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摘 要:综述了国内外配电网损耗计算的研究现状、传统计算方法的损失,我们要充分利用采集到的数据,直接进行线路损耗的持续负荷曲线。为提高计算效率和精度,要用新的数据处理思路,对10kV以下配电网进行线损计算,本文还对电力市场中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
中图分类号:TM714.3 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)11-0049-02
引 言
随着配电自动化的发展,配电网线损管理成为了其中较为关键的环节。想要保证配电网的经济效益就必须降低线损。如何运用线损分析技术来降低线路损耗是十分重要。配电网线损率是反映供电企业技术管理水平和经济效益的一个重要的数据。也是国家实施节能政策的评价供电的一项重要指标。现阶段,我国在这一方面与世界发达国家还有不小的差距。各省市电力公司线损率差距不小,节电潜力较大。因此,线损理论计算和降损分析对解决线损问题和提高经济效益来说具有很大的意义。
1 传统的配电网网损计算分析
1.1 均方根电流法
根平均电流法原理简单,易于掌握。它对计算电网和个别元件的功率损耗是非常有效的。特别是在0.4~10kV配电网的线损计算中,该方法易于推广和普及。但缺点是负荷监测工作量巨大,需要进行24h监测,精度不高,而由于目前电力系统运行管理水平的限制,自动反馈意味着电力信息缺乏,计算困难,应用范围狭窄。
1.2 节点等值功率法
节点等效功率法简单,适用范围广,可以从理论上分析电网网损费用,但是根据功率表的运行数据,即便在不知道具体的负荷曲线形状的情况下,也可以使计算结果的最大可能误差进行相应的估计,功率电能表本身的准确比例相较电流表较高,并严格进行定期检查制度,所以发电参数和24h的原始数据等操作参数的负载是准确的。该方法简化了原始数据的收集和整理工作。这种方法实质上是将电能损耗计算问题转化为相应的功能损耗的计算,或将其转化为潮流计算问题。这种方法比较准确,而且也比较容易实现。因此,任何网络线损的计算都可用于负荷功率小的场合,取得了令人满意的结果。缺点是实际计算过程费时费力,计算结果精度较低。因为只有通过节点等效功率的曲线才会不断变化,作为实际步长变化的功率曲线或校核负荷曲线的形状系数法,近似要考虑电力系统状态的变化,所以计算时会有一些误差与实际情况相吻合。另外,当各节点的功率等于等值功率时,系统潮流的分布不一定等于周期内的等值分布。而操作数据大多是人工抄表,不能保证数据的同时性。
1.3 等值电阻法
等效电阻法把整条线路损耗看成2个部分,其中一个是变压器铁心对应的恒定损耗,另一个是相应线路和变压器绕组的可变损耗。前者在负荷变化过程中几乎不变,而后者随负荷变化而变化。为了简化计算,在电源的第一端电流作用下,用2个等效电阻器代替负载改变的线路损耗。其中1个是与导体损耗对应的等效电阻,另外1个是与所有公用配电变压器绕组损耗对应的等效电阻。
该方法将配电网的可变损耗等效转换为2个等效电阻的损失,避免了配电网结构的复杂性。另外,根据实际电网的负荷变化,对2种电阻进行校正,精度较高。同时,该方法只需要在配电网的第一端运行记录,大大简化了原始数据的采集和整理工作。其主要缺点是补偿电容电路计算时存在较大误差。其原因是没有考虑无功补偿网络的无功潮流变化。
总之,这些方法都有其优点,但也存在一些缺陷,包括常见的问题有:①在配电线路负荷形状系数的计算,而不是直接由实际负荷曲线形状系数的代表,但是根据负荷和最小负荷率形状系数的典型负荷持续时间曲线进行近似代替,虽然这样可以减少计算量,但同时也会影响计算的精度。另外,只根据高精度电量进行记录,不考虑对精度低的电流记录进行修改。②当配电网中存在小功率源时,考虑各功率点平均电流的叠加,但不考虑时变负荷曲线对线损的影響,特别是功率平衡点附近支路损耗的影响。③在计算配电变压器铜损时,所用的负载电流是分配给配电变压器高压侧的一次电流。未考虑配电变压器空载电流(空载损耗)对配电变压器铜损的影响。④不考虑配电网三相不平衡。⑤是在整个馈线上计算的。所使用的数据只是馈线开始时的测量数据。一般认为,网络中各节点的负荷曲线形状和功率因数与第一端相同,忽略了沿线电压损失对能量消耗的影响。⑥不在不确定因素的操作考虑配电系统的影响(如系统的负载随时间的变化,由于节点,数量庞大的分销网络的原因,投资和其他方面的不可捕捉的负荷数据),这些近似方法的精度导致的结果损失是很困难的掌握,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精度要求采用不同的算法。用最大电流法查找线损非常适合电网规划设计。规划设计中所用的计算载荷和其他技术数据是用近似法确定的。原始数据本身具有相当大的误差,从而导致计算结果的错误。电网规划设计是通过对大量重要因素的综合分析,选择最经济、最合理的方案,而线损在诸多因素中不是最重要的。为了提高电网规划设计过程中线损计算的准确性,应充分利用现场采集的原始数据。
