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1、.问题的提出?问题的提出?节能减排是我国的基本国策,也是建设节约型、节能减排是我国的基本国策,也是建设节约型、生态环保型社会的重要举措。有利于推动电网发生态环保型社会的重要举措。有利于推动电网发展向更加展向更加智能、高效、可靠、绿色智能、高效、可靠、绿色方向转变。方向转变。南网公司南网公司“十二五十二五“节能减排的总体目标:节能减排的总体目标:到到“十二五十二五”末期,努力实现线损率降至末期,努力实现线损率降至6.12%6.12%,比比20102010年下降年下降0.160.16个百分点个百分点;万元产值综合能耗;万元产值综合能耗(20102010年可比价)降至年可比价)降至0.1330.13
2、3吨标煤,比吨标煤,比20102010年年下降下降2.2%2.2%。线损线损“四分四分”管理是公司节能降耗的根本,是实管理是公司节能降耗的根本,是实现公司现公司“十二五十二五”节能降耗目标的有效保证,是节能降耗目标的有效保证,是促进配网精细化管理的重要手段。促进配网精细化管理的重要手段。1一类参考.何谓线损“四分管理”?2分压管理分压管理按不同电压等级进行线损统计、分析及考核按不同电压等级进行线损统计、分析及考核的的管理管理方式方式分区管理分区管理按供电区域划分为若干个行政管理单位进行管理按供电区域划分为若干个行政管理单位进行管理分线管理分线管理对对各电压等级主设备的单个元件电能损耗进行管理各
3、电压等级主设备的单个元件电能损耗进行管理分台区管理分台区管理对对各个公变的供电区域电能损耗进行管理各个公变的供电区域电能损耗进行管理2一类参考线损理论计算得到的技术线损数值是电力网线损线损理论计算得到的技术线损数值是电力网线损分析和指导降损的科学依据。所以,线损理论计分析和指导降损的科学依据。所以,线损理论计算是节能管理的一项重要工作。算是节能管理的一项重要工作。与实际线损对比,反映管理水平高低。确定经济运行方式。查找薄弱环节,确定降损关键措施为合理下达线损指标奠定基础.开展理论线损计算的意义3一类参考供电局线损管理相关标准.供电局线损管理相关标准供电局线损管理相关标准线损四分管理标准线损四分
4、管理标准(修编)(修编)供电企业线损四分管理达标评价标准(修编)供电企业线损四分管理达标评价标准(修编)1线损理论计算软件技术标准线损理论计算软件技术标准24线损理论计算技术标准线损理论计算技术标准34一类参考目的:目的:学习宣贯南方电网公司学习宣贯南方电网公司线损理论计算技术标准线损理论计算技术标准(试行)(试行)所规定的内容及要求。所规定的内容及要求。范围:范围:电力网电能损耗的定义、分类及具体计算方法。电力网电能损耗的定义、分类及具体计算方法。重点:重点:介绍电网中常规的交流电元件的损耗及其计算数学介绍电网中常规的交流电元件的损耗及其计算数学模型。熟悉各电压等级的线损计算方法。模型。熟悉
5、各电压等级的线损计算方法。掌握掌握:通过原理分析,理解损耗元件的均方根电流:通过原理分析,理解损耗元件的均方根电流 Ijf Ijf 是计算是计算 “可变(负荷电流)损耗可变(负荷电流)损耗” 的基础的基础, ,了解各种数学了解各种数学模型的近似手段和可能达到计算准确度。模型的近似手段和可能达到计算准确度。第一部分第一部分 线损理论计算技术标准线损理论计算技术标准5一类参考内内容容提提要要适用范围及引用标准线损计算的几个基本概念降损的原则和方法线损计算的基本原理各种电网元件的线损计算不同电压等级的线损计算理论线损计算结果分析与评价6一类参考7DL/T6861999 电力网电能损耗计算导则(199
6、9)IEC 61803:Determination of Power Losses in High-Voltage Direct-Current (HVDC) Converter Stations1.2 遵循的相关标准一、线损理论计算技术标准一、线损理论计算技术标准1.1 适用范围本技术标准给出了电力网电能损耗的定义、分类及具体计算方法。本技术标准适用于中国南方电网有限责任公司(以下简称南方电网公司)线损理论计算及线损分析,也适用于电力网规划、设计工作中所涉及的相关计算。7一类参考内内容容提提要要适用范围及引用标准线损计算的几个基本概念降损的原则和方法线损计算的基本原理各种电网元件的线损计算不
