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摘要:本文研究了配电网线损计算的基本算法,并比较了各种算法的优劣和适用场合,为电力企业降低线损提供了借鉴
关键词:线损;算法;
1.线损计算概念
根据国家“资源开发与节约并生,把节约放在首位”的方针政策,电力企业为降低线损率,提高电力使用效率和经济效益投入了大量的人力、财力、物力,取得了可靠的成绩。但是,目前我国的线损率和世界上发达国家相比还比较高,各省、市电力公司及所辖单位的线损率差距也不小,节点潜力比较大。
随着电力企业经营转制,不断掌握现代化管理手段,摒弃粗放管理,更好的应用的定量的、可操作的、可考核的科学管理方法,把不合理的电能损耗减少到最小,使线损率达到先进水平,这是电力企业现代化管理的核心内容之一,也是电力企业生存和发展的必要条件。电能输送到用户的过程中产生的电能损耗,可以根据输、变、配电设备的参数、负荷特性用理论计算方法求得,通常称为理论线损。理论线损计算是线损管理的基础,通过理论计算能够查明电能损耗的组成和分布情况,从而可分析找到存在的问题,以采取措施把电能损耗降低到一个比较合理的范围以内。因此,进行线损理论计算可以提高企业的生产技术和经营管理水平;加快电网建设与技术改造;加强电网无功、电压管理;合理制订线损考核指标。这不仅是搞好降损节电工作的一项基础工作,而且也是贯彻国家节点方针,实现电网安全、经济、多供、少损的重要措施。
线损是电能在传输过程中所产生的有功、无功电能和电压损失的简称(在习惯上通常称为有功电能损失)。电能从发电机输送到客户要经过各个输、变、配电元件,而这些元件都存在一定的电阻和电抗,电流通过这些元件时就会造成一定的损失;电能在电磁交换中需要一定的励磁功率也会形成损失;另外,还有设备泄露、计算设备误差和管理等因素造成的电能损失。
计算线损时一般应收集以下的资料:
1)配电网的运行接线图(电网拓扑数据);变压器、线路等的结构参数资料;配电网中各元件的遥测数据(负荷、电压等数据)。
2)不变损耗(或固定损耗,或铁损):这种损耗与负荷电流的变化无关与电压变化有关,而系统电压是相对稳定的,所以其损耗相对不变。如变压器、互感器、电动机、电能表等铁芯的电能损耗,以及高压线路的电晕损耗。绝缘子损耗等。
3)可变损耗(或铜损):这种损耗是电网中各元件中的电阻在通过电流时产生,大小与电流的平方成正比。如电力线路损耗、变压器绕组中的损耗。
4)代表日:在计算理论线损时,不是去对每一天都计算一次理论线损,而是选择电网运行方程典型、负荷接近平均日供电量的某一天来计算,这一天就成为代表日。
2.线损计算算法概述
电力网电能损耗是指在一定时段内网络各元件上的功率损耗对时间积分值的总和。从这个意义上讲,准确的线损计算比在电力系统确定的运行方式下稳态潮流计算还复杂,这是因为表征用户用电特性的负荷曲线具有很大的随机性,各元件上的损耗对时间的解析函数关系很难准确表达出来,因此只能用数理统计的方法来解决。
有些电力网由于表记不全,运行数据无法收集,或者网络的元件和节点数太多,比如10kv配电网和低压电网,运行数据和结构参数的收集整理困难,无法采用潮流计算,则要简化计算方法,以便减少人力物力而又能达到一定的准确性。
均方根电流法是线损方法的基本方法,在此基础上根据计算条件和计算资料,可以采用电流法、最大电流法、逐段分段简化法、等值电阻法等方法。下面介绍几种线损方法。
2.1平均电流法
平均电流法是利用均方根电流与平均电流的等效关系进行能耗计算的方法。因为利用平均电流计算出的电能损耗是偏小的,因此还要乘以大于1的修正系数。
2.2最大电流法
最大电流法是利用均方根电流和最大电流的等效关系进行能耗计算的方法。与平均电流法相反,用最大电流法计算出的损耗是偏大的,必须乘以小于1的修正系数。
2.3逐点分段简化法
为简化计算,逐点分段简化法需要两点假设:
(1)各负荷点的功率因数均与始端的功率因数相似相等。
(2)忽略多分支路沿线的电压变化对电能损耗的影响。
2.4等值电阻法
等值电阻法的基本思想是把复杂的配电线路利用参数化简成一个等值损耗电阻。
它有两点假设:
(1)线路总电流按每个负载点配电变压器的容量占该线路配电变压其总容量比例分配到各处出在点上
(2)每个负载点上的功率因数都近似相同。即配电线路上均方根电流可以代数相加减。
3.配电网线损计算方法分析
计算均方根电流用的电流可以取自电流表,也可以取自电度表。在计算月线损时,为了方便起见都运用预先选定的几个代表日的电流值计算确定均方根电流值。所以均方根电流法对于共用电较为平衡,日负荷曲线较为平坦的电网的理论计算是比较适合的。
由于损失因数是在对当地负荷进行取样测算,综合分析得到的数据,故此法在35KV及以上电网的理论计算中用得比较多。
等值电阻法在理论上比较完善,在方法上克服了均方根电流法多方面的缺陷,它适用于10KV配电网的电能损耗计算。因为10KV配电网节点多,分支线多,元件也多,各支路的导线型号不用,配电变压器的容量、负荷率、功率因数等参数和运行数据也不相同,要精确的计算配电网中各元件的电能损耗是比较困难的。因此,在满足实际工程计算精度的前提下,使等值电阻法计算配电网络的电能损耗具有可行性和实用性。
