配電網(wǎng)的網(wǎng)損計算與降損措施分析

1、配電網(wǎng)的網(wǎng)損計算與降損措施分析摘要總結(jié)了國內(nèi)外對配電網(wǎng)網(wǎng)損計算的研究情況，介紹了傳統(tǒng)的配電網(wǎng) 網(wǎng)損計算方法；提出采用最大電流法與新的數(shù)據(jù)處理方式相結(jié)合的 線損計算方案，充分地利用了所能采集到的運行數(shù)據(jù)采用持續(xù)負荷 曲線直接求線損，提高了計算精度和計算效率 適用于10 kV及以下 的縣級配電網(wǎng)的線損計算；并對電力市場化后 配電網(wǎng)經(jīng)濟運行所面 臨的新問題進行了分析。關(guān)鍵詞 配電網(wǎng)；網(wǎng)損計算；持續(xù)負荷曲線；經(jīng)濟運行隨著配電自動化工作的開展 配電網(wǎng)的線損管理變得越來越重要。降低線損是提高配電網(wǎng)經(jīng)濟效益的重要因素，采取技術(shù)措施降低線損是電力企業(yè)追求效益最優(yōu)化 的必然趨勢。配電網(wǎng)線損率是表征一個供用電企業(yè)

2、經(jīng)濟效益和技術(shù)管 理水平的綜合性技術(shù)經(jīng)濟指標也是國家貫徹節(jié)能方針考核供用電 部門的一項重要指標。目前 我國的線損率與世界上發(fā)達國家相比還 比較高，各省、市電力公司的線損率差距也不小 節(jié)電潛力比較大。 因此，進行線損的理論計算和降損分析計算具有重要的現(xiàn)實意義。1傳統(tǒng)的配電網(wǎng)網(wǎng)損計算分析1.1均方根電流法均方根電流法原理簡單，易掌握，對局部電網(wǎng)和個別元件電能損耗的計算或線路出口處僅裝設(shè)電流表時是相當有效的。尤其是在0.410 kV配電網(wǎng)的電能損耗計算中，該法易于推廣和普及。但缺點 是負荷測錄工作量龐大需24 h監(jiān)測，準確率差，計 算精度不高，且由于當前我國電力系統(tǒng)運行管理水 平所限，缺乏用戶用電信

3、息的自動反饋手段 給計算 帶來困難，所以該法適用范圍較窄。1. 2節(jié)點等值功率法節(jié)點等值功率法方法簡單，適用范圍廣，對于運行電網(wǎng)進行網(wǎng)損的理論分析時；所依據(jù)的運行數(shù) 據(jù)來自計費用的電能表 即使不知道具體的負荷曲 線形狀，也能對計算結(jié)果的最大可能誤差作出估計 并且電能表本身的準確級別比電流表要高又有嚴 格的定期校驗制度，因此發(fā)電及負荷24 h的電量和 其他的運行參數(shù)等原始數(shù)據(jù)比較準確且容易獲取。 這種方法使收集和整理原始資料的工作大為簡化。 在本質(zhì)上，這種方法是將電能損耗的計算問題轉(zhuǎn)化 為功率損耗的計算問題或者說是轉(zhuǎn)化為潮流計算 問題，這種方法相對比較準確，而又容易實現(xiàn)。因 而在負荷功率變化不大

4、的場合下可用于任意網(wǎng)絡(luò)線 損的計算，并得到較為滿意的結(jié)果。缺點是該法實 際計算過程費時費力，且計算結(jié)果精度低。因為該 法只是通過將實際連續(xù)變化的節(jié)點功率曲線當作階 梯性變化的功率曲線處理或查負荷曲線形狀系數(shù)的 方式獲取節(jié)點等效功率 近似地考慮系統(tǒng)狀態(tài)的時 變性，這樣計算出來的等效功率會與實際情況有一 定誤差。另外，當各節(jié)點功率取等效功率時得到 的系統(tǒng)潮流分布并不一定就是該段時間內(nèi)的等效分 布。且運行數(shù)據(jù)多為人工抄表所得無法保證數(shù)據(jù) 的同時性。1.3等值電阻法等值電阻法是將整個配電網(wǎng)的線損看成由2個部分組成，其中一部分是對應(yīng)變壓器鐵芯產(chǎn)生的不 變損耗，另一部分是對應(yīng)線路和變壓器繞組產(chǎn)生的 可變損

