配电网的网损计算与降损措施分析

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. 4～10 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, 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采用不同的算法。采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$P av 与最大负荷功率损失$P max 之比:

F =

$P av