【电力系统网损计算研究8900字（论文）】

III电力系统网损计算与分析目录TOC\o"1-3"\h\u39121.引言 1100822.配电网线损分类及其计算 1223422.1管理线路损失 1207192.2技术线路损失 1128372.3配电网理论线损计算特点 195672.4算配电电网理论线损的步骤 2171043.10kV配电网线损影响因素分析 346263.110kV配电网络设计不合理 3181103.2无功功率 3137773.3验电质量因素 392144.传统的主要的配电网理论线损计算方法 4161844.1均方根电流法 4134354.2平均电流法 4223564.3最大电流法 483364.4等值电阻法 5170134.5潮流法 5274374.6最大负荷损耗小时法 6287344.7模型法统计 692334.810kV配电网线损研究方法的选择 6157325.10kv配电线路等值电阻法研究 763765.1等值电阻法的损耗计算方法 7320375.2等值电阻法评价 10256816.10kV配电网络降措施 10194786.1加强计量管理 11292056.2基本信息工作中的减少损害措施 1122096.3提高线损管理的自动化程度 112582参考文献： 111.引言近几年我国仍然是以火力发电为主，火力发电需要依靠传统化石能源燃烧产热从而将热能转化为机械能再转化为电能。在这过程中，不可避免会产生对环境污染和对环境有害的气体，对人类的生存是不利的。而新一代能源大都是清洁能源，可以使能源产生的形式多样化，从而改善能源结构并使能源结构不断清洁。世界各国都非常重视如何能够节约能源的问题，尤其是在电能方面。随着我国电力事业的不断发展，发电越来越被重视，但电力系统的网损优化问题却亟待解决。电力系统网损是综合经济技术的指标之一。通过精准，有效的地计算电网的线路损耗，能够更有利于相关部门探讨线路损耗的构成，制定降低能耗，内部挖掘潜力，从而提高经济效益。2.配电网线损分类及其计算2.1管理线路损失管理线损的原因主要包括：漏电，窃电现象；配网10kV日常维护及运行中出现的问题；电能计量装置误差及误差不在合理范围内；输电线路安装不规范等。2.2技术线路损失技术方面的电能损失主要可以分为两个方面，即由固定测量产生的电能损失和非固定测量产生的电能损失。在10kV电力线路里，固定测量损耗包括全部电力设备在电能上的损失。变压器铜损以及铁损，线路在传输过程中产生的功率损失以及其空载电能损耗和有联系的无功补偿设备的损耗。非固定测量损耗通常包括由变压器线圈的电阻的通过电流时产生的电能损失和输电线路中电阻产生热量造成的消耗。固定测量损耗的特征为线损的容量是电力设备能够接受的电压值来确定的，而非固定测量损耗的特征为线损的容量大小与电力设备流经的电流绝对值在数学上是平方正相关的关系。2.3配电网理论线损计算特点配电网理论线损计算的定义是根据配电网结构参数和运行数据对配电线路进行理论上线路损耗计算，因此它的研究对象是具有基本固定网络结构和实时负荷变化的配电网。因此，其特征如下：（1）条件性在传统的配电线路中，由于配电网结构复杂，各节点没有监测设备，所以在进行理论上的计算时，必须对已知的某些条件进行规定和化简，在假定特定条件成立上，确定计算模型。因为使用了假定的条件信息，所以得到的最终值与实际值相比有较大的差异，精确值有时比实际大，有时则会变小。然而这假定条件是有意义的，它不是没有依据的假设，而是基于一定的科学理论，是必要的。（2）方案多因为配电线路理论线路损耗中，我们在收集数据的过程中存在着很多相似性，假定的条件不同，计算方式也有所不同。所以在我们进行线路损耗的计算时，可以了解配电线路的结构特征，负载状态，参数条件等，在对同一个线路可以采用不一样的方案和不一样的模型。（3）不准确因为配电线路构成复杂程度高，电荷能量性质种类较多，负荷能量的实时变化以及外部条件具有很强的不确定性，配电线路理论线路损耗的计算是不可能完整、精确无误的。不管采取何种计算方式或数学模型，理论上的运行情况都尽量靠近实际值，得到的最终结果也尽量精准。