[发明专利]一种低压配电网三相单线图初始布局自动生成方法

说明书

本发明公开了一种低压配电网三相单线图初始布局自动生成方法。本发明根据低压三相配电网单馈线的拓扑关系以及负荷节点的等效单相负荷，计算出abc单相按照120度的扇面布局，最终构成平面均匀布置的三相配电网单馈线单线图。本发明可以在一个平面上对低压配电网接线图分相进行其走线自动计算各节点的坐标，并根据节点间的连接关系绘制线段，并可通过系数l的选择，避免线段交叉，最终形成分布均匀且无交叉的低压配电网分相接线图；为下一步的图形优化计算提供优良的初始单线图，也可直接用于低压配电网接线图最终图形，在单线图上进行基于智能电表量测数据以及潮流计算等计算值进行各类专题的渲染，形成低压配电网准实时态势监视用途的效果更佳。

技术领域

本发明属于智能电网态势感知与可视化领域，涉及一种适合态势分析的低压配电网三相电路分相支线单线图的自动生成方法。

背景技术

公变台区低压配电网是电网公司为广大低压用电用户服务的最底层电网；其用电用户可分为三相用户和单相用户；低压配电网以配电变压器为供电电源，以三相四线为主供电方式，兼顾单相双线供电方式；其主干线以三相四线铺设，中间设置分线箱或分线盒，用以引出三相四线分支，或引出三相四线用户的进户线，或引出中性线或某相线形成单相双线分支，或引出单相用户的进户线。

低压配电网由于存在单相双线分支及用户进户线，存在拓扑的三相不平衡；由于单相用户的单相用电，三相用户户内存在大量的单相双线负载，以及不少用户安装了单相光伏，使得低压配电网运行可能呈现严重的三相不平衡运行状态，从而导致电压越限、损耗增加等严重问题。

因此，在自动生成的低压配电网单线图基础上进行基于智能电表量测数据以及潮流计算的节点电压、支路电流等电气参数值的态势渲染，以形成优良的态势图形。

单线图自动生成主要有规则法、优化数学模型法、基于力场模型或动力学算法；其中规则法计算快速，可避免重叠问题，主要缺点是可能出现空间飞白，造成空间浪费；用优化数学模型法建立单线图的优化数学模型非常简单，但是它是一个高维优化数学问题，很难求解；而基于力场模型或动力学算法计算出的单线图较为美化，而且计算快速，但可能出现交叉以及布局球簇化。

发明内容

本发明在对低压配电网电气接线以及运行的特点研究基础上，深入分析单线图自动生成的三种基本方法的优缺点，提供一种基于扇形的配电变压器为中心低压配电网(Transformer-centralized Distribution Network，TCDN)单线图初始布局计算方法。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种低压配电网三相单线图初始布局自动生成方法，低压配电网从配电变压器低压母线出发，按照三相四线方式铺设主线，在分线箱或分线盒产生分支线；从配电变压器低压母线分出的三相四线的束，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，其三相标设为a^m、b^m和c^m；

所述的低压配电网三相单线图初始布局自动生成方法包括步骤：

步骤1)，对于m束出线的某相线路，假设选择a^m，对其进行静态拓扑分析，建立支线模型；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；

步骤2)，进行m束出线的单相a^m单线图初始布局，计算单馈线的扇面角和扇面中心线极角；

步骤3)，设定所有相的出线总扇面角为120度；假设m为各对应出线扇面的排序顺序；根据M条出线的扇面角计算获取各出线扇面的缩放比例；并以x轴为作为总扇面的起始计算轴，120度为各相出线总扇面角，分别计算各出线的新扇面中心线极角，以及所有节点的新极坐标坐标；