7、同电压等级的线损计算理论线损计算结果分析及评价8一类参考2. 2. 线损计算的几个基本概念线损计算的几个基本概念2.1 2.1 技术线损技术线损 电网线损是供售电过程中损失的电量。是考电网线损是供售电过程中损失的电量。是考核供电部门的经济指标之一。从本质来说,电能核供电部门的经济指标之一。从本质来说,电能传送过程中不可避免地发生电能损耗。这部分客传送过程中不可避免地发生电能损耗。这部分客观存在的损耗观存在的损耗, , 称之为技术线损。称之为技术线损。2.2 2.2 管理线损管理线损 由于对广大用户的抄表不同期,同一时段内,由于对广大用户的抄表不同期,同一时段内,抄见电能与电网关口供出的电能不相
8、符。计量误抄见电能与电网关口供出的电能不相符。计量误差、经营环节可能产生的差错、未被发觉处理之差、经营环节可能产生的差错、未被发觉处理之前的窃电,都被统计为前的窃电,都被统计为“线损线损”。就形成为所谓。就形成为所谓管理线损。所以:管理线损。所以: 实际线损实际线损 = = 管理线损管理线损 + + 技术线损技术线损 9一类参考2.3 2.3 理论线损率理论线损率 计算供电量=网内电厂供电量+外网输入电量+购入电量-过网电量 无损电量是指趸售电量和无损用户(其专供线路损耗由用户承担)的供电量。将包含无损电量在内的全部供电量的统计汇总称为无损汇总结果;将供电量中不包含无损电量的统计汇总称为有损汇
9、总结果。在线损理论计算中推荐采用有损汇总结果进行上报与汇在线损理论计算中推荐采用有损汇总结果进行上报与汇总!总! 理论线损率是指各省、地区供电部门对其所属输、变、配电设备根据其设备参数和实测运行数据计算得出的线损率。采用下式计算:统计线损率=统计线损电量/计算供电量*100%10一类参考2.4 2.4 理论线损(技术线损)组成理论线损(技术线损)组成35kV及以上电力网(包括交流线路及变压器)的及以上电力网(包括交流线路及变压器)的电能损耗;电能损耗;620kV配电网(包括交流线路及公用配电变压器)配电网(包括交流线路及公用配电变压器)的电能损耗;的电能损耗;0.4kV及以下低压网的电能损耗;
10、及以下低压网的电能损耗;并联电容器、并联电抗器、调相机、电压互感器并联电容器、并联电抗器、调相机、电压互感器的电能损耗和站用变所用的电能等;的电能损耗和站用变所用的电能等;高压直流输电系统(直流线路,接地极系统,换高压直流输电系统(直流线路,接地极系统,换流站)的电能损耗。流站)的电能损耗。11一类参考内内容容提提要要适用范围及引用标准线损计算的几个基本概念降损的原则和方法线损计算的基本原理几种电网元件的线损计算不同电压等级的线损计算理论线损计算结果分析与评价12一类参考3.3.降损的原则与方法降损的原则与方法 通过努力,管理线损可以,而且也应该减通过努力,管理线损可以,而且也应该减到很小。到
11、很小。 多年线损理论计算证明,供电部门的管理多年线损理论计算证明,供电部门的管理线损占的比重并不高。所以,实际线损和技术线损占的比重并不高。所以,实际线损和技术线损的差异,可以作为衡量供电部门管理水平线损的差异,可以作为衡量供电部门管理水平的指标之一。的指标之一。 而技术线损,技术上也可以将它降到很低。而技术线损,技术上也可以将它降到很低。然而结合电网经济效益,就只应该降低到一个然而结合电网经济效益,就只应该降低到一个合理的水平。到底怎样才算合理,则取决于当合理的水平。到底怎样才算合理,则取决于当时的社会条件和电网结构。时的社会条件和电网结构。13一类参考类类 别别发发 生生 的的 设设 备备
12、降降 损损 途途 径径电流型损耗电流型损耗( (可变损耗可变损耗) )1 1)负荷电流通过送)负荷电流通过送配电配电线路,电流通过变压器线路,电流通过变压器初次级线圈。以及因线初次级线圈。以及因线圈电流引起邻近导线,圈电流引起邻近导线,结构金属体的涡流损耗。结构金属体的涡流损耗。2 2)架空导线负荷电流在避)架空导线负荷电流在避雷线上感应的接地环。雷线上感应的接地环。3 3)负荷电流通过接头发热)负荷电流通过接头发热1 1)减流。合适的无功补偿,减少全电流。)减流。合适的无功补偿,减少全电流。2 2)减阻。选合理的导线电流密度。)减阻。选合理的导线电流密度。3 3)减少感应电流:)减少感应电流