2.4算配电电网理论线损的步骤（1）明确内容和要求计算配电网理论线损时，我们必须知道在理论线路损耗计算中，配电网络，分线，分区，分压，了解配电网线损计算范围及计算要求。1）收集和分析操作参数配电网络理论上线路损耗计算的主要要求是收集数据信息以及计算线路损耗的大部分数据。对于配电网接线图尽量收集结构参数，运转状态参数等。需要对采集的电力数据进行处理研究，并且详细选择应用数据，提高其准确性。配电网信息的准确性和完整性是与理论线损计算相关的主要因素，所以对采集到的输电线路的数据，例如配电网运转状态，电路各个部位的参数，主要部位接线情况等展开对比阐释。在单线接线图结构这一方面，需要区别它的结构类型，还要确定单线接线图里变压器各个部位的的参数数值，导线的信息是否准确无误。如无特别的状况，配电网在总体上结构不会发生变化。如果由于变换的变化等因素，应在推导过程中进行额外的修改，使其与实际情况一致。每月记载运行数据，例如运行的时间，售电量等有效的数值，找到并且识别出异常数据并判断其合理性。2）选取计算模型我们可以依据分布式线路网络的具体结构，负载消耗功率的特性的不同选取不一样的数学模型。线路损耗计算中最主要的一点是选取合适的计算方式。选取不一样的运算方式、等值模型和假设能够导致不同的结果和不同的精度。在但当前，在现实配电网络中能够采取经常使用的计算方式，比如均方根电流法、平均电流法、最大电流法和等值电阻法来得到配电网理论线路损失。在不同的情况下，我们需要根据不一样的实际状况来采取相应的计算方式。（2）理论线损计算由于科技领域的不断发展，线路损耗计算方式在每个方向都有很大的进展，也产生了新的线路损耗计算方式和新的数学模型，模型的建立需要应用到计算机等设备，对计算机的要求越高。选择配电网模型展开线路损耗的计算，能够根据现有的信息以及数值得到准确的计算以及更高的精确程度，从而达到供电相关机构的需要。（3）分析结果根据计算所得到的结果，在实际情况下，线损可能与结果不相同。由于数据在计算过程中的不完全性，假定的条件等原因对于模型的精确度必然有一些误差，因此结果需要进一步分析和评价结果的可信度，以确定计算结果的准确性。3.10kV配电网线损影响因素分析3.110kV配电网络设计不合理因为配电网络在某段线路上的设计和整体布局的搭建上有不合适的地方，供电线路距离过长，线路阻抗随之增大，线路损耗呈指数增长。此外，电路中通电导线的横截面积以及变压器内部的容量过于小，10kV的输配电网上的不均匀分布等也能够导致配电网络电能的损失变大。如果配电网设计规划不合理，往往导致单辐射供电网与其他输配电分支的连接，电能传输线路太长，负荷供电的能力水平低下，从而使线路中电能的损失增大，供电的质量降低。3.2无功功率如果配电网络中无功功率的大小发生非常大的变动，将对线路中的电压产生很大的影响，波动电压会使电网中的固定测量产生损耗以及非固定测量产生损耗发生改变。假设在电路网络中不能对无功功率进行有用的补偿，就会导致无功不能满足需要，最终导致输配电网电压波动，增加线路损耗。3.3验电质量因素拿窃电来说明，由于社会的科学水平不断的进步，如今大部分窃电者会运用高水平的技术逃脱电能表的计数，从而以违反法律的形式侵占盗取电能，这样做不但会增大线损率的统计值。也能够对相关的电力企业造成很大的危害。如今，偷电的方式越来越隐蔽，手段越来越精良。由于窃电，10kV的配电系统经常会发生停电以及跳闸等现象，给配电线路的安全性和稳定性造成了很大的影响。4.传统的主要的配电网理论线损计算方法4.1均方根电流法均方根电流法是基本的计算方法。均方根电流法的物理概念是，流过线路的电流产生的功率损耗相当于实际负载同时产生的功率损耗。均方根电流法广泛应用于供电平衡和电网负载的峰谷差值小的情况。但是在现实生活的使用之中也有很多的限制。例如所选代表日之中的线损率的值与月度，季度，年度线损率的要求不同；如果需要计算支线和干线的均方根电流，只会采用代数加减负的方法，考虑不到负荷曲线的形态以及不相同的负荷功率因数的区别。