[发明专利]一种基于虚拟接线分解的低压分相接线图自动成图方法

权利要求书

1.一种基于虚拟接线分解的低压分相接线图自动成图方法，其特征在于，包括以下自动成图原理及计算步骤：

1)分相接线图构图原则

从配电变压器低压母线分出的三相四线主干线束，含分线箱引出的单相双线线束，称为低压出线束；假设有M束，用m标设其顺序，即m∈[1,M]；对应m束出线，其分相图形标设为a_m，b_m，c_m；显然对于三相用户集合而言，a_m，b_m，c_m存在着共同的三相四线线束集合，假设为Ω₃；也存在着各自不同的单相双线线束，分别假设为即有：

其中为三相四线布线对应的分相线束；θ为旋转角；表示对图形逆时针旋转θ的角度；表示对图形逆时针旋转2θ的角度；

为清晰识别三相四线主干线和三相用户具有的接线对称性，在布局布线时将保持对称性，仅仅是图形旋转θ、2θ角度；

对于配变低压母线悬挂式三个半扇面的3相分相接线图布局，有：

θ＝0 (2)

对于配变低压母线为圆心的1/3扇面的3相分相接线图布局图，有：

θ＝120° (3)

的布局布线应体现出此类单相双线用户接线所导致的低压配电网接线的不对称性；

2)虚拟全单相接线图形定义及组成

为此，设计一种虚拟全单相接线图形Ω_T：

它是一种把b、c相上的单相双线分支和用户都画在a相上的虚拟接线图形，目的在于以单相的方式一并计算所有相线路和用户的布局布线参数；

对图Ω_T进行水平布置的扇面120°的自动生成，形成接线图

其中，分别是对应的接线图型；

3)基于虚拟全单相接线图形分解的低压分相接线图自动成图原理

对于配变低压母线悬挂式三个半扇面的3相分相接线图布局，分相接线图为：

对于配变低压母线为圆心的1/3扇面的3相分相接线图布局图，分相接线图为：

因此，低压分相接线图自动成图问题就转化为Ω_T的自动生成；

4)计算步骤

假设Ω_T从配变低压母线出发存在N束线束，其第n束线束为Ω_Tn，n∈[1,N]；对Ω_Tn进行静态拓扑分析，建立支线模型；其中选择最长的支线作为一级支线，生成其线路等级表与节点顺序表；

(1)单线束初始布局

首先，设置配电变压器的低压母线为一个点，其坐标为(0,0)；并设置节点间初始距离，比如dis＝200；接着，将一级支线固定在X轴正方向；为使得馈线形成的扇面较小，从原点(0,0)出发，第一个节点离原点选择为5倍dis；其后的各节点横坐标按顺序依次累加dis，而纵坐标始终为0；

二级支线各节点坐标：从一级支线节点坐标取到第i条二级支线起始节点坐标(x_i，y_i)，第i条二级支线第j个节点的坐标为(x_ij，y_ij)，则有：

其中k的值：当i为奇数时取l，当i为偶数时取-l；l＝0.8；

三级支线及三级以上支路各节点坐标：从上一级支线节点坐标取到第i条本级支线起始节点坐标(x_i,y_i)，第i条二级支线第j个节点的坐标为(x_ij，y_ij)，则有：

其中π/3为二级支线与一级支线的夹角，如图3所示，这个夹角为60°；k′的取值：当y_i(j-1)为正数时取l，当y_i(j-1)为负数时取-l；

(2)单线束初始布局的扇形计算

所有线束按以上计算得到节点的笛卡尔坐标将其转换为相应的极坐标

第n束线束形成的扇面最小最大角度扇面角扇面中心线极角分别可计算如下：

其中为一、四象限节点极角；

(3)虚拟全单相接线图形拼接

假设N个线束扇面按照n的顺序逆时针拼接，则按照以上的扇形计算，总扇面角为：

这表示原扇面角要按以下比例γ进行缩放，才能使得拼接后的扇面角为120°：

对第n束线束图形进行以下操作，得到图形原扇面保持极径不变，保持中心线极角不变，只对各节点进行极角更新；若更新后第n束线束各节点的新极坐标为扇面角为扇面中心线极角则有：

新的扇面最小最大角度为：

下面将计算第n束线束各节点的新极坐标下进行旋转，使得旋转后的虚拟全单相接线图形即120°的最后扇面的中心线极角为-90°；

假设最后的第n束线束图形为则有：

其中旋转角β_n计算如下：

(4)虚拟全单相接线图形分拆为单相接线图

得到图形Ω_T后，按照公式(5)的合成原理，分解获取相应的三相对称图形和各相的单相不对称部分，并按照公式(6)、(7)进行相应的组装，最后获取配变低压母线悬挂式三个半扇面的3相分相接线图布局，或配变低压母线为圆心的1/3扇面的3相分相接线图布局图两种分相接线图。