13、:500kV500kV线路架空地线间隙线路架空地线间隙接地。接地。4 4)降低大电流接头接触电阻。)降低大电流接头接触电阻。电压型损耗电压型损耗( (固定损耗固定损耗) )1 1)变压器空载损耗,)变压器空载损耗,PTPT损损耗。耗。2 2)电容器介损)电容器介损3 3)电晕,绝缘子漏电损耗)电晕,绝缘子漏电损耗4 4)电缆介损)电缆介损1 1)采用低耗变,非晶铁芯配变。)采用低耗变,非晶铁芯配变。2 2)运行中避免过激磁)运行中避免过激磁( (尤其是尤其是OLTCOLTC的准确位的准确位置。置。3 3)减少变压器空载运行的机会。在配置设备)减少变压器空载运行的机会。在配置设备和运行时,尽量避
14、免变压器和运行时,尽量避免变压器大马拉小车大马拉小车。4 4)减小电容器介损)减小电容器介损( (复合纸膜)。复合纸膜)。5 5)减小导线电晕放电。采用直径大于临界起)减小导线电晕放电。采用直径大于临界起晕值或分裂导线。高电场部位均压屏蔽。晕值或分裂导线。高电场部位均压屏蔽。6 6)减小绝缘子泄漏。保持绝缘子表面清洁。)减小绝缘子泄漏。保持绝缘子表面清洁。使用合成绝缘子。使用合成绝缘子。14一类参考内内容容提提要要适用范围及引用标准线损计算的几个基本概念降损的原则和方法线损计算的基本原理几种电网元件的线损计算不同电压等级的线损计算理论线损计算结果分析与评价15一类参考tiT T IjfIpjI
15、trIiT = t1 + + t2 + + + + tn = E = = =定义:定义:或或于是有于是有(当当t 0 )16一类参考ImaxIpjIminIt平均负荷平均负荷率:率: 最小负荷率最小负荷率 电流形状系数是负荷率的函数电流形状系数是负荷率的函数 k =F(f,)(f 0.5);(f )17一类参考Ijf = k Ipj=18一类参考内内容容提提要要适用范围及引用标准线损计算的几个基本概念降损的原则和方法线损计算的基本原理各种电网元件的线损计算不同电压等级的线损计算理论线损计算结果分析与评价19一类参考20一类参考21一类参考5.1.7. 电缆回路的损耗电缆回路的损耗5.1.7.1
16、. 电缆介损功率电缆介损功率p pci ci (最好有厂家数据最好有厂家数据!)diDiC Ci i是电缆电容是电缆电容(F/ (F/ kmkm) )。 同芯电缆:同芯电缆:(MW/km)(F/km)i i 是电缆绝缘介质的相对介电常数。是电缆绝缘介质的相对介电常数。tgtgi i 是电缆绝缘介质损耗角正切。是电缆绝缘介质损耗角正切。d di i 、D Di i 是电缆缆芯内径和外径是电缆缆芯内径和外径(mmmm)。 是电流的角频率是电流的角频率 = 2 = 2f f ( f = 50Hzf = 50Hz)。22一类参考5.1.7. 电缆回路的损耗电缆回路的损耗5.1.7.1. 电缆介损功率电
17、缆介损功率 p pci ci (续续) 常用的电缆绝缘参数常用的电缆绝缘参数 电缆主绝缘材质电缆主绝缘材质 相对介电常数相对介电常数 介损角正切介损角正切 tgi 油浸电缆 粘性浸渍不滴流 4.0 0.01 压力充油 3.5 0.0045固体绝缘 丁基橡皮绝缘 4.0 0. 05 电缆 聚氯乙烯绝缘(PVC) 8.0 0. 1 聚乙烯绝缘 (PE) 2.3 0. 004 交联聚乙烯绝缘(XLPE) 3.5 0. 0040.008 tgi为最高容许运行温度和最高运行电压下的数值。 23一类参考5.1.7. 电缆回路的损耗电缆回路的损耗(续续)5.1.7.2.电缆其它损耗功率电缆其它损耗功率集肤效
18、应系数集肤效应系数 K3= 0.016 0.022邻近效应系数邻近效应系数 K4= 0 0.03 对于三芯扇形截面电缆,两种效应作用下,对于三芯扇形截面电缆,两种效应作用下,电缆的单位电阻电缆的单位电阻 r20 (/km) 将增加将增加5%。 r20 = r20 ( 1 + K3 + K4 ) 1.05 r20 其它诸如铠甲涡流等,不再考虑。其它诸如铠甲涡流等,不再考虑。24一类参考5.1.7. 电缆回路的损耗电缆回路的损耗(续续)5.1.7.3. 串接电缆的送电线路的电能损耗(串接电缆的送电线路的电能损耗(包括包括6 6 10kV10kV配电线配电线) 线路采用了线路采用了n n 种导线种导