3 配电网经济运行面临的新问题
随着电力市场的发展,配电市场将逐步形成,给配电网的经济运行带来了许多新的问题。配电网运行的重要任务之一是运行经济性。配电网各部件在运行过程中消耗的功率损耗(即线损),需要先进的技术和科学的管理手段。
为保证国民经济的快速稳定发展,寻求一条无需投资的节电途径具有重要意义。配电网的经济运行是一个蕴含节能技术的重大投资。配电网的经济运行是保证城市、农村的110kV电网安全运行企业网络的电压水平,满足电力供应,保证供电质量,充分利用现有电网输电和配电变电站设备、变压器与电源线通过优化经济运行方式,实施负荷经济分配技术和电源线变压器的位置的最佳组合,以尽量减少变压器及供电线路的无功损耗的有功功率损耗。 在电力市场环境下,电力用户更关心的是电价信息、供电可靠性和供电质量。因此,随着现代工业的发展,家用电器和用户对电压质量的日益普及,电压偏差管理已经不仅仅局限于传统的电压电压质量管理的内容、添加新内容的电压闪变、电压不平衡、电压谐波的危害和管理要求。
4 案例分析
某供电所共有配电变压器82台其中:线损率高于12%的台区有22台,占全部台区的27%;线损率在5~12%的台区有8台,占全部台区的10%;线损率在0~5%的台区有10个,占全部台区的12%;负线损的台区有8个,占全部台区的10%。
经过开营销线损分析会查找原因后,台区线损过高的原因是:该地区有一个村16号台区21.71%是计量出现问题,需要更换总表计量,4号台区线损22.75%分析跟上月抄表有关,8号台区线损14.55%系统计量点有问题,怀疑其他台区计量点也挂到该台区上。1号台区线损13.59%该台区是总表进行更换后互感器也更换,变比换大但系统未进行修改造成。12号台区线损17.21%总表烧坏。
台区线损为负的原因是:1号台区负17.9%户表多抄。2号台区负15.41%总表烧坏。
降损措施:①更换导线和变压器。目前,该地区导线截面过小的问题比较严重,需要进行改造和线路改造,有效减少线路损耗。无功补偿后,电路的端电压提高,但电压损失率仍在10%以上。在这方面,主线应该是由钢芯铝槽截面95mm2替换,这将进一步减少损失。②改造不合理台区。通过改造不合理的站区,解决了供电半径过大和配电变压器负荷过载的问题,同时通过在变电站附近增设电源点,也可实现供电半径的缩短,有效降损。
5 结束语
随着配电自动化的发展,配电网线损管理成为了其中较为关键的环节。想要保證配电网的经济效益就必须降低线损。如何运用线损分析技术来降低线路损耗是十分重要。配电网线损率是反映供电企业技术管理水平和经济效益的一个重要的数据。也是国家实施节能政策的评价供电的一项重要指标。现阶段,我国在这一方面与世界发达国家还有不小的差距。各省市电力公司线损率差距不小,节电潜力较大。因此,线损理论计算和降损分析对解决线损问题和提高经济效益来说具有很大的意义。综述了国内外配电网损耗计算的研究现状、传统计算方法的损失,我们要充分利用采集到的数据,直接进行线路损耗的持续负荷曲线。为提高计算效率和精度,要用新的数据处理思路,对10kV以下配电网进行线损计算,本文还对电力市场中配电网经济运行所面临的新问题进行了分析。
参考文献
[1]罗洁青.广州荔湾区配电网线损分析及降损措施研究[D].华南理工大学,2012.
[2]高 慧.配电网的网损计算与降损措施分析[J].湖南电力,2004,24(5):54~56.
[3]廖学琦.农网线损计算分析与降损措施(第2版)(线损管理培训用书)[M].水利水电出版社,2008.
[4]周 鹏.基于负荷实测的配电网理论线损分析及降损对策[J].低碳世界,2015(30):83~84.
[5]潘丽珠,罗亚桥,王凤霞,等.安徽电网配电网技术线损分析及降损对策研究[J].安徽电力,2014(1):4~6.
[6]温 雯.基层0.4kV配电网的线损管理及降损对策分析[J].中国新技术新产品,2014(24):162.