均方电流法的最大优势是：计算方式简便，可以根据每天的负荷的电流或者有功功率，无功功率，电压，配变额定容量，参数等数据计算均方电流值，便于使用电脑进行计算。缺点是不一样的代表日选择会有不一样的结果，计算得到的结果和实际值相比存在很大的差异。因此，通过对均方根电流的进一步改进，形成了容量共享均方根电流法和功率共享均方根电流法两种方法。如果配网表装置配备齐全，每台配变均可计量用电量。适用于采用第二种方法根据配电变压器的实际功耗分配均方根电流。这避免了均方根电流根据额定容量分配的第一种情况。4.2平均电流法平均电流法也能够被称之为形状系数法，是一种由上述电流法和平均电流在数学上的的等效联系，在均方根电流法的基础上形成的损耗计算方式。平均电流法的优点是在现实生活中可以获取准确的电量，在参数的获取上更加的方便，得出的数据相对来说比较正确，精确度很高。缺点是形状系数不易确定，没有测量记录的配电变压器计算误差较大。4.3最大电流法我们在生活中也可以把最大电流法叫做为损耗因子法，这种方法是由均方根电流法导出的功率损耗计算方法。其中应用了均方根电流与最大电流值在数学上的等效关系。它的物理概念为，流过线路的最大电流同时产生与实际负载相同的功率损耗。最大电流法的优势是需求的数据量较少，只要有最大日电流以及损耗因数的数据就可以计算功率损耗，便于计算机编程计算。这种方法的缺点也比较明显缺点：损耗因数的获取比较困难，负荷曲线也不是完全相同的，配电线路的构成以及负荷特征不一样，得到的损耗因数也不同，这种状况下一般不能够使用。所以，当采用这种方法时，需要依据现实的状况算取损耗因数，计算精度低。4.4等值电阻法等值电阻法也是以均方根电流法作为它的基本运算。等值电阻法的物理概念为，在配电网络的源头，假设一个等值线电阻，线路出口总电流产生的电能损耗等于配电网络每一段中，分段的电流流经分段的电力器件电阻在电能上的消耗之和。等值电阻法在理论上来说是相对完整的的，与均方根电流法相比。它解决了很多均方根电流法解决不了的问题。在不采集运行数据的情况下，通过计算机编程容易计算功率损耗，只和电力变压器的额定容量和分段线电阻有关。它的缺点为：必须假定条件，这对结果的精准程度会有较大的影响。本文之后对此方法进行了深度的探究，在此不多赘述。4.5潮流法潮流法是传统线路损耗计算方法中精度最高的方式。配电线路潮流法的基础单元为馈线，推导配电线路的状态变量，即馈线上每一条母线上的有功值或者电压值是其最基础的。常规潮流方法包括损耗加法，方法，等效节点功率法，迭代法，PQ分解法，正向法等。随着电网结构的复杂性，电路节点的量非常大，采集全部的数据是非常困难的，所以传统的线损计算的方法已经不适合现在的状况了，需要对现有的方法进行改良，需要探索出一种新的潮流计算方式。改良后的潮流计算方式采用前推回代法，基于间隔算法的三相潮流计算法，改进迭代法以及匹配潮流法等等。新的计算方法需要进一步的研究和逐步的实际应用。由于牛顿一拉夫逊潮流算法几乎在所有配电线路中都着很好区间收敛性，所以，从理论上讲，该方法的精确程度相对较高。潮流法是已知电路中的功率大小，然后推算出电流以及电压，因此，如果知道配电线和变压器的损耗，以及电力变压器的空载时的能量损失，可以得到整个配电网的功率损耗。其中的某个时间段的功率损失计算可归因于每日能量损失计算。一天内线路电量损失的计算方式包含两个类型：（1）功率法，依凭每个小时发电机产生的电压的数值、电流通过负载时产生的有功以及无功的数值、网络顶部结构和电路器件的参数对潮流进行计算，得到每一个节点处的电压值，进而计算各个支路上产生的电能损失。增加分支所产生的损失相加就是整个网络的损失。在24小时内的损失之和即是一天的线路电能损失。（2）电量法，因为电能表的精确程度与功率表相比精准的多，所以如果可以用电量进行计算的话，获得结果的准确程度就会有很大的提高。它的基础思想是，把每天24小时中配电网络节点处的负荷依据对应的总功率转换成负荷以及分配的系数，然后把具有代表性的天数的产生的电量和对应的负载和分配系数相乘，得到24个小时里每一处节点上负载通过电流后产生的有功和无功，用潮流法对这些数据进行运算。其它的计算过程与功率法基本一致。