基于CYME 軟件的城市配電網(wǎng)規(guī)劃仿真

劉煌煌，劉前進(jìn)，陳柔伊，于 力

（1.華南理工大學(xué)電力學(xué)院，廣州510640；2.南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，廣州510080）

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電力需求量急劇增長(zhǎng)，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，用戶對(duì)電能質(zhì)量要求越來(lái)越高。在配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、負(fù)荷信息時(shí)刻變化和設(shè)備繁多的情況下，如何提高配電網(wǎng)規(guī)劃的效率，保證設(shè)備運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，是國(guó)內(nèi)在配電網(wǎng)規(guī)劃和改造中面臨的一個(gè)主要問(wèn)題[1-3]。

目前，國(guó)內(nèi)外城市配電網(wǎng)規(guī)劃大多利用相應(yīng)軟件進(jìn)行，但存在以下兩方面的問(wèn)題[4]：第1，部分軟件的功能集中在應(yīng)用管理信息系統(tǒng)的層面，缺少較為全面的規(guī)劃分析功能；第2，大部分軟件運(yùn)用上需要較多的人工干預(yù)和手動(dòng)操作，自動(dòng)化程度低。

加拿大電力系統(tǒng)分析軟件CYME 是協(xié)助輸電、配電和工業(yè)領(lǐng)域的電力工程師進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃的一款強(qiáng)大的、成套的、先進(jìn)的模擬仿真工具。該軟件具備電網(wǎng)分析能力及方案規(guī)劃、案例研究功能，不僅有助于電氣工程師解決在電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行管理中存在的問(wèn)題，還可以準(zhǔn)確地評(píng)估系統(tǒng)現(xiàn)在或?qū)?lái)的狀態(tài)，從而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)或重新配置。CYMDIST（distribution system analysis）軟件包可對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)（包括變電站和子電網(wǎng)）進(jìn)行全面的建模和優(yōu)化，不僅可以提高配網(wǎng)規(guī)劃的效率、節(jié)省操作和投資支出、降低網(wǎng)損、延長(zhǎng)設(shè)備資產(chǎn)壽命，還可以提供配電網(wǎng)故障的快速解決方案，提高規(guī)劃人員的協(xié)作性和規(guī)劃能力。

本文運(yùn)用CYME 軟件CYMDIST 模塊對(duì)廣東省佛山市某區(qū)的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃建模仿真，應(yīng)用結(jié)果表明，該軟件模塊在對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃和分析方面具有準(zhǔn)確度高、可靠性好、實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)良性能，只需搭建一次模型，就可以在該模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行配電網(wǎng)規(guī)劃的各類仿真分析，其中適用于配電網(wǎng)規(guī)劃的功能包括：鋪置地理圖、變電站及子網(wǎng)絡(luò)和分布式電源的建模、平衡或不平衡系統(tǒng)各相電壓降計(jì)算、故障計(jì)算（故障電流及故障電壓）、潮流分析、負(fù)荷配置及平衡、負(fù)荷增長(zhǎng)和網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)分析優(yōu)化、可靠性評(píng)估、預(yù)想事故分析、電容器優(yōu)化配置、開關(guān)策略優(yōu)化等。限于篇幅，本文僅列舉部分仿真功能和結(jié)果進(jìn)行分析。

1 城市配電網(wǎng)規(guī)劃現(xiàn)狀

城市配電網(wǎng)規(guī)劃以分析研究現(xiàn)狀及負(fù)荷增長(zhǎng)為基礎(chǔ)，在盡可能滿足未來(lái)用戶容量和電能質(zhì)量條件下，按照規(guī)劃方案實(shí)施使電力公司及其有關(guān)部門獲得的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