5、耗。前者在負荷變化的過程中可以近似地認 為不變，而后者則隨著負荷的變化而變化。為了簡 化計算，對于隨負荷而變化的這一部分線損用供電 首端電流作用下的2個等值電阻代替，其中1個是 對應(yīng)導(dǎo)線損耗的等值電阻 另1個是對應(yīng)全部公用_ 配電變壓器繞組損耗的等值電阻。這種方法將配電網(wǎng)的可變損耗等價為2個等值 電阻上的損耗，避開了配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性而 且該法還根據(jù)實際電網(wǎng)中負載的變化情況對這2個 電阻進行修正，因而精度較高。同時該法只需要配 電網(wǎng)首端的運行記錄 使收集和整理原始資料的工 作也大為簡化。主要缺點是在計算帶補償電容器的 線路時會出現(xiàn)較大誤差，其原因是沒有考慮無功補 償網(wǎng)絡(luò)的無功潮流變化?？傊?/p>

6、這些傳統(tǒng)的方法有它們各自的優(yōu)點但同時也存在著或多或少的不足 其中普遍存在的不 足有:a.在計算配電線路首端負荷曲線形狀系數(shù)時 未直接采用代表日實際負荷曲線的形狀系數(shù)而是 依據(jù)其負荷率和最小負荷率以相近的典型負荷持續(xù) 曲線的形狀系數(shù)來取代這雖然可減少計算工作量 但卻影響了計算的精確度。另外也未考慮根據(jù)精度 較高的電量記錄對精度較低的電流記錄進行修正。當配電網(wǎng)中存在小電源時；只考慮了各電源點平 均電流的疊加，而沒有考慮時變性負荷曲線的疊加 對線損特別是對功率平衡點附近支路損耗的影響。在計算配變銅損時,采用的負荷電流是分配到配 電變高壓側(cè)的一次電流沒有計及配變的空載電流 （或空載損耗）對配變銅損的影

7、響。d.沒有考慮配 電網(wǎng)的三相不平衡問題。e.以整條饋線為單位進行 計算，所采用的數(shù)據(jù)僅是饋線首端的實測數(shù)據(jù)一 般假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的負荷曲線形狀功率因素均 與首端相同，忽略了沿線的電壓損失對能耗的影響。 f.沒有考慮配電系統(tǒng)運行中的不確定性因素的影響 （如系統(tǒng)負荷隨著時間變化由于配電網(wǎng)的節(jié)點數(shù)目 眾多，因投資等方面的原因，不可能采集到各個負 荷點的數(shù)據(jù)），這些近似的方法導(dǎo)致線損結(jié)果的準確 性很難把握，計算精度較低。2配電網(wǎng)網(wǎng)損計算方法的改進線損計算可以根據(jù)不同的計算目的和不同的準 確度要求而米用不同的算法。米用最大電流法求線 損很適合于電力網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計。規(guī)劃設(shè)計時所采用 的計算負荷和其他技術(shù)數(shù)

8、據(jù)都是用近似的方法確定 的，原始數(shù)據(jù)本身就有相當大的誤差從而導(dǎo)致計 算結(jié)果產(chǎn)生誤差。而電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計是通過綜合分 析大量的重要因素來選擇最合理、最經(jīng)濟的方案在 眾多的因素中線損不是最重要的。為此要充分利用 現(xiàn)場能夠采集到的原始數(shù)據(jù) 以提高在電網(wǎng)規(guī)劃設(shè) 計過程中線損計算的精確度。因此提出采用最大 電流法與新的數(shù)據(jù)處理方式相結(jié)合的線損計算方 案。2.1損失因數(shù)損失因數(shù)F等于線損計算時段（日、月、季、年） 內(nèi)的平均功率損失$尸av與最大負荷功率損失SPmax 之比：F = $P av$Pmax時段T內(nèi)電流平方的平均值I2rm s時段T內(nèi)最大電流的平方值I2max時段T內(nèi)的電能損耗值為：$A = $P