在实际应用中，如果可以采集到一个月内详细的数据，则把一个月分为31×24=744个分开的时间段落，每一段再使用潮流方法运算一次，即选取得代表是整个月份，可以称之为一个完全的潮流计算方式。假如一个月内数据采集的不够充足，可使用具有代表日的潮流计算方式。潮流法的优势是为拥有较高的精确度，缺陷是必须采集到大量的足够多的数据，如果网络有太多的组件和节点，或者表格不完整，都会对运算结果造成较大的影响。4.6最大负荷损耗小时法这种线路损耗计算的的物理概念为，在一个计算周期T中，最大负载电流的功率耗损与时间T内负载电能的损耗相同。该算法可以综合考量配电线路设计中的很多主要因素，从而挑选出最适合，最具有经济性的方法。线损并不是它考虑的主要因素。因此，其缺陷是精度不高。4.7模型法统计统计模型法又称回归分析。该方式是取线损值中有代表性的那一部分和特征参数当做回归分析的案例，并在数学上建立方程。此方法可以在不计算线路损耗的情况下，如果电网的构成和运转过程中参数产生了改变，就可以快速计算线路损耗。这样可以尽量少用原始数据，达到一定的线损计算精度，并且回归方程可以清楚地指出损失减少的方向。4.810kV配电网线损研究方法的选择线路损耗计算的方式分为很多不同的类别，如平均电流法、等效电阻法和潮流算法等等。由于10kV配电台区多条支线的影响及配电变压器二次侧负荷波动，理论线路损耗值难以准确计算，其中潮流算法计算过程复杂，难以获得准确数据。一般不会考虑采用。等值电阻法的基础是均方根电流法，可以应用于损耗的计算，并且在运算过程中可以弥补许多方面的不足。因此本文将着重介绍等值电阻法在10kV配电网线损计算上的应用。因此，在10kV电压等级的计算中计算，往往采用等值电阻法。这种方法由于其准确度高，合适而且便利，在相关的电力企业中得到了广泛的运用。因为10kV配电线路上的分支以及节点较多，所以他们的参数都具有相当高的复杂程度。我们并不能获取得所有的参数，而且采集到的数据也未必是准确无误的，所以为了让线路中的精确程度达到我们想要的要求，本文在传统的等值电阻法进行了改良，从而获得了一种新的改良方法，使其能够更有效的应用在10kV配电网络之中。5.10kv配电线路等值电阻法研究5.1等值电阻法的损耗计算方法假定所有线路中均方根电流流经电网中线路导线最前端的等效电组Rel时在电能上的损耗或者总均方根功率Pzij，Qzij在一定的某段时间里的电能损失与T期内各个导线上的均方根Iijf或者均方根Pzij，Qzij在T期间电能的损耗大致相同一个10kV线路在一天内消耗的电能可以用以下公式来表示：（5-1）其中：A是电能传输线路中电能的损耗，T是计算选定的代表性日所需的时间周期，取24，Iijf是计算第i节传输电路在T时间里流经电路导线的电流的均方根值，Ri是第i段的电阻，Rel是等效电阻，Izif是在线路的首端选择的所需时间段内流经线路总电流的均平方根。公式也可以如下：（5-2）其中：ΔA是线路功率损耗，T是选定计算需要的时间，取24，Pijf是计算第i节线路上选定的代表日T期间产生的的均方根有功功率，Ui是导体母线上电压的平均值，Qijf是计算第i节线路所选定代表日期间产生的的均方根无功功率，Qzij是导线起点处的总均方无功功率，Ri是所选i线上电阻值，Ui是与Pijf，Qijf对应的电压，n是网格导线数量的总和，Pzij计算第i节线路所选定代表日期间起点产生的总均方根有功功率，Rel是传输线的等效电阻。如果配电网络起点处的等效电阻Rel流经线路的末端产生的总均方根电流为Izif或总均方根功率Pzij，Qzij在T期内产生的功率损耗等于每一个段落的Pzij，Qzij为时间T里产生的功率失耗之和，则公式可写成如下式（5-3）其中：ΔA是线路中产生的功率损失，T是计算选定的代表性日所需的时间周期，取24，Iijf是计算第i节线路处所选代表日时间周期T里电流在传输过程中产生的均方根值，Ri第i段电阻，n是选定输电线路上的段数；Rel是等效电阻，在线路的第一端选择的所需时间段内，Izif是总电流在T内的均方根。