大規(guī)模城鄉(xiāng)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)改造方式主要按現(xiàn)狀分析、負(fù)荷預(yù)測(cè)、變電站及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等主要傳統(tǒng)步驟進(jìn)行[5]。傳統(tǒng)規(guī)劃步驟具有一定的復(fù)雜性，需要各個(gè)部門配合才能做好規(guī)劃工作，但是市政規(guī)劃、電力企業(yè)等部門規(guī)模龐大，工作往往缺乏協(xié)調(diào)性[6-7]。如今，城市配電網(wǎng)規(guī)劃常用的方法分3 類[8]：一是手工規(guī)劃，二是手工規(guī)劃結(jié)合潮流、短路等技術(shù)校驗(yàn)，三是規(guī)劃軟件為主結(jié)合專家干預(yù)。第1 類完全依賴規(guī)劃人員個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和局部計(jì)算來(lái)進(jìn)行，可以在有限條件下解決負(fù)荷增加、線路過(guò)載、電壓偏低等問(wèn)題，該方法局限于定性分析，工作量大且易出錯(cuò)，規(guī)劃結(jié)果質(zhì)量較低；第2 類主要依賴規(guī)劃人員的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，除了定性分析之外，一般能提供規(guī)劃方案的潮流及短路定量計(jì)算分析，該方法工作量大，也易出錯(cuò)，但規(guī)劃結(jié)果質(zhì)量有了較大的提高；第3 類主要依賴現(xiàn)代規(guī)劃軟件的功能及規(guī)劃人員的經(jīng)驗(yàn)，該方法有較豐富的定量分析比較手段，規(guī)劃結(jié)果質(zhì)量較好。

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)的電力規(guī)劃設(shè)計(jì)部門主要采用人工選址方法進(jìn)行變電站選址，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃建設(shè)和改造始終缺乏科學(xué)、合理地安排[9]。當(dāng)負(fù)荷需求大幅上升時(shí)，通常新建變電站以滿足一時(shí)的應(yīng)急需求，這樣不僅造成電力供應(yīng)區(qū)域重疊、分布無(wú)序，還使投入的資金難以發(fā)揮應(yīng)有的效益，給配電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)隱患。

2 配電網(wǎng)規(guī)劃存在的問(wèn)題

在電力工業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，我國(guó)電網(wǎng)的投資規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于發(fā)達(dá)國(guó)家水平，尤其是配電網(wǎng)較為落后，致使大多數(shù)配電系統(tǒng)網(wǎng)架薄弱[10]。隨時(shí)間的推移，配電系統(tǒng)面臨的問(wèn)題將更加嚴(yán)峻。配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其投資比例大約占整個(gè)電網(wǎng)投資的40%，特別是對(duì)于采用地下電纜的城市配電網(wǎng)比例更大。再者，配電網(wǎng)電壓低且分布廣，相對(duì)于輸電網(wǎng)有更多網(wǎng)絡(luò)損耗，最高可達(dá)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的85%。因此優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)、提高規(guī)劃效率、降低投資和運(yùn)行費(fèi)用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)意義。

隨著配電網(wǎng)改造投資比例的逐漸加大，城市電網(wǎng)規(guī)劃工作迎來(lái)了新的挑戰(zhàn)。首先，電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)與城市規(guī)劃同步進(jìn)行，如何友好地相互配合成為未來(lái)城網(wǎng)規(guī)劃必須解決的問(wèn)題[11-12]。其次，電力企業(yè)日益注重自身的經(jīng)濟(jì)效益和投資回報(bào)，使得配電網(wǎng)規(guī)劃工作的地位越來(lái)越高。以上兩方面的轉(zhuǎn)變，既為城網(wǎng)規(guī)劃工作提供了有利條件，同時(shí)也使之成為緊迫的任務(wù)。因此，結(jié)合當(dāng)前國(guó)情深入地研究滿足實(shí)際要求的城市電網(wǎng)規(guī)劃理論、開展城市電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)研究、開發(fā)和引進(jìn)專業(yè)的配電網(wǎng)規(guī)劃軟件，不僅是我國(guó)城市電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的迫切需求，也是今后可持續(xù)發(fā)展的重要科學(xué)手段，CYME 軟件正是在這樣的背景下引入國(guó)內(nèi)的。

3 CYME 軟件的特點(diǎn)

3.1 CYME 簡(jiǎn)介

CYME 是一套專業(yè)的電力工程軟件，它以個(gè)人計(jì)算機(jī)及Microsoft Windows（R）為操作平臺(tái)，結(jié)合優(yōu)異的分析能力與先進(jìn)的界面技術(shù)，是針對(duì)電力配電系統(tǒng)，輸電系統(tǒng)，和工業(yè)電力系統(tǒng)的高級(jí)分析軟件。該軟件包含了以下5 個(gè)軟件包[13]：