收稿日期:2018-3-30
作者简介:莫向宇(1988-),男,壮族,柳城人,营销助理专责,本科,主要从事线损管理工作。
关键词:配电网;网损计算;持续负荷曲线;经济运行
中图分类号:TM714.3 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)11-0049-02
引 言
随着配电自动化的发展,配电网线损管理成为了其中较为关键的环节。想要保证配电网的经济效益就必须降低线损。如何运用线损分析技术来降低线路损耗是十分重要。配电网线损率是反映供电企业技术管理水平和经济效益的一个重要的数据。也是国家实施节能政策的评价供电的一项重要指标。现阶段,我国在这一方面与世界发达国家还有不小的差距。各省市电力公司线损率差距不小,节电潜力较大。因此,线损理论计算和降损分析对解决线损问题和提高经济效益来说具有很大的意义。
1 传统的配电网网损计算分析
1.1 均方根电流法
根平均电流法原理简单,易于掌握。它对计算电网和个别元件的功率损耗是非常有效的。特别是在0.4~10kV配电网的线损计算中,该方法易于推广和普及。但缺点是负荷监测工作量巨大,需要进行24h监测,精度不高,而由于目前电力系统运行管理水平的限制,自动反馈意味着电力信息缺乏,计算困难,应用范围狭窄。
1.2 节点等值功率法
节点等效功率法简单,适用范围广,可以从理论上分析电网网损费用,但是根据功率表的运行数据,即便在不知道具体的负荷曲线形状的情况下,也可以使计算结果的最大可能误差进行相应的估计,功率电能表本身的准确比例相较电流表较高,并严格进行定期检查制度,所以发电参数和24h的原始数据等操作参数的负载是准确的。该方法简化了原始数据的收集和整理工作。这种方法实质上是将电能损耗计算问题转化为相应的功能损耗的计算,或将其转化为潮流计算问题。这种方法比较准确,而且也比较容易实现。因此,任何网络线损的计算都可用于负荷功率小的场合,取得了令人满意的结果。缺点是实际计算过程费时费力,计算结果精度较低。因为只有通过节点等效功率的曲线才会不断变化,作为实际步长变化的功率曲线或校核负荷曲线的形状系数法,近似要考虑电力系统状态的变化,所以计算时会有一些误差与实际情况相吻合。另外,当各节点的功率等于等值功率时,系统潮流的分布不一定等于周期内的等值分布。而操作数据大多是人工抄表,不能保证数据的同时性。
1.3 等值电阻法
等效电阻法把整条线路损耗看成2个部分,其中一个是变压器铁心对应的恒定损耗,另一个是相应线路和变压器绕组的可变损耗。前者在负荷变化过程中几乎不变,而后者随负荷变化而变化。为了简化计算,在电源的第一端电流作用下,用2个等效电阻器代替负载改变的线路损耗。其中1个是与导体损耗对应的等效电阻,另外1个是与所有公用配电变压器绕组损耗对应的等效电阻。
该方法将配电网的可变损耗等效转换为2个等效电阻的损失,避免了配电网结构的复杂性。另外,根据实际电网的负荷变化,对2种电阻进行校正,精度较高。同时,该方法只需要在配电网的第一端运行记录,大大简化了原始数据的采集和整理工作。其主要缺点是补偿电容电路计算时存在较大误差。其原因是没有考虑无功补偿网络的无功潮流变化。
总之,这些方法都有其优点,但也存在一些缺陷,包括常见的问题有:①在配电线路负荷形状系数的计算,而不是直接由实际负荷曲线形状系数的代表,但是根据负荷和最小负荷率形状系数的典型负荷持续时间曲线进行近似代替,虽然这样可以减少计算量,但同时也会影响计算的精度。另外,只根据高精度电量进行记录,不考虑对精度低的电流记录进行修改。②当配电网中存在小功率源时,考虑各功率点平均电流的叠加,但不考虑时变负荷曲线对线损的影響,特别是功率平衡点附近支路损耗的影响。③在计算配电变压器铜损时,所用的负载电流是分配给配电变压器高压侧的一次电流。未考虑配电变压器空载电流(空载损耗)对配电变压器铜损的影响。④不考虑配电网三相不平衡。⑤是在整个馈线上计算的。所使用的数据只是馈线开始时的测量数据。一般认为,网络中各节点的负荷曲线形状和功率因数与第一端相同,忽略了沿线电压损失对能量消耗的影响。⑥不在不确定因素的操作考虑配电系统的影响(如系统的负载随时间的变化,由于节点,数量庞大的分销网络的原因,投资和其他方面的不可捕捉的负荷数据),这些近似方法的精度导致的结果损失是很困难的掌握,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精度要求采用不同的算法。用最大电流法查找线损非常适合电网规划设计。规划设计中所用的计算载荷和其他技术数据是用近似法确定的。原始数据本身具有相当大的误差,从而导致计算结果的错误。电网规划设计是通过对大量重要因素的综合分析,选择最经济、最合理的方案,而线损在诸多因素中不是最重要的。为了提高电网规划设计过程中线损计算的准确性,应充分利用现场采集的原始数据。
