配电网的网损计算与降损措施分析Word下载.docx
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1 传统的配电网网损计算分析
1.1 均方根电流法
均方根电流法原理简单,易掌握,对局部电网
和个别元件电能损耗的计算或线路出口处仅装设电
流表时是相当有效的。
尤其是在0.4~10kV配电
网的电能损耗计算中,该法易于推广和普及。
但缺点
是负荷测录工作量庞大,需24h监测,准确率差,计
算精度不高,且由于当前我国电力系统运行管理水
平所限,缺乏用户用电信息的自动反馈手段,给计算
带来困难,所以该法适用范围较窄。
1.2 节点等值功率法
节点等值功率法方法简单,适用范围广,对于
运行电网进行网损的理论分析时,所依据的运行数
据来自计费用的电能表,即使不知道具体的负荷曲
线形状,也能对计算结果的最大可能误差作出估计,
并且电能表本身的准确级别比电流表要高,又有严
格的定期校验制度,因此发电及负荷24h的电量和
其他的运行参数等原始数据比较准确,且容易获取。
这种方法使收集和整理原始资料的工作大为简化。
在本质上,这种方法是将电能损耗的计算问题转化
为功率损耗的计算问题,或者说是转化为潮流计算
问题,这种方法相对比较准确,而又容易实现。
因
而在负荷功率变化不大的场合下可用于任意网络线
损的计算,并得到较为满意的结果。
缺点是该法实
际计算过程费时费力,且计算结果精度低。
因为该
法只是通过将实际连续变化的节点功率曲线当作阶
梯性变化的功率曲线处理或查负荷曲线形状系数的
方式获取节点等效功率,近似地考虑系统状态的时
变性,这样计算出来的等效功率会与实际情况有一
定误差。
另外,当各节点功率取等效功率时,得到
的系统潮流分布并不一定就是该段时间内的等效分
布。
且运行数据多为人工抄表所得,无法保证数据
的同时性。
1.3 等值电阻法
等值电阻法是将整个配电网的线损看成由2个
部分组成,其中一部分是对应变压器铁芯产生的不
变损耗,另一部分是对应线路和变压器绕组产生的
可变损耗。
前者在负荷变化的过程中可以近似地认
为不变,而后者则随着负荷的变化而变化。
为了简
化计算,对于随负荷而变化的这一部分线损用供电
首端电流作用下的2个等值电阻代替,其中1个是
对应导线损耗的等值电阻,另1个是对应全部公用__
配电变压器绕组损耗的等值电阻。
这种方法将配电网的可变损耗等价为2个等值
电阻上的损耗,避开了配电网结构上的复杂性,而
且该法还根据实际电网中负载的变化情况对这2个
电阻进行修正,因而精度较高。
同时该法只需要配
电网首端的运行记录,使收集和整理原始资料的工
作也大为简化。
主要缺点是在计算带补偿电容器的
线路时会出现较大误差,其原因是没有考虑无功补
偿网络的无功潮流变化。
总之,这些传统的方法有它们各自的优点,但
同时也存在着或多或少的不足,其中普遍存在的不
足有:
a.在计算配电线路首端负荷曲线形状系数时,
未直接采用代表日实际负荷曲线的形状系数,而是
依据其负荷率和最小负荷率以相近的典型负荷持续
曲线的形状系数来取代,这虽然可减少计算工作量,
但却影响了计算的精确度。
另外也未考虑根据精度
较高的电量记录对精度较低的电流记录进行修正。
b.当配电网中存在小电源时,只考虑了各电源点平
均电流的叠加,而没有考虑时变性负荷曲线的叠加
对线损特别是对功率平衡点附近支路损耗的影响。
c.在计算配变铜损时,采用的负荷电流是分配到配
电变高压侧的一次电流,没有计及配变的空载电流
(或空载损耗)对配变铜损的影响。
d.没有考虑配
电网的三相不平衡问题。
e.以整条馈线为单位进行
计算,所采用的数据仅是馈线首端的实测数据,一
般假设网络中各节点的负荷曲线形状,功率因素均
与首端相同,忽略了沿线的电压损失对能耗的影响。
f.没有考虑配电系统运行中的不确定性因素的影响
(如系统负荷随着时间变化,由于配电网的节点数目
众多,因投资等方面的原因,不可能采集到各个负
荷点的数据),这些近似的方法导致线损结果的准确
性很难把握,计算精度较低。
2 配电网网损计算方法的改进
线损计算可以根据不同的计算目的和不同的准
确度要求而采用不同的算法。
采用最大电流法求线
损很适合于电力网的规划设计。
规划设计时所采用
的计算负荷和其他技术数据都是用近似的方法确定
的,原始数据本身就有相当大的误差,从而导致计
算结果产生误差。
而电网的规划设计是通过综合分