（1）CYMDIST（distribution system analysis）——一次配電系統(tǒng)分析軟件，用于電力配電系統(tǒng)規(guī)劃優(yōu)化、故障分析和供電恢復(fù)、輸電系統(tǒng)和工業(yè)電網(wǎng)絡(luò)分析、簡(jiǎn)報(bào)、潮流、電壓降等功能，并且可透過(guò)與CYMTCC 的界面執(zhí)行保護(hù)裝置協(xié)調(diào)。

（2）CYMTCC（protectivedevicecoordination）——保護(hù)裝置的協(xié)調(diào)分析軟件，主要是用于對(duì)饋線上的保護(hù)設(shè)備進(jìn)行分析，生成時(shí)間匹配曲線。

（3）CYMGRD（substation grounding）——變電所接地網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，主要用于變電站接地分析[14-15]。

（4）CYMCAP （power cable ampacity calculations）——電力電纜安培容量計(jì)算，主要用于電纜實(shí)時(shí)載流和預(yù)期壽命分析。

（5）MARS（management，assessment and restoration of service）——復(fù)電策略軟件。MARS 是一款基于Windows 的創(chuàng)新軟件，用于設(shè)計(jì)一個(gè)綜合的復(fù)電策略最佳方案，恢復(fù)一些由于人力不可抗拒的因數(shù)造成的斷電，諸如大風(fēng)雪、暴風(fēng)雨、洪水、地震、主要輸電線或變電所因事故斷電停供等破壞性事件。

3.2 CYMDIST 功能模塊

全世界范圍內(nèi)已有超過(guò)250 家的CYMDIST用戶，該軟件模塊可以對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真和分析，是一款集成、綜合、靈活的快速分析工具，提供主流GIS 系統(tǒng)的軟件接口（CYMDIST-Gateway），包括用戶企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)的通用接口、定制的用戶GIS 系統(tǒng)鏈接等功能，可以從GIS 數(shù)據(jù)庫(kù)中提取電網(wǎng)連接，并映射至CYMDIST 模型中的所有相關(guān)設(shè)備，在北美被廣泛運(yùn)用于配電系統(tǒng)規(guī)劃中[16]。CYMDIST 軟件模塊主要具備以下幾個(gè)功能[13-16]：

（1）可對(duì)一次和二次配電網(wǎng)進(jìn)行分析，其模型適合各種配電網(wǎng)架構(gòu)，包括了平衡/不平衡三相電網(wǎng)、兩相電網(wǎng)、單相電網(wǎng)以及輻射形電網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)、網(wǎng)格形網(wǎng)。

（2）針對(duì)同一配電網(wǎng)，可以建立并管理各種不同時(shí)間場(chǎng)景，分析結(jié)果可以任意定制；對(duì)各種假設(shè)案例（預(yù)案）的研究特別強(qiáng)大，可以創(chuàng)建、瀏覽、修改各種隨時(shí)間變化的項(xiàng)目，可對(duì)項(xiàng)目在指定時(shí)間段的行為進(jìn)行各種仿真和研究。

（3）最優(yōu)化電容器位置和容量，減少網(wǎng)絡(luò)損耗，改善電壓分布；平衡負(fù)荷，減少網(wǎng)損；負(fù)荷分配預(yù)測(cè)，可依據(jù)客戶用電量，配電變壓器容量，實(shí)際消耗電量或REA（resource-event-agent）方法進(jìn)行預(yù)測(cè)；電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)分析（電壓驟降和最大允許電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)容量）。

（4）靈活的負(fù)荷模型，包括了分布式負(fù)荷與集中式負(fù)荷，能對(duì)每個(gè)區(qū)段建立獨(dú)立的或混合的負(fù)荷模型；負(fù)荷的多年增長(zhǎng)預(yù)測(cè)及負(fù)荷轉(zhuǎn)移仿真，優(yōu)化電網(wǎng)聯(lián)結(jié)點(diǎn)（tie points），相合并功能。

（5）可靠性分析（基于預(yù)測(cè)性數(shù)據(jù)或歷史性數(shù)據(jù)）；預(yù)想事故分析（負(fù)荷恢復(fù)）；對(duì)指定區(qū)段進(jìn)行自動(dòng)導(dǎo)線重選或相重組優(yōu)化；保護(hù)設(shè)備整定驗(yàn)證。

