡度；

304）然后再扩大区域去调整表箱3，先将表箱3内用户调整均衡后，计算表箱3的三相不均衡度，与上述区域整体调整后的不均衡度进行比较，对不均衡度较大的进行调整，不均衡度较小的作为基准不用动作；如果表箱3的不均衡度小于上述区域整体调整后的不均衡度，则将上述区域整体内所有A、所有B、所有C分别看成一个整体，再根据所述调整原则，将区域内最大负荷相位调整成基准区域最小负荷相位，将区域内中等负荷相位调整成基准区域中等负荷相位，将区域内最小负荷相位调整成基准区域最大负荷相位，从而完成以上区域整体的三相均衡优化调整；以此类推，完成支线甲整个区域三相均衡优化调整；

305）支线甲调整完成后，将支线甲看成一个整体区域，去跟另一个支线乙进行比较调整，则可调整干线的三相负荷不均衡，最终调整至配变的出口侧，则能够实现达到台区网架内各节点的三相负荷均衡；此时的调整策略，即为当前时刻的台区用户接入相调度策略；

306）按照以上方法进行下个时刻断面数据的接入相调整；最终得到负载不均衡影响台区损耗最大时段的各个时刻的用户接入相调度策略。

进一步地，步骤四具体包括以下步骤：

401）将负载不均衡影响台区损耗最大时段的第一个时刻的用户接入相调度策略，更新到台区用户接入相；

402）以原有台区多个典型日采集数据为基础，进行多个典型日第一个时刻的台区96点理论线损计算，得到第一个时刻的台区理论线损计算结果，包括负载不均衡度、台区总损耗、台区理论线损率；

403）将负载不均衡影响台区损耗最大时段的第二个时刻的用户接入相调度策略，更新到台区用户接入相，并进行多个典型日第二个时刻的台区96点理论线损计算，得到第二个时刻的台区理论线损计算结果；

404）以此类推，将负载不均衡影响台区损耗最大时段的各个时刻的用户接入相调度策略代入更新相位后，依次对该台区进行多个典型日各个时刻的台区96点理论线损计算，获得每个用户接入相调度策略的台区理论线损计算结果；

405）汇总各个时刻的用户接入相调度策略的台区理论线损计算结果，优选出台区总损耗最小的用户接入相调度策略，即为最佳的台区用户接入相优化调度策略。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种台区用户接入相在多时间尺度下的优化调度方法，该方法通过结合台区不同的用电负荷特性，充分利用当前HPLC高颗粒度采集数据，同时采用考虑台区计量箱、分支线、主干线等的三相用电负载均衡的接入相调度方法，达到可优化全台区用电负载均衡的效果；同时，基于不同负荷特性数据进行调度策略优选，提高了台区三相负荷均衡的适用性，持续降低台区零线电流，从而能够进一步降低台区损耗。

附图说明

图1是本发明实施例的方法实现流程图；

图2是本发明实施例种一个台区的拓扑示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1所示，本实施例提供了一种台区用户接入相在多时间尺度下的优化调度方法，包括以下步骤：

步骤一：进行不同用电负荷特性多个典型日分时台区高颗粒度理论线损计算。

采集不同用电负荷特性多个典型日的断面数据，如每个月份选取4日数据作为典型日，并采用每个断面中台区总表96点（一天中的24个小时，每个小时取4个点）三相电压、三相有功功率、三相无功功率数据，以及末端用户96点功率、电压数据，计算台区高颗粒度理论线损，最终得出不同用电负荷特性多个典型日的96点的台区理论线损计算结果，包括各时刻供电量、损耗电量、理论线损率、网络内各节点的负荷不平衡度等结果数据。

步骤二：将计算结果进行曲线化，分析各时刻负荷不平衡度与台区损耗的关联关系，找出影响台区损耗最大的时段。

步骤三：进行台区用户接入相优化调度分析，即针对影响台区损耗最大的时段，分不同时刻进行优化调度分析，得到负载不均衡影响台区损耗最大时段的各个时刻的用户接入相调度策略。

图2是本实施例中一个台区的拓扑图。该台区包括多个支线，每个支线包括多个表箱。在负载不均衡时刻，进行接入相优化调度分析，具体包括以下步骤：

301）首先从末端支线甲的末端支路的表箱开始优化分析，即先把表箱1内各用户进行调整，使表箱1内用户尽量达到三相负荷均衡（不平衡度最低，并不一定是平衡，下同），则表箱1+表箱1分支线+表箱1连接表箱2的支线段1的区域就能达到三相负荷均衡。

假设表箱1内平衡后，所有用户的A、B、C三相电量为：

A1=14，B1=10，C1=6，经三相不平衡度计算后[（最大电量—平均电量）/平均电量]，计算不平衡度β1=40%。

302）再调整表箱2，使表箱2内用户尽量达到三相负荷均衡，则表箱2分支线能够平衡。

假设表箱2内平衡后，所有用户的A、B、C三相电量为：

A2=15，B2=11，C2=13，计算不平衡度β2=15.38%。

303）调整支线段2和下面的区域的均衡。分别比较表箱1、表箱2的三相不均衡度大小，以不均衡度较小的区域作为基准，调整不均衡度较大的表箱内相位；如果表箱1不均衡度较大，则以表箱2为基准，调整表箱1的相位；此时将表箱1内所有A相看成一个整体、所有B相看成一个整体、所有C相看成一个整体来进行调整；调整规则为：将表箱1的最大负荷相调整为表箱2的最小负荷相相位，将表箱1的中等负荷相调整为表箱2的中等负荷相相位，将表箱1的最小负荷相调整为表箱2的最大负荷相相位。

