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电网网损分析及优化
毕业设计
题目电网网损分析及优化
学院自动化与电气工程学院
专业电气工程及其自动化
二〇一七年三月三十一日
摘要
电力网的线损率是一项综合的经济技术指标,线损的统计、计算和分析涉及环节多、数据多、工作量大、人为因素也较多,靠手工计算己不能适应现代企业管理的要求。
本文以保证线损计算的准确性、降低网损为目标,给出了电网网损分析系统总体方案。
对网损计算基本理论从网损计算数据、影响、以及发展趋势和优缺点进行了分析。
并针对平均网损分摊法、边际网损分摊法、潮流追踪法这三种典型的网损计算方法,进行了细致的介绍、计算和分析。
对这三种方法进行比较,选出其中最优的计算方法——潮流追踪法。
提出了一系列降损措施,通过对潮流追踪法的改进从而得到降低网损的效果。
关键词:
电网,网损计算分析,降损措施
Abstract
Therateofenergylossesinthepowersystemisoneoftheimportant.Thecalculationandanalysisofenergylossesistoocomplex,becauseitalwaysinvolvedwithartificialfactorsandotherfactor.Somanualcomputationisimpossibletoadaptthemodernmanagement.
Thislinelosscalculationinordertoensuretheaccuracyandreducethenetlossasthegoal,giventheHubeiDongfengPowerLossanalysissystemprogram.Netlosscalculationofnetlossfromthecalculationofthebasictheoryofdata,impact,andtrendsandtheadvantagesanddisadvantagesareanalyzed.Andtheaveragelossallocationmethodforthemarginallossallocationmethod,thethreetypicalflowtracingmethodnetlosscalculationmethod,foradetaileddescription,calculationandanalysis.Comparethethreemethodstoselectoneofthebestmethod-FlowTracingMethod.Aseriesoflossreductionmeasuresthroughtheimprovementofthecurrenttrackingmethodtogettheeffectofreducingnetlosses.
Keywords:
power,losscalculation,reductionmeasures
第一章绪论
1.1选题背景与选题意义
随着电网建设的不断加强,省间电网乃至区域电网之间的联系不断加强,为了合理有效的利用外部资源,克服本地区资源相对劣势,最大程度上实现经济效益,各省网之间的功率交换日趋频繁,大量的转运业务随之出现。
转运就是提供输电设备,为其他的电力供、用方输送电能。
转运费计算的基础是转运成本,因此承担转运的电网必须全面、合理地确定转运成本。
转运成本指承担转运业务的输配电网在提供转运服务时所花费的成本,具体计算时主要分为输电设备的投资回报、输配电设备的折旧和网损三部分,另外还有重新安排发电计划和经济调度的费用、可靠性成本、维修费、行政管理费和税收几部分。
可见,转运所造成的网损是转运费用计算的基础之一,而转运为电网带来巨大经济效益的同时对中间提供转运服务的电网(转供网)的网损的影响也是很大的。
由于输送电力在输电线路中产生的损耗大约占总发电量的4%,不同的计算和分摊方法会造成不同电网用户间分摊比例的很大的差异,因此如何进行公平合理的分摊成为转运费用的计算依据,事关各市场主体的经济利益,也是电力市场良性发展的关键问题之一。
传统中的电力企业通常用统一的方式来考虑系统损耗,将系统损耗按一定比例分配给系统成员,或者将其计入电价统一回收,而并不规范地考虑网损的归属问题,对转运的收费比较模糊。
例如某省网按照如下公式计算转供330KV线路网损率:
(1.1)
其中,Lossrate是转供330KV线路网损率,Pin和Pout分别是上网电量和下网电量。
网损率与用电量的乘积即作为转运双方应承担的网损。
这种方法采用同一网损率近似分摊电能损耗,理论依据不充分,由于各节点在电网中所处的位置不同,网损率会有很大差异,因此它体现不出电网的具体结构,无法满足市场的要求。
因此规范严格地对过网网损进行合理分摊非常有必要。
针对网损的合理分摊这一问题,目前所提出的方法已有很多种,例如平均网损分摊法、边际网损系数法、短期边际成本法、潮流追踪法和潮流增量法等,研究内容非常丰富,但是由于各种方法的理论基础和分摊结果不同,各自有其优缺点,因此方法的研究仍然存在很大争议。
而潮流追踪法由于其思路清晰,形象直观,十分符合人的常规思维,因此一经提出便得到广泛关注,其对于损耗机理细致的剖析以及丰富的市场信号等特点也对电力系统领域产生了巨大反响。
但是这种方法在实际电网的应用上仍然存在一些问题。
为此,研究各种分摊方法,得出不同市场模式下比较适用的方法,并探求其在电网中的实际应用性具有非常重要的意义。
这也是本论文试图做出努力的方面,并试图为网损分摊这一问题的争议提供一个参考。
1.2国内外现状