3 配电网经济运行面临的新问题
随着电力市场的发展,配电市场将逐步形成,给配电网的经济运行带来了许多新的问题。配电网运行的重要任务之一是运行经济性。配电网各部件在运行过程中消耗的功率损耗(即线损),需要先进的技术和科学的管理手段。
为保证国民经济的快速稳定发展,寻求一条无需投资的节电途径具有重要意义。配电网的经济运行是一个蕴含节能技术的重大投资。配电网的经济运行是保证城市、农村的110kV电网安全运行企业网络的电压水平,满足电力供应,保证供电质量,充分利用现有电网输电和配电变电站设备、变压器与电源线通过优化经济运行方式,实施负荷经济分配技术和电源线变压器的位置的最佳组合,以尽量减少变压器及供电线路的无功损耗的有功功率损耗。 在电力市场环境下,电力用户更关心的是电价信息、供电可靠性和供电质量。因此,随着现代工业的发展,家用电器和用户对电压质量的日益普及,电压偏差管理已经不仅仅局限于传统的电压电压质量管理的内容、添加新内容的电压闪变、电压不平衡、电压谐波的危害和管理要求。
4 案例分析
某供电所共有配电变压器82台其中:线损率高于12%的台区有22台,占全部台区的27%;线损率在5~12%的台区有8台,占全部台区的10%;线损率在0~5%的台区有10个,占全部台区的12%;负线损的台区有8个,占全部台区的10%。
经过开营销线损分析会查找原因后,台区线损过高的原因是:该地区有一个村16号台区21.71%是计量出现问题,需要更换总表计量,4号台区线损22.75%分析跟上月抄表有关,8号台区线损14.55%系统计量点有问题,怀疑其他台区计量点也挂到该台区上。1号台区线损13.59%该台区是总表进行更换后互感器也更换,变比换大但系统未进行修改造成。12号台区线损17.21%总表烧坏。
台区线损为负的原因是:1号台区负17.9%户表多抄。2号台区负15.41%总表烧坏。
降损措施:①更换导线和变压器。目前,该地区导线截面过小的问题比较严重,需要进行改造和线路改造,有效减少线路损耗。无功补偿后,电路的端电压提高,但电压损失率仍在10%以上。在这方面,主线应该是由钢芯铝槽截面95mm2替换,这将进一步减少损失。②改造不合理台区。通过改造不合理的站区,解决了供电半径过大和配电变压器负荷过载的问题,同时通过在变电站附近增设电源点,也可实现供电半径的缩短,有效降损。
5 结束语
随着配电自动化的发展,配电网线损管理成为了其中较为关键的环节。想要保證配电网的经济效益就必须降低线损。如何运用线损分析技术来降低线路损耗是十分重要。配电网线损率是反映供电企业技术管理水平和经济效益的一个重要的数据。也是国家实施节能政策的评价供电的一项重要指标。现阶段,我国在这一方面与世界发达国家还有不小的差距。各省市电力公司线损率差距不小,节电潜力较大。因此,线损理论计算和降损分析对解决线损问题和提高经济效益来说具有很大的意义。综述了国内外配电网损耗计算的研究现状、传统计算方法的损失,我们要充分利用采集到的数据,直接进行线路损耗的持续负荷曲线。为提高计算效率和精度,要用新的数据处理思路,对10kV以下配电网进行线损计算,本文还对电力市场中配电网经济运行所面临的新问题进行了分析。
参考文献
[1]罗洁青.广州荔湾区配电网线损分析及降损措施研究[D].华南理工大学,2012.
[2]高 慧.配电网的网损计算与降损措施分析[J].湖南电力,2004,24(5):54~56.
[3]廖学琦.农网线损计算分析与降损措施(第2版)(线损管理培训用书)[M].水利水电出版社,2008.
[4]周 鹏.基于负荷实测的配电网理论线损分析及降损对策[J].低碳世界,2015(30):83~84.
[5]潘丽珠,罗亚桥,王凤霞,等.安徽电网配电网技术线损分析及降损对策研究[J].安徽电力,2014(1):4~6.
[6]温 雯.基层0.4kV配电网的线损管理及降损对策分析[J].中国新技术新产品,2014(24):162.
收稿日期:2018-3-30
作者简介:莫向宇(1988-),男,壮族,柳城人,营销助理专责,本科,主要从事线损管理工作。