根据上面表箱1、2各相类的电量，具体调整如下：

表箱1，A相负荷最大，C相负荷最小，则：

A→B，B→C，C→A。

因为表箱1、表箱2所在的分支线和支线段要作为一个区域整体，所以将表箱1内调整后相位负荷与表箱2对应的相位负荷相加，计算三相不均衡度。

相加后，此区域为：表箱1+表箱1分支线+支线段1+表箱2+表箱2分支线+支线段2，其A、B、C三相电量为：A=21，B=25，C=23，不均衡度为8.79%，因此此区域以达到最均衡状态。

此处需注意：表箱1是将所有A用户也就是整体的A调整成B，整体B调整成C，整体C调整成A，因此表箱1内三相负荷电量并没有发生变化，因此原表箱1的三相均衡状态不受影响。

304）然后再扩大区域去调整表箱3，先将表箱3内用户调整均衡后，计算表箱3的三相不均衡度，与上述区域整体调整后的不均衡度（即上面计算的不均衡度8.79%）进行比较，对不均衡度较大的进行调整，不均衡度较小的作为基准不用动作。如果表箱3的不均衡度小于上述区域整体调整后的不均衡度（8.79%），则将上述区域整体（上述区域整体指图2中表箱3下面的设备元件区域，包括支线段2、表箱2分支线、表箱2、支线段1、表箱1分支线、表箱1）内所有A、所有B、所有C分别看成一个整体，再根据所述调整原则，将区域内最大负荷相位调整成基准区域最小负荷相位，将区域内中等负荷相位调整成基准区域中等负荷相位，将区域内最小负荷相位调整成基准区域最大负荷相位，从而完成以上区域整体的三相均衡优化调整。以此类推，完成支线甲整个区域三相均衡优化调整。

305）支线甲调整完成后，根据上述推算原则，将支线甲看成一个整体区域，去跟另一个支线乙进行比较调整，则可调整干线的三相负荷不均衡，最终调整至配变的出口侧，则能够实现达到台区网架内各节点的三相负荷均衡；此时的调整策略，即为当前时刻的台区用户接入相调度策略。

306）以此类推，按照以上方法进行下个时刻断面数据的接入相调整。最终得到负载不均衡影响台区损耗最大时段的各个时刻的用户接入相调度策略。

步骤四：将步骤三得到的用户接入相调度策略代入不同用电负荷特性多个典型日，并进行计算分析，优选出不同用电负荷特性多个典型日的台区总损耗最小的用户接入相调度策略，即为最终的台区用户接入相优化调度策略。

步骤四具体包括以下步骤：

401）将负载不均衡影响台区损耗最大时段的第一个时刻的用户接入相调度策略，更新到台区用户接入相。

402）以原有台区多个典型日采集数据为基础，进行多个典型日第一个时刻的台区96点理论线损计算，得到第一个时刻的台区理论线损计算结果，包括负载不均衡度、台区总损耗、台区理论线损率。

403）将负载不均衡影响台区损耗最大时段的第二个时刻的用户接入相调度策略，更新到台区用户接入相，并进行多个典型日第二个时刻的台区96点理论线损计算，得到第二个时刻的台区理论线损计算结果。

404）以此类推，将负载不均衡影响台区损耗最大时段的各个时刻的用户接入相调度策略代入更新相位后，依次对该台区进行多个典型日各个时刻的台区96点理论线损计算，获得每个用户接入相调度策略的台区理论线损计算结果。

405）汇总各个时刻的用户接入相调度策略的台区理论线损计算结果，优选出台区总损耗最小的用户接入相调度策略，即为最佳的台区用户接入相优化调度策略。

如图1所示，本实施例提供了一种台区用户接入相在多时间尺度下的优化调度方法，该方法开展台区分时理论线损计算，对于负荷不平衡台区，开展考虑高颗粒度，且不同接入相的台区理论线损计算，能够准确厘清各时刻台区理论线损情况，以及台区各节点负荷不平衡程度。其次，开展台区接入相负荷不平衡分析，对台区负荷平衡期间理论线损计算结果进行台区用电负荷不平衡度深层分析，梳理台区接入相负荷不平衡程度高，且持续时间较长的时段。此外，开展台区接入相优化调度分析，从计量表计开始，逐级进行负荷平衡优化，并输出接入相优化调度策略。最后，优化方案综合优选，选取台区不同用电负荷特性的断面数据，将上述优化调度策略带入进行综合验证评价，最终优选最佳台区用户接入相调度方案。本发明方法与以往台区用户接入相位优化方法相比，考虑了台区高颗粒度线损计算、负荷不平衡程度影响程度最大，结合接入相优化策略综合优选的思路，在台区负荷不平衡优化治理方面具有较强的创新理念，具有适用性强、覆盖全面的优点。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。