对于线损计算,国外现在研究的重点是对线损的分析和降损措施与方法的研究,如以降损为目标的网络重构、无功优化、补偿电容投放位置的确定等问题,其中涉及到的线损计算问题大都转化为功率损耗问题,以潮流方法来求解。
随着电力场研究与实践的不断深化,网损分摊成为了研究的热点,对基础性的网损计算问题,多是用潮流理论来进行分析。
近年来提出的一些新方法,主要有模糊理论逼近法、人工神经元法、负荷统计学方面的聚类法等,都是将别的学科的一些新方法引入到线损计算,虽然在线损计算方法上有所创新,但是这些方法并不是很适合于实际系统的线损计算,它们大都停留在理论研究阶段,没见到推广应用的先例。
国内电网线损理论计算按《电力网电能损耗计算导则》的规定,针对电网的不同特点,对35kv以上输电网和10kv-6kv配电网分别采用不同的计算方法。
总体说:
输电网线损计算,有比较完善的制度要求;配电网基本上没有专门的线损计算工具,甚至以手算为主。
因为缺少负荷数据,配电网的线损计算主要是采用各种简化、近似的计算方法。
这些方法包括:
均方根电流法、平均电流法、最大电流法、最大负荷损失小时法、分散系数法等。
近年来出现的理论线损计算方面的新方法有:
各种回归分析法、图论方法、动态潮流法(包括各种差值、拟合法)等;以及一些不同于传统思想的新方法的引入,如遗传算法、人工神经网络算法,分群算法等。
图论方法通过对电网的等效,将有损网转化为无损网,只用于特定的场合,未见推广使用。
人工神经网络方法、分群算法、遗传算法等,虽然提供了一种全新的思想,在一定程度上有所进步,但效果不是很明显,并且需要更为庞大的数据样本,所以现在只是处于理论研究阶段,还没有见到成功应用于实际的先例。
从实际应用来看,功能上的改进也是近年来线损计算与管理软件追求的目标之一。
从以前的DOS版程序到现在的windows版程序,从简单的线损计算到线损计算管理系统,从单一的线损管理系统到作为DMS和EMS(能量管理系统)的一个组成部分的高级应用软件,从单机程序到网络数据交换,从离线计算到结合数据库系统的在线计算,从交互式文本数据方式到可视化数据图形一体化管理方式,与前几年相比有了飞越性的发展。
这些主要得益于计算机技术、网络技术和电网监控自动化的高速发展。
它代表了今后发展的方向。
1.3网损计算及降损措施研究的意义
电网形成较早,由于历史原因,电网布局不是十分合理,随着城乡电网及农业电网改造工程的不断深入,电网结构正趋于合理。
在这种情况下,对电网进行网损的分析和计算具有重要意义,能及时发现影响电网经济运行的问题,为十堰的城、农网改造指出方向,进一步摸清电网线损构成和电压无功状况,优化无功潮流,提出降低网损的措施,实现无功功率分层分区平衡,确保电网的安全经济运行。
本次网损计算和经济分析利用线损理论计算和分析,对电网正常运行方式进行分析计算,分析线损构成和全网无功电压情况,提出存在的问题和应采取的措施,为降低网损措施提供理论依据。
1.4所作工作
本文以保证线损计算的准确性、降低网损为目标,对电网系统进行了分析,提出了网损的计算分析及优化措施。
具体如下:
(1)对网损计算基本理论从网损计算数据、影响、以及发展趋势和优缺点进行分析和解释。
(2)主要提出了三种典型的网损计算方法:
平均网损分摊法、边际网损分摊法、潮流追踪法,并进行了细致的介绍、计算和分析。
(3)对上述的三种算法进行比较,选出其中最优的计算方法——潮流追踪法。
(4)提出了一系列降损措施,通过对潮流追踪法的改进从而得到降低网损的作用。
第二章网损计算基本理论分析
线损是指电能在供电过程中的电量损失,线损电量包括电厂主变压器一次测送出电能,经输电、变电、配电直至客户电表上的全部电能损失。
电力网的损耗率是电力系统运行中的一项重要经济指标,同时也是衡量供电企业管理水平的一项重要标志。
在此,先讨论各种网损计算分析方法相关的共同问题。
2.1线损分析的主要内容
根据理论线损计算和实际线损计算提供的数据资料,查阅相关的运行记录,营业帐目和技术档案材料等,重点地去实地进行检查对照,而后进行全面、具体的对比分析。
主要内容如下
(1)实际线损与理论线损的对比。
多数情况是实际线损率接近或略高于理论线损率;当实际线损率远大于理论线损率,则说明管理线损过大;即由于“偷、漏、差、误”四方面原因造成的不明损失过大。
(2)固定损耗与可变损耗所占比重的对比。
经济合理情况是两者基本相等:
当前者大于后者时,则说明该线路和设备处在轻负荷运行状态(此种情况对农电线路较为突出)。
结果是造成实际线损率和理论线损率都较高而未达到经济合理值。
(3)可变损耗与固定损耗所占比重的对比。
当可变线损大于固定线损时,则说明该线路和设备处在超负荷运行状态(此种情况对工业线路或在用电高峰季节较为突出)。
其结果也是造成实际线损率和理论线损率都较高而未达到经济合理值。
(4)线路导线线损与变压器铜损的对比。
一般线路导线上的损耗与配电变压器铜损之和占1Okv配电网总损耗的50%为经济合理。
其中,当线路上的配电变压器的综合实际负载率达到或接近综合经济负载率时,造成变压器的铜损及其所占比重为经济合理,那么,与导线线损之和的50%所余部分,即为合理的线路导线线损。
显然,线路导线线损与变压器铜损分别各为多少、各占多大比重较为合理,一般没有一个固定的数值,是由具体电网的结构与运行两参数所决定的。
(5)此外还要进行线路在不同用电季节的线损率的对比,企业线损率的实际值与考核指标(计划线损率)的对比,本年、季度线损率的实际值与上年同期线损率的实际值的对比,不同供电区线路线损率的对比,不同用电负荷线路线损率的对比等等。
2.2电力系统网损计算的范围
网损是特指110kv及以上电压等级的电网产生的电能损耗,是整个电网
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