9、 avT = $PmaxF T$A = 3I2maxR FT X 10- 3 =(P2max + Q2max)V 2maxX R F T X 10- 3采用最大電流法計算線損的關(guān)鍵之處不是如何獲取最大電流，而是如何求取損失因數(shù)。影響損失因數(shù)大小的因素主要有電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、損耗類型、負荷分布、負荷曲線形狀等其中負荷率對損失因數(shù)的影響最大。2.2持續(xù)負荷曲線及負荷率依時序記錄變化的負蒲可得到負荷曲線。在時段T內(nèi)，不按時序而按負荷大小及其持續(xù)時間排 列的派生曲線稱為持續(xù)負荷曲線 如圖1所示。經(jīng) 分析可知，持續(xù)負荷曲線與負荷曲線之間存在著電 能與電能損耗的雙重等效性在線損計算分析過程 中，持續(xù)負荷曲線

10、是主要的分析對象所得的結(jié)論 適用于對應(yīng)的負荷曲線。負荷率f是測計時段內(nèi)的平均負荷與最大負荷 之比，它反映了電力系統(tǒng)設(shè)備的平均利用情況也 是考核電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的重要指標。最小負荷率 B是測計時段內(nèi)最小負荷與最大負荷之比。圖1持續(xù)負荷曲線IT1 T2 T3I1I2I30I avImaxB=Im inImax對于配電網(wǎng)，損失因數(shù)的經(jīng)驗計算公式為F =0. 3f + 0. 7f 2 或 F = 0. 2f + 0. 8f 2。事實上，負荷 率f并不能完全代表負荷曲線的形狀在相同的f 值下,B值彳主彳主不同，則F的值也將不同，這就要求 導(dǎo)出F與f及B的函數(shù)關(guān)系。3由持續(xù)負荷曲線求損失因數(shù)F對于持續(xù)負荷

11、曲線 不同的負荷電流與對應(yīng)的 持續(xù)時間之間存在的關(guān)系可用概率的大小來表示。 將橫軸時間變量與計算時段m基值）相比，縱軸電 流變量與電流最大值Imax （基值）相比，可得到用標 幺值表示的持續(xù)負荷曲線它反映了電流隨機變量 的概率規(guī)律。隨機變量的二階原點矩等于其數(shù)學期望的平方加上隨機變量的方差，方差D I為：D I = I2rm s -12av當負荷電流這個隨機變量按Bata概率分布函 數(shù)變化時，其方差D i為：(/max -1 av) o (I av - Im in ) 2Imax +1 av - 2Im in由以上推導(dǎo)可得：F =I2rm sI2max=f 2 +(1 - f) 0 (f -

12、B) 21 + f - 2B = f - f (1 - f) o (f - B2)1 + f - 2B此外，也可以采用直接積分法計算損耗因數(shù)尸。4配電網(wǎng)經(jīng)濟運行面臨的新問題隨著電力市場的深入發(fā)展 配電市場也將逐步 形成，從而給配電網(wǎng)經(jīng)濟運行也帶來了許多新問題。 配電網(wǎng)運行的重要任務(wù)之一是運行的經(jīng)濟性 要求 采取先進的技術(shù)和科學的管理手段使組成配電網(wǎng) 的各電氣元件在運行中消耗的電能:即線損)降至最 低。為保證國民經(jīng)濟高速穩(wěn)定發(fā)展尋求一條不用投資就能節(jié)電的途徑具有重大意義 配電網(wǎng)經(jīng)濟運行就是不用投資就取得明顯節(jié)電效果的一項內(nèi)涵節(jié)電技術(shù)。配電網(wǎng)經(jīng)濟運行是在保證城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)電壓等級大部分在110 kV以下的電網(wǎng)安全運行和在滿足供電量及保證供電質(zhì)量的基礎(chǔ)上充分利用電網(wǎng)現(xiàn)有的輸、配、變電設(shè)備,通過優(yōu)選變壓器及電力線路經(jīng)濟運行方式和負載經(jīng)濟調(diào)配及變壓器與供電線路運行位置的優(yōu)化組合等技術(shù)措施從而最大限度地降低變壓器及供電線路的有功損耗和無功損耗。在電力市場環(huán)境下，電力用戶對電價信息、供電的可靠性和電能質(zhì)量更為關(guān)心