配电网的网损计算与降损措施分析

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1、配电网的网损计算与降损措施分析摘要总结了国内外对配电网网损计算的研究情况，介绍了传统的配电网 网损计算方法；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，充分地利用了所能采集到的运行数据采用持续负荷 曲线直接求线损，提高了计算精度和计算效率 适用于10 kV及以下 的县级配电网的线损计算；并对电力市场化后 配电网经济运行所面 临的新问题进行了分析。关键词 配电网；网损计算；持续负荷曲线；经济运行随着配电自动化工作的开展 配电网的线损管理变得越来越重要。降低线损是提高配电网经济效益的重要因素，采取技术措施降低线损是电力企业追求效益最优化 的必然趋势。配电网线损率是表征一个供用电企业

2、经济效益和技术管 理水平的综合性技术经济指标也是国家贯彻节能方针考核供用电 部门的一项重要指标。目前 我国的线损率与世界上发达国家相比还 比较高，各省、市电力公司的线损率差距也不小 节电潜力比较大。 因此，进行线损的理论计算和降损分析计算具有重要的现实意义。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0.410 kV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24 h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

3、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24 h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

4、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

5、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，

6、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

7、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 确度要求而米用不同的算法。米用最大电流法求线 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

8、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$尸av与最大负荷功率损失SPmax 之比：F = $P av$Pmax时段T内电流平方的平均值I2rm s时段T内最大电流的平方值I2max时段T内的电能损耗值为：$

9、A = $P avT = $PmaxF T$A = 3I2maxR FT X 10- 3 =(P2max + Q2max)V 2maxX R F T X 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蒲可得到负荷曲线。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，

10、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IT1 T2 T3I1I2I30I avImaxB=Im inImax对于配电网，损失因数的经验计算公式为F =0. 3f + 0. 7f 2 或 F = 0. 2f + 0. 8f 2。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值彳主彳主不同，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

11、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m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D I为：D I = I2rm s -12av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D i为：(/max -1 av) o (I av - Im in ) 2Imax +1 av - 2Im in由以上推导可得：F =I2rm sI2max=f 2 +(1 - f) 0

12、 (f - B) 21 + f - 2B = f - f (1 - f) o (f - B2)1 + f - 2B此外，也可以采用直接积分法计算损耗因数尸。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

13、部分在110 kV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).