（6）分布式電源接入。

因此，結(jié)合CYME 軟件的相關(guān)優(yōu)點(diǎn)，開展基于CYME 的城市配電網(wǎng)的規(guī)劃建模技術(shù)的研究，可以避免傳統(tǒng)城市配網(wǎng)規(guī)劃方法的缺點(diǎn)，提高規(guī)劃的效率和可靠性，不僅可以滿足不同城市區(qū)域?qū)╇娍煽啃缘男枨螅Ｕ吓潆娋W(wǎng)的安全運(yùn)行，減少事故損失，確保現(xiàn)代化城市的正常運(yùn)作，還能節(jié)省投資、提升用戶滿意度，為未來(lái)城市配電系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展奠定基礎(chǔ)性理論和工程應(yīng)用基礎(chǔ)[17]。

4 基于CYME 的規(guī)劃建模與仿真

4.1 配電網(wǎng)建模

本文通過(guò)簡(jiǎn)化廣東省佛山市某區(qū)10 kV 以下的配電網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用CYME 軟件CYMDIST 模塊對(duì)該區(qū)進(jìn)行建模。該區(qū)實(shí)際配電網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化后的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型，如圖1 所示。

圖1 廣東省佛山市某區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.1 Simplified topological structure of distribution network of a certain district in Foshan City，Guangdong Province

本區(qū)域在建模過(guò)程中，110 kV 及220 kV 變電站均簡(jiǎn)化為10 kV 出線的等效電源，如圖1 所示的節(jié)點(diǎn)1、2、3、4、56 為變電站簡(jiǎn)化等效后的電源點(diǎn)，其余節(jié)點(diǎn)均為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)。為了便于計(jì)算，本算例搭建的配電網(wǎng)絡(luò)線路均采用型號(hào)為YJV22-3×300 的地下電力電纜；整合負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的配電變壓器容量后，各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)均取平均負(fù)荷進(jìn)行潮流計(jì)算。對(duì)應(yīng)于配電網(wǎng)規(guī)劃一般步驟中的電氣潮流計(jì)算、無(wú)功補(bǔ)償規(guī)劃、三相負(fù)荷不平衡分析，下面以CYME 軟件CYMDIST 模塊規(guī)劃功能中的潮流分析計(jì)算、電容器優(yōu)化配置、負(fù)荷平衡為例進(jìn)行仿真研究。

4.2 潮流分析設(shè)置步驟

潮流分析是對(duì)任何電力系統(tǒng)，包括配電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)和工業(yè)用電系統(tǒng)，進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行分析的基礎(chǔ)，目的在于評(píng)估電網(wǎng)在各種不同運(yùn)行條件下的穩(wěn)態(tài)表現(xiàn)。本文在CYME 軟件CYMDIST模塊中搭建廣東電網(wǎng)某區(qū)實(shí)際配電網(wǎng)模型，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)區(qū)域配電網(wǎng)的潮流計(jì)算分析。

1）參數(shù)選卡

本算例采用不平衡電壓降迭代法進(jìn)行計(jì)算，收斂誤差為0.01%（V），最大迭代次數(shù)為60。考慮所有約束使潮流計(jì)算計(jì)及所有發(fā)電設(shè)備無(wú)功輸出約束，以及所有調(diào)壓變壓器的調(diào)接頭范圍約束。對(duì)所有負(fù)荷與發(fā)電設(shè)備調(diào)整因子選擇按照定義，即所有設(shè)備輸入的有功和無(wú)功量將會(huì)被應(yīng)用在潮流分析中。負(fù)荷模型采用ZIP，其等同于使用nP、nQ冪函數(shù)負(fù)荷模型，電壓閾值Vz對(duì)所有負(fù)荷類型均設(shè)為80%的額定電壓值。

2）系統(tǒng)及控制選卡

對(duì)于系統(tǒng)控制選卡，選中該區(qū)所屬的所有變電站等效電源。控制選卡選擇所有電容器、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，并對(duì)變壓器調(diào)接頭控制選擇正常操作。

3）負(fù)載/電壓限值選卡

選擇規(guī)劃工況類限值，使相應(yīng)的負(fù)載容量限值欄允許輸入各個(gè)設(shè)備的限值。在設(shè)備額定條件中選中夏季，激活所有設(shè)備的夏季額定數(shù)據(jù)。設(shè)置電壓限值為規(guī)劃工況限值，即過(guò)電壓限值為105%額定值，欠電壓限值為95%額定值。

