[发明专利]建筑工程电气负荷中心矢量计算方法及变电所设计方法

权利要求书

1.一种用于确定建筑工程的电气负荷中心的方法，其特征在于包括如下步骤：找到一个点，所有电气负荷到这一个点上的负荷矩之和是最小的，这一个点即为建筑工程的电气负荷中心；其中所述电气负荷指用电设备一年的用电量；

所述方法为矢量计算方法，所述步骤包括：

（1）根据现有建筑物多为经纬柱网形式的特征，设定该计算方法的计算前提：电气线路都是按照三个轴线敷设的；

（2）对于不完全平衡的系统，按照经纬柱网下最佳负荷中心的坐标点（x,y,z）将分别落在某些负荷的轴线对应的坐标点上的规律，除了完全平衡的系统，把一组负荷分解到坐标系中的三个轴线x轴、y轴或z轴上，找到一个点（x、y、z），所有负荷在x轴上到这个点上的x坐标负荷矩之和、在y轴上到这个点上的y坐标负荷矩之和以及在z轴上到这个点上的z坐标负荷矩之和是最小的，从而获得的这个点就是电气负荷中心，其坐标点对应变电所的最佳理论位置。

2.一种基于权利要求1所述方法的变电所设计方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）利用权利要求1所述方法量化计算出电气负荷中心，包括在所述建筑工程找到一个点，所有电气负荷到这一个点上的负荷矩之和是最小的，该点即为电气负荷中心，是变电所的最佳理论位置；

（2）根据上述电气负荷中心以及划分的不同供电区域，设计多套变电所配置方案，计算每个配置方案中变电所区域各负荷到变电所的总负荷矩及平均负荷距，评估所设计的变电所的经济性，确定最终的变电所数量和位置；

其中，所述步骤（1）所述电气负荷指用电设备一年的用电量，所述用电量包含设备的工作制，所述工作制包括长时工作制、短时工作制和瞬时工作制。

3.根据权利要求2所述的变电所设计方法，其特征在于所述步骤（1）包括：

（1-1）利用建筑信息模型系统（BIM），定位每个配电箱为用电节点；

（1-2）初步进行供电区域分化，区域内的用电节点通过建筑工程电气负荷中心矢量计算方法量化计算，得到理论的区域内的负荷中心坐标，也就是变电所的最佳理论位置，实际变电所的位置原则上应当尽量接近负荷中心的坐标位置。

4.根据权利要求2所述的变电所设计方法，其特征在于所述步骤（2）的经济性标准在于：负荷越集中在电气负荷中心，则系统的平均负荷距越小，系统能耗越低；变电所位置以及数量的不同，带来整个建筑的总负荷矩不同；负荷相同的系统，总负荷矩越小，系统越紧凑；其中所述平均负荷距定义为电气系统中各负荷到供电点的平均距离，即总负荷矩与总的负荷量的商。

5.根据权利要求2所述的变电所设计方法，其特征在于所述步骤（2）经济性要素包括：建筑面积与多中心的设置和加设分变电所的权衡；系统变压器台数、分变电所负荷开关柜数量、高压间隔数量带来的经济成本；低压电缆减少带来的成本节约。

6.根据权利要求2所述的变电所设计方法，其特征在于所述步骤（2）多套方案包括不同的变电所数量以及变电所的位置。

7.根据权利要求2-6所述的变电所设计方法，其特征在于所述设计方法不考虑应急负荷。

8.一种建筑工程，包括根据权利要求2-7任一项所述方法设计的变电所。