公式也可以写如下：（5-4）其中：ΔA是输电线路功率损耗，T是计算选定的代表日用到的的时间，取24，Pijf是计算第i节配电线路上T期间产生的均方根有功功率，Qijf是计算第i节配电线路上T期间产生的均方根无功功率，Ui是与Pijf、Qijf日对应的电压，n是网络中导线的总数，Pzij是时间周期内线路起点总平均根的有功功率，T是选定的代表性日，Rel是传输线路的等效电阻，Ri是选定的i线上的电阻值，U是母线平均电压。依据上述公式，线路的等值电阻的计算公式如下：（5-5）其中：ΔA是输电线路功率损耗，T是计算选定的代性日的时间，取24，，Pijf是计算第i节配电线路在T期间里产生的均方根有功功率，Qijf是计算第i节配电线路在T期间里产生的均方根无功功率，Ui是与Pijf、Qijf日对应的电压，n是网格导体的总数，Pzij表示时间周期内线路起点总平均根的有功功率，T表示选定的代表性日计算，Rel是传输线的等效电阻，Ri是选定的i线上电阻值，U是母线电压的平均值。依据上式计算计算线路中的等效电阻，需要知道配电线路的参数，用来求线路节点和出口的运行参数。假设：（1）忽视在电路网络的节点处的电压差值。（2）负荷点的负荷系数和功率因数完全相同。（3）负荷的分布和变压器的额定容量在数学上成比例关系，每一个节点的负荷率大致一样。公式可以改正为：（5-6）Ki是第i段线路的负荷系数，Ri是i段电阻，Rel是配电网络中的的等效电阻，SNi是线路经过变压器额定容量的总和。负荷系数的计算方法为：（5-7）公式里，SNi是i节电路网络中额定变压器的总共容量，k是导体的负载系数，Sijf是i段导体在电流通过变压器后的日平均平方根。Iijf是在第i节线路在选取日里通过变压器的日均方根电流，INi是i段流经变压器的额定电流的总值。通过了解变压器短路时的能量损耗能够得出变压器的等效电阻。式为：（5-8）公式里，Ret是变压器电力器件的等效电阻，ΔPki是第i个变压器在短路时产生的额定功率损失，UN是变压器额定状态下的电压值，SN∑为该线路所有变压器的额定容量的总和，m是配电线路里的变压器数量的总和。配电线路中总等值电阻可以用以下式子进行计算：（5-9）Req是这一段电路网络中的总等效电阻，Rel是输电线路的等效电阻。Ret是电网中所有的电力变压器的等效电阻。配电网络线路中的电能损失可以用下式计算：（5-10）其中：ΔA是配电网络中电量的损耗，T是选则代表日一天的时间，一般取24，m是变压器数量的总和，ΔP0i是第i个变压器在空载时产生的电量损失，AQ是每日产生的无功电量，AP是每日产生的有功电量，Upj是每日电压的平均值，Req是配电线路中的总等值电阻的数值，k是配电网络中负荷曲线系数。全月功率损耗及线损率：（5-11）其中：ΔAy表示月功率损失，Req是电网中的总等效电阻，ΔP0.i是第i个变压器在空载时产生的电量损失，m是变压器数量的总和，T是时间周期，一般情况取24，Upj是每日电压的平均值，K配电网络中负荷曲线系数，AP是日有功电量，Apy是月有功电量，AQ是日无功电量，D是每月运行的天数。（5-12）ΔAy是月能量损失，Apy是月有功电量，ΔA%是每月的线损率。5.2等值电阻法评价算得配电线路中导线以及变压器的等效电阻是等值电阻法的首要步骤。在实际运算过程中，我们需要采集到各个部位在额定状态条件下的主要从参数，包含导线，变压器以及网络中的分线的参数等等。在实际运行中，由于各个部分的参数都不相同，在实际计算中用这些数据获得理论线损值和实际运行中的线路运转状态是不一致的。结果误差较大，这就是它的主要缺点。在<电力损耗计算指南>中明确指出，根据单负荷电路网络的运算方式（不包括仪表），可以向下推配电线路和变压器的等值电阻的有效公式。当前，配电网络在进行改造后，在低压侧安装电力变压器和配电线路测量仪器，实现精确的在线能量监测。且电气仪表的精确度比较高，可用于获取配电线路中导线，变压器以及电阻参数。6.10kV配电网络降措施线损率是衡量相关电力企业技术实力的标准之一。减少线损是提高相关电力企业提高自身经济实力的有效方式，电力企业应该加强在线路损耗方面上面的管制，