析大量的重要因素来选择最合理、最经济的方案,在
众多的因素中线损不是最重要的。
为此要充分利用
现场能够采集到的原始数据,以提高在电网规划设
计过程中线损计算的精确度。
因此,提出采用最大
电流法与新的数据处理方式相结合的线损计算方
案。
2.1 损失因数
损失因数F等于线损计算时段(日、月、季、年)
内的平均功率损失$Pav与最大负荷功率损失$Pmax
之比:
F=
$Pav
$Pmax
=
时段T内电流平方的平均值I2
rms
时段T内最大电流的平方值I2m
ax
时段T内的电能损耗值为:
$A=$PavT=$PmaxFT
$A=3I2m
axRFT×
10-3=
(P2m
ax+Q2m
ax)
V2m
×
RFT×
10-3
采用最大电流法计算线损的关键之处不是如何
获取最大电流,而是如何求取损失因数。
影响损失因数大小的因素主要有:
电力系统的
结构、损耗类型、负荷分布、负荷曲线形状等,其中负
荷率对损失因数的影响最大。
2.2 持续负荷曲线及负荷率
依时序记录变化的负荷,可得到负荷曲线。
在
时段T内,不按时序而按负荷大小及其持续时间排
列的派生曲线称为持续负荷曲线,如图1所示。
经
分析可知,持续负荷曲线与负荷曲线之间存在着电
能与电能损耗的双重等效性,在线损计算分析过程
中,持续负荷曲线是主要的分析对象,所得的结论
适用于对应的负荷曲线。
负荷率f是测计时段内的平均负荷与最大负荷
之比,它反映了电力系统设备的平均利用情况,也
是考核电力系统运行状态的重要指标。
最小负荷率
B是测计时段内最小负荷与最大负荷之比。
图1持续负荷曲线
I
t
T1T2T3
I1
I2
I3
f=
Iav
Imax
B=
Imin
对于配电网,损失因数的经验计算公式为F=
0.3f+0.7f2或F=0.2f+0.8f2。
事实上,负荷
率f并不能完全代表负荷曲线的形状,在相同的f
值下,B值往往不同,则F的值也将不同,这就要求
导出F与f及B的函数关系。
3 由持续负荷曲线求损失因数F
对于持续负荷曲线,不同的负荷电流与对应的
持续时间之间存在的关系可用概率的大小来表示。
将横轴时间变量与计算时段T(基值)相比,纵轴电
流变量与电流最大值Imax(基值)相比,可得到用标
幺值表示的持续负荷曲线,它反映了电流随机变量
的概率规律。
随机变量的二阶原点矩等于其数学期望的平方
加上随机变量的方差,方差DI为:
DI=I2
rms-I2
av
当负荷电流这个随机变量按Bata概率分布函
数变化时,其方差Di为:
DI=
(Imax-Iav)õ
(Iav-Imin)2
Imax+Iav-2Imin
由以上推导可得:
I2m
=f2+
(1-f)õ
(f-B)2
1+f-2B=f-f(1-f)õ
(f-B2)
1+f-2B
此外,也可以采用直接积分法计算损耗因数F。
4 配电网经济运行面临的新问题
随着电力市场的深入发展,配电市场也将逐步
形成,从而给配电网经济运行也带来了许多新问题。
配电网运行的重要任务之一是运行的经济性,要求
采取先进的技术和科学的管理手段,使组成配电网
的各电气元件在运行中消耗的电能(即线损)降至最
低。
为保证国民经济高速稳定发展,寻求一条不用
投资就能节电的途径具有重大意义,配电网经济运
行就是不用投资就取得明显节电效果的一项内涵节
电技术。
配电网经济运行是在保证城网、农网、企业网电
压等级大部分在110kV以下的电网安全运行和在
满足供电量及保证供电质量的基础上,充分利用电
网现有的输、配、变电设备,通过优选变压器及电力
线路经济运行方式和负载经济调配及变压器与供电
线路运行位置的优化组合等技术措施,从而最大限
度地降低变压器及供电线路的有功损耗和无功损
耗。
在电力市场环境下,电力用户对电价信息、供电
的可靠性和电能质量更为关心。
因此,随着现代工业
的发展,家用电器的普及以及用户对电压质量要求
的日益提高,电压质量已不能只局限于传统的电压
偏差管理,在电压管理内容中,增加电压闪变、电压
不平衡、谐波电压的危害与管理等新内容是必需的。
参 考 文 献
1 王刚军,王承民,李丫恒,等.基于实测数据的配网理论网损计算
方法〔J〕.电网技术,2002,26(12).
2 张伏生.电网线损理论计算与分析系统〔J〕.电力系统自动化学
报,2002,(4).
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- 配电网 计算 措施 分析