該模型完成上述設(shè)置后，即可運(yùn)行實(shí)現(xiàn)潮流計(jì)算分析。其中，潮流分析設(shè)置基本流程[18]如圖2所示。

4.3 仿真潮流分析結(jié)果

圖2 潮流分析流程Fig.2 Flow chart of load flow analysis

在迭代報(bào)告選項(xiàng)中，選中所需的各種潮流結(jié)果報(bào)表。本算例中選擇輸出的報(bào)表為潮流-電壓異常區(qū)域（load flow-abnormal voltage areas）、潮流-詳表（load flow-detailed）、潮流-饋線負(fù)載（load flowfeeder loading）、潮流-過(guò)載導(dǎo)線（load flowoverloaded conductors）、潮流-總結(jié)（load flow–summary report）。其中該區(qū)按廣州地區(qū)1～10 kV 商業(yè)電度電價(jià)（即0.963 5 元/kW·h）計(jì)算，轉(zhuǎn)換為CYME軟件中的單位為0.154 7$/kW·h。由于篇幅限制，本文僅列出如表1～表3 所示的潮流分析報(bào)表。

由表1 可知，潮流分析匯總報(bào)表給出了電源、負(fù)荷、電容器、電纜電容等部分的潮流計(jì)算結(jié)果，包括有功功率、無(wú)功功率、視在功率及功率因數(shù)，基本滿足潮流計(jì)算的需求。表2 給出了該模型的預(yù)想事故仿真分析結(jié)果。網(wǎng)絡(luò)預(yù)想的異常狀況包括過(guò)載、欠電壓及過(guò)電壓故障，分析結(jié)果包括預(yù)想故障的相序、累計(jì)次數(shù)、最壞狀況的位置及相應(yīng)的過(guò)載率、欠電壓和過(guò)電壓的概率。通過(guò)該分析結(jié)果，規(guī)劃人員可以提前制定措施，避免網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行存在隱患而造成故障。由表3 可知，通過(guò)仿真可以準(zhǔn)確地計(jì)算出系統(tǒng)的架空線損耗、電纜損耗及變壓器損耗，并通過(guò)自定義的電價(jià)得出各類網(wǎng)損造成的年度經(jīng)濟(jì)損失。本算例僅考慮采用電纜鋪線的10 kV 以下配電網(wǎng)絡(luò)，且變壓器由等效電源替代，故仿真結(jié)果僅給出電纜損耗。

表1 潮流分析匯總報(bào)表Tab.1 Total summary report of load flow

表2 預(yù)想事故報(bào)表Tab.2 Forecast accident report

表3 經(jīng)濟(jì)損失報(bào)表Tab.3 Economic loss report

4.4 電容器優(yōu)化配置

根據(jù)用戶定義的目標(biāo)，電容優(yōu)化配置功能可在故障饋線最優(yōu)位置上安裝電容器組，優(yōu)化線路潮流分布，降低有功網(wǎng)損或者提高系統(tǒng)電壓。由于電纜阻抗較小，不宜做電容補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)，因此在本算例中將負(fù)荷節(jié)點(diǎn)34、35、36、37 所在的電纜饋線均替換成型號(hào)為JKLYJ-240 架空線，使饋線出現(xiàn)低電壓故障。為解決上述低電壓?jiǎn)栴}，需進(jìn)行電容器最優(yōu)選址分析，改善電壓分布。本算例將配網(wǎng)規(guī)劃欠電壓限值設(shè)置為97.5%的額定值，門檻電壓為0.98 kV，目標(biāo)電壓為10 kV，當(dāng)饋線電壓小于門檻電壓值時(shí)，啟動(dòng)電容器組分析程序；忽略所有單相和兩相線路段，設(shè)置投切電容的最小容量為1 kvar/相，最大容量為200 kvar/相，容量增量為1 kvar/相，且電容器組只在一個(gè)地方安裝；根據(jù)界面顯示數(shù)值在負(fù)載水平選卡下設(shè)置饋線負(fù)荷水平，該設(shè)置將影響符合各種線路負(fù)荷條件所需的固定電容器和投切電容器的容量。

