一種基於配電網架的配電網規劃系統的製作方法

2023-07-22 12:23:37

本實用新型涉及電力技術領域，尤其涉及一種基於配電網架的配電網規劃系統。

背景技術：

現有技術在城市配電過程中，往往忽略了不同區域的用電量之間的差異，有的區域供電量過剩，有的區域卻承受較大的供電壓力，即現有技術缺少對城市配電的統一的規劃和管理。

當前城鄉配電網中大部分配電變壓器均採用三相變壓器，變壓器出口三相負荷理論上應該達到對稱，但是在低壓配電網中存在大量的單相負荷，由於單相負荷分布的不均衡和投入的時間不同時性，使得三相負荷不平衡成為低壓電網運行維護中一個比較突出的問題，主要危害有：1)增加線路的電能損耗；2)增加配電變壓器的電能損耗；3)配變出力減少；4)配變產生零序電流；5)影響用電設備的安全運行；6)電動機效率降低。對於配電網電流三相不平衡的治理方法主要有兩種。其一是人工實施，即通過定期向各相負荷數據進行檢測、記錄以及分析，然後對線路進行有針對性的調整，這種方法存在以下不足：1)費時費力，效率低下，人為調整操作困難，安全得不到保障；2)三相負荷調整滯後不準確，不能適應用戶用電的隨機性；3)調整時需要斷電，這種離線調整線路負荷分配的方式嚴重影響用戶的供電可靠性；4)臺區各設備運行的過程中，無法了解實時的運行情況，不能實時在線治理等。另外一種方式是通過在配電網中設置不平衡電流補償裝置，即以相間並聯電容器、電抗器為基礎導向，同時具有無功補償能力，由於不能適應負荷連續動態變化的需要，不適合應用在低壓配電網中。

城市電網最重要的組成部分是配電網，而網架結構則是配電網能否安全高效運行的決定因素。智能配電網環境下，堅強智能的一次網架結構是實現配電自動化和通信系統有效建設和運行的前提條件，也是保障電網供電可靠性和供電安全性，實現智能電網的物理基礎。隨著配電網規模日益擴大，網架結構的薄弱成為阻礙智能電網建設的最大瓶頸。全面規劃優化配電網網架結構一方面可以降低網絡損耗，另一方面能夠有效降低投資和維護費用，更可以保障智能電網建設對可靠性、經濟性以及高效低碳的要求。因此，有必要對支撐智能配電網的堅強智能的網架結構展開深入研究，以期在智慧城市的建設過程中為之智能配電網的發展提供有益參考。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題在於提供一種基於配電網架的配電網規劃系統，根據不同區域之間的用電量差異，實施互補的策略，以有效地利用電能。

為了解決上述技術問題，本實用新型通過以下技術方案來實現：一種基於配電網架的配電網規劃系統，包括輸電網；配電子網，用於向相應區域的用電設備提供電力；配電站，設置在輸電網和配電子網之間；配電站的兩端母線分別引出一回架空線，每回架空線包括兩個分段開關，不同配電站的架空線之間兩兩設置一個站間聯絡開關，同一配電站不同母線的架空出線之間兩兩設置一個鏈間聯絡開關，形成每回架空線以三分段兩聯絡方式供電；電量採集裝置，連接於所述配電子網和伺服器之間，包括電壓採樣電路、電流感應元件和信號處理單元，所述電壓採樣電路設有電壓信號採集端，所述電壓採樣電路的電壓信號輸出端連接所述信號處理單元的電壓信號輸入端，所述電流感應元件設有用於架空線路的電流的信號變換的第一電流信號感應端，所述電流感應元件的電流信號輸出端連接所述信號處理單元的電流信號輸入端；伺服器，連接於所述電量採集裝置和配電站之間，具有用電資料庫，所述電量採集裝置檢測每個配電子網的各時段的用電量，並寫入至所述用電資料庫內。

進一步地，所述架空線的分段開關為常閉開關；所述站間聯絡開關為常開開關。

作為上述方案的改進，所述配電站包含通過母聯開關連接的第一段母線和第二段母線，每段母線分別連接一回進線和若干回出線，每回出線上設置斷路器。

進一步地，所述電壓採樣電路包括依次連接的分壓電容和信號調理電路，所述信號調理電路包括依次連接的濾波電路和線形比例運放電路。

作為上述方案的改進，所述電量採集裝置還包括電源模塊，所述電流感應元件還設有用於為採集裝置感應供電的第二電流信號感應端，所述電流感應元件的感應供電輸出端連接所述電源模塊的供電信號輸入端，所述電源模塊的供電信號輸出端連接所述信號處理單元的供電信號輸入端。

進一步地，所述電量採集裝置還包括通訊模塊，所述通訊模塊和信號處理單元均設有通信串口，二者間串行通信，所述通訊模塊通過無線通信的方式與電網監控後臺通信。

相對於現有技術，本實用新型的有益效果為：本實用新型的基於配電網架的配電網規劃系統，既可以在線監測輸電線路電流的大小並根據設定的閾值來判斷在線電流是否異常，又可以在線測量輸電線路對地電壓並根據設定的閾值判斷電壓是否異常，通過配電網規劃管理體系的優化，實現了配電網管理水平、經濟效益、社會效益、員工素質的全面提升，通過對配電網網架進行完善優化，大大提高供電可靠性，降低了停電時間，提高了經濟效益，適於推廣應用。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例的附圖作簡單地介紹。

