电力理论知识

理论知识

一、电力网的基本知识

1、电力系统：由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的

电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统。

2、电力网：由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电

的统一整体称为电力网，简称电网。

3、电力网与电力系统之间的关系：电力网是电力系统的一部分。它包括所有的

变、配电所的电气设备以及各种不同电压等级的线路组成的统一整体。它的作用

是将电能转送和分配给各用电单位。电能的生产是产、供、销同时发生，同时

完成，既不能中断又不能储存。电力系统是一个由发、供、用三者联合组成的一

个整体。其中任意一个环节配合不好，都不能保证电力系统的安全、经济运行。

电力系统中，发、供、用之间始终是保持平衡的。

3.15-20kV35-500kV6-10kV220/380V

发电G机)——升压变压器~身_压输C电线降D压变~压器P高压——配电线~降C压变D压~器~低R压-配电线-

发电厂

区域变电所一筋一

电力网

从发电厂到用户的送电过程示意图

4、电网按照电压等级的不同分为：输电网和配电网

⑴输电网主要用来远距离输送电能，其电网特点是电压等级高，电压等级越

高，其电能损失越小，但建设投资越大。在电力行业内，35千伏以上电压等级的

电网一般称为输电网。

⑵配电网向最终用户配送电能，其特点是电压等级低，电能损失较大。配电

网主要分两部分：高压配电网，指6T0千伏。低压配电网，指400伏台区。(400

伏一般指变压器出口电压，到最终用户的电压一般为相220伏，线电压380伏）。

5、我国的电网结构:

我国电网管理结构的组成

我国电网

国家电网（2002成立）台湾电网南方电网（2002成立）

华

华

东

华

西

西

北

中

北

东

北

藏

电

电

电

电

电

电

广

广

网

网

网

网

网

力贵海

东

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有

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有

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省

省南州

限

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限省省

公

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公

公

公

司

司

司

司

司

司

我国电网管理结构的组成

我国电网管理结构的组成

华北电网公司：北京、天津、河北、山西、内

豪、山东

华中电网公司：河南、湖北、湖南、江西、四

川、重庆

华东电网公司：上海、浙江、江苏、安徽、福

建

东北电网公司：辽宁、黑龙江、吉林、内蒙

西北电网公司：陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆

•各省公司的结构：省一地（市）一县（区）一所

6.我国电网电压等级:

我国电网分那些电压等级

・1000kV特高压输电

•750kV超高压输电

•500kV高压输电

输电•220(330)kV高压输电

・110kV高压输电

・35(66)kV高压输电

•10(6)kV高压输电

配电•0.4kV(380V)