運(yùn)行電容器最優(yōu)選址分析后，結(jié)果選卡下的樹形列表會(huì)顯示電容器組的最優(yōu)安裝地點(diǎn)的建議，相應(yīng)電容器組安裝信息會(huì)顯示軟件建議的電容器組容量（包括固定容量和可投切容量）、網(wǎng)損降低的有功功率數(shù)、電壓提高增量、功率因數(shù)修正量等，電容器組安裝信息參見表4。滿負(fù)荷狀態(tài)下安裝電容器組后，再次運(yùn)行潮流分析，可以注意到電容器組的接入消除了饋線上的欠電壓?jiǎn)栴}。比較電容器組接入前后該饋線從電源點(diǎn)一直到最尾端區(qū)段電壓分布圖的不同，參見圖3 和圖4 所示。

表4 電容器組安裝信息Tab.4 Installation information of capacitor banks

圖3 電容器優(yōu)化配置前的饋線電壓分布Fig.3 Feeder voltage profile before capacitanceoptimal placement

圖4 電容器優(yōu)化配置后的饋線電壓分布Fig.4 Feeder voltage profile before capacitance optimalplacement

由于饋線三相負(fù)荷處于平衡狀態(tài)，因此A、B、C 三相電壓的分布曲線重合為一條曲線。對(duì)比圖3和圖4 可知，運(yùn)行電容優(yōu)化配置前，三相電壓隨著饋線離電源點(diǎn)距離的增加而遞減至欠電壓限值以下；經(jīng)過(guò)電容優(yōu)化配置后，饋線三相電壓的變化量隨著饋線離電源點(diǎn)距離的增加而維持在1%以內(nèi)波動(dòng)，從而消除了饋線欠電壓的故障。

4.5 負(fù)荷平衡分析

負(fù)荷平衡分析功能可以根據(jù)用戶定義的目標(biāo)識(shí)別三相負(fù)荷不平衡故障，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體換相或者負(fù)荷換相。其中用戶定義的目標(biāo)包括：最小化有功網(wǎng)損、平衡負(fù)荷及平衡電流和電壓。本算例設(shè)置節(jié)點(diǎn)34、35、36 均帶A 相負(fù)荷，且S34A=S35A=S36A=500 kVA，從而負(fù)荷節(jié)點(diǎn)34、35、36 將出現(xiàn)三相不平衡的故障。選擇平衡電流作為目標(biāo)函數(shù)，設(shè)置最小平衡電流為1 A，最小電流不平衡因子為2%。運(yùn)行負(fù)荷平衡分析功能，識(shí)別出所有可能執(zhí)行換相的導(dǎo)體，每一個(gè)換相步驟建議包括負(fù)荷轉(zhuǎn)移量和總網(wǎng)損減少量。運(yùn)行負(fù)荷平衡分析功能，生成的具體報(bào)表如表5 和表6 所示。

表5 負(fù)荷平衡換相建議表Tab.5 Load balancing re-phasing suggestion

表6 負(fù)荷平衡換相前后參數(shù)對(duì)比表Tab.6 Contrast of load balancing parameters before and after phase shifting

5 結(jié)語(yǔ)

本文運(yùn)用CYME 軟件CYMDIST 模塊對(duì)佛山某區(qū)配電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃建模，舉例實(shí)現(xiàn)了潮流計(jì)算分析、電容器優(yōu)化配置及負(fù)荷平衡分析3 種仿真功能，相當(dāng)于在配電網(wǎng)規(guī)劃的一般步驟中起到了電氣潮流計(jì)算、無(wú)功補(bǔ)償規(guī)劃、三相負(fù)荷不平衡分析的作用，并取得了良好的效果，符合實(shí)際規(guī)劃情況。應(yīng)用結(jié)果表明，該軟件與其他規(guī)劃仿真軟件相比，只需建立一次模型便可滿足配電網(wǎng)規(guī)劃所需的各類仿真，具有強(qiáng)大的配電網(wǎng)規(guī)劃分析功能，對(duì)配電網(wǎng)能進(jìn)行精確的潮流計(jì)算分析，可以對(duì)過(guò)載、高電壓、低電壓等非正常故障狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)電容優(yōu)化配置、負(fù)荷平衡換相等功能；對(duì)系統(tǒng)損耗包括線路損耗、變壓器損耗等造成的年經(jīng)濟(jì)損失可以進(jìn)行量化的預(yù)估等。綜上所述，CYME 軟件為配電網(wǎng)規(guī)劃帶來(lái)了便利，提高了配網(wǎng)規(guī)劃效率和能力，為未來(lái)配電網(wǎng)的智能化、效率化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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