圖1是本實用新型優選實施例的基於配電網架的配電網規劃系統的結構示意圖。

圖2是本實用新型優選實施例的基於配電網架的配電網規劃系統的配電電路結構框圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

如圖1和圖2所示，本實用新型優選實施例的基於配電網架的配電網規劃系統結構示意圖，本實用新型的基於配電網架的配電網規劃系統包括輸電網10、用於向相應區域的用電設備提供電力的配電子網20、設置在所述輸電網10和配電子網20之間的配電站30、連接於所述配電子網20和伺服器40之間的電量採集裝置50、連接於所述電量採集裝置50和配電站30之間的伺服器40，配電站30的兩端母線分別引出一回架空線，每回架空線包括兩個分段開關31，該架空線的分段開關為常閉開關，不同配電站30的架空線之間兩兩設置一個站間聯絡開關32，該站間聯絡開關為常開開關，同一配電站不同母線的架空出線之間兩兩設置一個鏈間聯絡開關33，形成每回架空線以三分段兩聯絡方式供電；電量採集裝置50包括電壓採樣電路、電流感應元件和信號處理單元，所述電壓採樣電路設有電壓信號採集端，用於輸電線路的電壓採樣，所述電壓採樣電路的電壓信號輸出端連接所述信號處理單元的電壓信號輸入端，用於將採集的電壓信號傳送給所述信號處理單元，所述電流感應元件設有用於架空線路的電流的信號變換的第一電流信號感應端，用於輸電線路的電流採樣，所述電流感應元件的電流信號輸出端連接所述信號處理單元的電流信號輸入端，用於將採集的電流信號傳送給所述信號處理單元，所述信號處理單元中安裝有根據採集的電壓和電流信號實時計算輸電線路電壓和電流幅值、輸電線路輸送有功功率和無功功率、功率方向和功率因數的程序。伺服器40具有用電資料庫，所述電量採集裝置檢測每個配電子網的各時段的用電量，並寫入至所述用電資料庫內。電量採集裝置50檢測每個配電子網20在每個時段的用電量，並將其記錄在用電資料庫內；用電資料庫將對每個配電子網20的用量情況進行分析，並生成配電記錄，即當第一個配電子網在一個時段的用電量超出該配電子網當天的平均用電量，並且當第二個配電子網在同一個時段的用電量低於其當天的平均用電量，則認為二者可以進行調配，在後一天的時段，將第二個配電子網的一部分電力重新分配給第一個配電子網，從而實現第一個配電子網和第二配電子網之間供電量的互補，進而提高了電能的合理利用。

具體地，如圖2所示，所述配電站30包含通過母聯開關連接的第一段母線和第二段母線，每段母線分別連接一回進線和若干回出線，每回出線上設置斷路器。每回架空線上分段開關31、站間聯絡開關32、鏈間聯絡開關33都連接配電自動化終端，控制開關動作，每個配電站的出線上都設置一個饋線自動保護控制裝置，其連接配電自動化終端和開關，控制整個配電網架接線結構的動作。

進一步的，所述電壓採樣電路包括依次連接的分壓電容和信號調理電路，所述信號調理電路包括依次連接的濾波電路和線形比例運放電路。本實用新型的電量採集裝置還包括電源模塊，所述電流感應元件還設有用於為採集裝置感應供電的第二電流信號感應端，所述電流感應元件的感應供電輸出端連接所述電源模塊的供電信號輸入端，所述電源模塊的供電信號輸出端連接所述信號處理單元的供電信號輸入端，使電量採集裝置可以在輸電線路中取電為其自身提供工作所需能量，不需要再另外設置供電電源，所述電源模塊優選包括用於存儲電能的儲能元件。所述電量採集裝置還包括通訊模塊，所述通訊模塊和信號處理單元均設有通信串口，二者間串行通信，所述通訊模塊通過無線通信的方式與電網監控後臺通信，所述通訊模塊可以通過無線通信的方式與伺服器通信，一方面便於將所述信號處理單元的計算結果傳送給伺服器，另一方面也便於接收來自電網監控後臺的指令對採集裝置的功能操作與數據傳輸進行管理。

本實用新型的基於配電網架的配電網規劃系統，既可以在線監測輸電線路電流的大小並根據設定的閾值來判斷在線電流是否異常，又可以在線測量輸電線路對地電壓並根據設定的閾值判斷電壓是否異常，通過配電網規劃管理體系的優化，實現了配電網管理水平、經濟效益、社會效益、員工素質的全面提升，通過對配電網網架進行完善優化，大大提高供電可靠性，降低了停電時間，提高了經濟效益，適於推廣應用。

以上所揭露的僅為本實用新型的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型之權利範圍，因此依本實用新型權利要求所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的範圍。