关键词:线损;算法;
1.线损计算概念
根据国家“资源开发与节约并生,把节约放在首位”的方针政策,电力企业为降低线损率,提高电力使用效率和经济效益投入了大量的人力、财力、物力,取得了可靠的成绩。但是,目前我国的线损率和世界上发达国家相比还比较高,各省、市电力公司及所辖单位的线损率差距也不小,节点潜力比较大。
随着电力企业经营转制,不断掌握现代化管理手段,摒弃粗放管理,更好的应用的定量的、可操作的、可考核的科学管理方法,把不合理的电能损耗减少到最小,使线损率达到先进水平,这是电力企业现代化管理的核心内容之一,也是电力企业生存和发展的必要条件。电能输送到用户的过程中产生的电能损耗,可以根据输、变、配电设备的参数、负荷特性用理论计算方法求得,通常称为理论线损。理论线损计算是线损管理的基础,通过理论计算能够查明电能损耗的组成和分布情况,从而可分析找到存在的问题,以采取措施把电能损耗降低到一个比较合理的范围以内。因此,进行线损理论计算可以提高企业的生产技术和经营管理水平;加快电网建设与技术改造;加强电网无功、电压管理;合理制订线损考核指标。这不仅是搞好降损节电工作的一项基础工作,而且也是贯彻国家节点方针,实现电网安全、经济、多供、少损的重要措施。
线损是电能在传输过程中所产生的有功、无功电能和电压损失的简称(在习惯上通常称为有功电能损失)。电能从发电机输送到客户要经过各个输、变、配电元件,而这些元件都存在一定的电阻和电抗,电流通过这些元件时就会造成一定的损失;电能在电磁交换中需要一定的励磁功率也会形成损失;另外,还有设备泄露、计算设备误差和管理等因素造成的电能损失。
计算线损时一般应收集以下的资料:
1)配电网的运行接线图(电网拓扑数据);变压器、线路等的结构参数资料;配电网中各元件的遥测数据(负荷、电压等数据)。
2)不变损耗(或固定损耗,或铁损):这种损耗与负荷电流的变化无关与电压变化有关,而系统电压是相对稳定的,所以其损耗相对不变。如变压器、互感器、电动机、电能表等铁芯的电能损耗,以及高压线路的电晕损耗。绝缘子损耗等。
3)可变损耗(或铜损):这种损耗是电网中各元件中的电阻在通过电流时产生,大小与电流的平方成正比。如电力线路损耗、变压器绕组中的损耗。
4)代表日:在计算理论线损时,不是去对每一天都计算一次理论线损,而是选择电网运行方程典型、负荷接近平均日供电量的某一天来计算,这一天就成为代表日。
2.线损计算算法概述
电力网电能损耗是指在一定时段内网络各元件上的功率损耗对时间积分值的总和。从这个意义上讲,准确的线损计算比在电力系统确定的运行方式下稳态潮流计算还复杂,这是因为表征用户用电特性的负荷曲线具有很大的随机性,各元件上的损耗对时间的解析函数关系很难准确表达出来,因此只能用数理统计的方法来解决。
有些电力网由于表记不全,运行数据无法收集,或者网络的元件和节点数太多,比如10kv配电网和低压电网,运行数据和结构参数的收集整理困难,无法采用潮流计算,则要简化计算方法,以便减少人力物力而又能达到一定的准确性。
均方根电流法是线损方法的基本方法,在此基础上根据计算条件和计算资料,可以采用电流法、最大电流法、逐段分段简化法、等值电阻法等方法。下面介绍几种线损方法。
2.1平均电流法
平均电流法是利用均方根电流与平均电流的等效关系进行能耗计算的方法。因为利用平均电流计算出的电能损耗是偏小的,因此还要乘以大于1的修正系数。
2.2最大电流法
最大电流法是利用均方根电流和最大电流的等效关系进行能耗计算的方法。与平均电流法相反,用最大电流法计算出的损耗是偏大的,必须乘以小于1的修正系数。
2.3逐点分段简化法
为简化计算,逐点分段简化法需要两点假设:
(1)各负荷点的功率因数均与始端的功率因数相似相等。
(2)忽略多分支路沿线的电压变化对电能损耗的影响。
2.4等值电阻法
等值电阻法的基本思想是把复杂的配电线路利用参数化简成一个等值损耗电阻。
它有两点假设:
(1)线路总电流按每个负载点配电变压器的容量占该线路配电变压其总容量比例分配到各处出在点上
(2)每个负载点上的功率因数都近似相同。即配电线路上均方根电流可以代数相加减。
3.配电网线损计算方法分析
计算均方根电流用的电流可以取自电流表,也可以取自电度表。在计算月线损时,为了方便起见都运用预先选定的几个代表日的电流值计算确定均方根电流值。所以均方根电流法对于共用电较为平衡,日负荷曲线较为平坦的电网的理论计算是比较适合的。
由于损失因数是在对当地负荷进行取样测算,综合分析得到的数据,故此法在35KV及以上电网的理论计算中用得比较多。
等值电阻法在理论上比较完善,在方法上克服了均方根电流法多方面的缺陷,它适用于10KV配电网的电能损耗计算。因为10KV配电网节点多,分支线多,元件也多,各支路的导线型号不用,配电变压器的容量、负荷率、功率因数等参数和运行数据也不相同,要精确的计算配电网中各元件的电能损耗是比较困难的。因此,在满足实际工程计算精度的前提下,使等值电阻法计算配电网络的电能损耗具有可行性和实用性。