・220V

g

o

o

k

v

特

高

压

变

电

站

为什么要高压输电

•P=I*I*R,导线电阻消耗的功率和电流大小平方和导

线电阻乘积成正比，为减少这个无用功率，在减

少电阻之外，还要减少电流。但是输电的功率

P=UI,为了保持输送功率不减少，电流减小了，就

要把电压提上去。所以要高压输电。

•但也不能盲目提高输电电压，输电电压愈高，输

电架空线的建设，对所用各种材料的要求愈严

格，线路的造价就愈高。所以，要从具体的实际

情况出发，做到输电线路既能减少功率损耗，又

能节约建设投资。

二、和软件相关一些名词解释

1、线损电量

㈠线损电量的定义：发电机发出来的电能输送到用户，经过输、变、配电设备，

由于这些设备存在着电阻，因此电能通过时就会产生损耗，以热能的形式散失在

周围的介质中；另外再加上一部分客观存在的管理损耗，这两部分电能损耗就构

成了电网的所有线损电量，简称为电网线损。

㈡线损电量的计算公式：线损电量二供电量-售电量

㈢线损电量分类及组成：

从损耗的实际组成上分，整个电力网线损电量可分为固定损耗、可变损耗、

其他损耗三部分。

⑴固定损耗

主要包括变压器的铁损及表计电压线圈损失。

固定损耗功率一般不随负荷变化而变化，只要设备带有电压，就有电能损

耗。但实际上固定损耗功率也不是固定不变的，因为它与电压及电网频率有关,

而电网电压及电网频率变动又不大，所以才认为它是固定不变的。

⑵可变损耗

主要包括导线损耗、变压器铜损。

可变损耗功率是随着负荷的变化而变化的，它与电流的平方成正比，电流

越大则损耗功率越大。

⑶其他损耗

其他损耗是指由于管理工作不善，以及其他不明因素在供用电过程中造成

的各种损失。因此它也称为管理损耗或不明损耗。

主要包括：①用户窃电及违章用电；②计量装置误差、故障等；③营业中抄核

收之差错损失；④带电设备绝缘不良引起的漏电；⑤供、售电量抄表时间不一致。

㈣三个重要概念：统计线损、理论线损、管理线损

统计线损又称实际线损。它是根据电能表的读数计算出来的，等于供电量

和售电量两者的差值。它反映了电力网实际上总的损耗量。

统计线损由理论线损和管理线损两部分组成。

理论线损又称技术线损，它是根据供电设备的参数和电力网当时的运行方

式，由理论计算得出的线损。也就是说在这样的电网结构及运行方式下，应该

损耗多少的电量。理论线损因为是计算出来的，所以它的准确程度取决于供电

设备参数的准确度，运行参数的合理性以及理论计算的方法及工具。

管理线损指电网总损耗除去理论线损外的其他损耗，即统计线损与理论线

损的差值。管理线损可以通过加强管理降到很低。

下面给出一个线损组成及关系示意图：

‘可变「1、线路导线中的损耗、

损耗«2、变压器绕组中的损耗（铜损）

电网13、其他损耗I理论

的总r、

1、变压器铁损线损

电能固定2、电能表线圈和铁芯中的铁损

损耗损耗3、其他损耗统计线损

1、用户窃电及违章用电

其他2、计量装置误差、故障等管理

损耗3、营业中抄核收之差错损失线损

4、带电设备绝缘不良引起的漏电

图IT各种线损分类及相互关系图

2、供电量的定义及组成：

供电量指供电企业生产活动的全部投入电量，它包括以下电量：

⑴发电厂上网电量：指发电厂送入电网的总电量。

⑵外购电量：指电网向地方电厂、用户自备电厂等购入的电量。

⑶邻网输入输出电量：指地区电网之间的互供电量。

3、供电量计算公式：

供电量=发电厂上网电量+外购电量+邻网输入电量一邻网输出电量

4、售电量

售电量指电力企业卖给用户的电量和电力企业供给本企业非电力生产用的电量。

5、过网电量：电网在本系统中造成了损耗，却输入到相邻电网的电量。此电量

不计入全网总的供、售电量中。

6、无损电量：即无损售电量，指线损由用户承担的专用线售电量和不计损耗的

电售电量，统称无损售电量。无损售电量是相对的概念，如果无损售电量与供

电量的最高电压在同一电压等级，则无任何损耗，称为纯无损，即供电量等于

售电量；如果无损售电量的供电电压比供电量的最高电压低，为其供电电网则

要承担损耗，不能算是无损售电量，只是相对于无损售电量同一电压等级来说

称为无损。

7、冤售电量：批量打包卖出去的电量。

8、线损率

㈠线损率的定义：电力网线损率是指线损电量占供电量的百分比，简称线损率

㈡线损率的计算公式：线损率=（线损电量♦供电量）X100%

=（供电量一售电量）彳供电量X100%

上述公式中分别考虑不同的线损量：统计线损、理论线损、管理线损，就得

到统计线损率、理论线损率、管理线损率。

例如：理论线损率=里仑/贝xioo%.......（1-4）

供电量

由上节所述统计线损、理论线损、管理线损之间的关系，显然统计线损率也

是理论线损率与管理线损率的和。

9、经济线损

由于理论线损同时与电网结构和运行状况有关，所以对于电网结构固定的线

路，理论线损也并非为一固定值，而是随着供电负荷大小等运行状况的变化而变

动；实际上存在一个最低线损率，这个最低理论线损率称为最佳线损（经济线损）。

经济线损能为制定线路改造和降损方案提供依据。

10、固损比例

固定损失和可变损失的比值。在6-10千伏线路中，如果比例的值等于或接

近于1,表明线路运行于最佳状态，如果此值远大于1,则表明线路运行于轻载

状态，如果此值远小于1则表明线路运行于超载状态。

11、功率因数

功率因数也叫力率，它是衡量电力设备效率高低的一个参数。交流电路中

电流和电压存在相位角差，相位角差的余弦就是功率因数。当电流超前于电压

时，相位角差为负值，当电流滞后与电压时，相位角差为正值。

当电力设备用电量小，但功率因数太低时，损耗就会增大。

12、铭牌值：电器设备铭牌上注明的值叫铭牌值。

对导线来说，铭牌参数是指导线的长度和型号。

对变压器来说，铭牌参数是指变压器的额定电压、额定容量、短路损耗、

空载损耗、空载电流、短路电压等。

13、有名值：用实际有名单位表示物理量的方法称为有名值。

14、标么值：有名值于基准值的比值为标么值。标么值=无譬强J警警,）、

基准值（与有名值同单位）

15、K系数

⑴K系数定义，其值的大小对线路的线损的影响：K系数实际上反映了负

荷曲线的变化特点，所以又称为“线路负荷曲线特征系数:如果负荷24小时

保持恒定，则K=l；如果负荷有变化，K大于1,负荷变化越大，K值就越大，

相应的线路损耗也就越大。

⑵K系数计算公式：K=?=——卢------

1pj1pj

J/2+/2+…+/2

其中，/夕为24点均方根电流，Z#=J-W-------------

J\+--------h^24

I为24点平均电流，I=-

pjpjI

16、高供高计、高供低计

高供高计：是指变压器高压侧供电高压侧计量的方式，该变压器一般为专用变,

这类变压器不需要计算铜铁损。

高供低计：是指变压器高压侧供电低压侧计量的方式，该变压器一般属于公用

变，这类变压器往往需要计算铜铁损。

17、潮流计算中的三类节点：PQ、PV、平衡节点

PQ节点：这类节点的有功功率P和无功功率Q是给定的，节点电压U是待求

量。通常变电所都是这类节点。由于没有发电设备其发电功率为零。在一些

情况下，系统中某些发电厂送出的功率在一定时间内固定时，该发电厂母线

也可以作为PQ节点。因此在实际中，电网的绝大多数节点都属于PQ节点。

PV节点：这类节点的有功功率P和电压幅值V是给定的，节点