19、线; ; 第第 i i 种导线单位电阻为种导线单位电阻为 R Ri i(2020); ; 分裂条分裂条数为数为 N Ni ic c ;长度为;长度为L Li i ;70 70 的容许电流为的容许电流为I Ipi pi 。 线路串接了线路串接了n nC C 种种电缆电缆; ; 第第 i i 种电缆单位电阻为种电缆单位电阻为 R Ri i(2020); ; 长度长度为为L LCiCi ;的容许电流为的容许电流为I Ipipi 。每每 kmkm 介损功率为介损功率为 p pcici 。 在在 T T( (h h) ) 时段内的电能损耗为:时段内的电能损耗为:25一类参考5.1.8. 架空送电线的避雷
20、线的电能损耗架空送电线的避雷线的电能损耗 双架空避雷线,且两边直接接地的双架空避雷线,且两边直接接地的线路(简称线路(简称双地双接双地双接), ,感应电流感应电流电能损耗由两部分组成电能损耗由两部分组成 : 避雷线和大地形成环流,造成电能避雷线和大地形成环流,造成电能损耗损耗EEEED2dD2dD2dD2d ; 两根避雷线之间的两根避雷线之间的空中环流空中环流 EED2hD2h 。 单避雷线,或双架空避雷线,单边单避雷线,或双架空避雷线,单边直接接地(简称直接接地(简称双双/ /单地单接单地单接),),则只有则只有避雷线和大地形成环流,造成避雷线和大地形成环流,造成电能损耗电能损耗EED1dD
21、1d ;d1A d1C d2B d2C ED1d /ED2dd1B d1C A B C ED2h1 d12 226一类参考5.1.8. 架空送电线的避雷线的电能损耗架空送电线的避雷线的电能损耗 (续续)5.1.8.1. 双双/ /单地单接单地单接的电能损耗的电能损耗EED1dD1d 式中式中: Ijf 是导线的均方根电流是导线的均方根电流(A)。 是是复复感应电动势感应电动势。 a 是矢量的转角因子是矢量的转角因子 a = e e j120。 d1A,d1B,d12 是避雷线和导线之间的距离是避雷线和导线之间的距离(m)。 时段时段T T内,内,双双/ /单地单接单地单接nD种避雷线的损耗电能
22、种避雷线的损耗电能: 27一类参考5.1.8. 架空送电线的避雷线的电能损耗架空送电线的避雷线的电能损耗 (续续)5.1.8.2. 双地双接双地双接 : :避雷线对大地环流部分电能损耗避雷线对大地环流部分电能损耗EED2dD2d 双避雷线之间的双避雷线之间的空中环流空中环流部分电能损耗部分电能损耗EED2hD2h双避雷线的电能损耗双避雷线的电能损耗 ED2 = = ED2d + + ED2h28一类参考5.1.8. 架空送电线的避雷线的电能损耗架空送电线的避雷线的电能损耗 (续续) 公式的参数含义公式的参数含义 x xi iD D 是避雷线的感抗(是避雷线的感抗(/km/km,r r 是避雷线
23、半径是避雷线半径 m m) D D0 0i iD D 是第是第i i种避雷线的地下感应电流的等值深度种避雷线的地下感应电流的等值深度 ( (m m) ) x xi iD D 是避雷线的感抗(是避雷线的感抗(/km/km,r r 是避雷线半径,是避雷线半径,m m)iDiD 是第是第i i种避雷线的大地导电率种避雷线的大地导电率 ( (m m) )。 f f 是送电负荷电流频率是送电负荷电流频率 ( (50Hz50Hz) )。 29一类参考ED = 5.1.8. 架空送电线避雷线的电能损耗架空送电线避雷线的电能损耗 (续续)5.1.8.3. 小结:避雷线的电能损耗(设共用小结:避雷线的电能损耗(
24、设共用n nD D种避雷线)种避雷线) EED D1d (单单/ /双双地地单单接接情情形形,公公式式2-2-1010)EED D2 (双双地地双双接接 情情形形,公公式式2-2-9 9)5.1.9. 架空送电线电晕的电能损耗架空送电线电晕的电能损耗 5.1.9.1. 定义定义 带电导线表面对大气的局部放电的损耗,以及沿绝缘带电导线表面对大气的局部放电的损耗,以及沿绝缘 子表面爬电的损耗,都归为电晕电能损耗子表面爬电的损耗,都归为电晕电能损耗 。 5.1.9.2. 计算计算 影响电晕放电的不确定因素很多。正常情况下,电晕影响电晕放电的不确定因素很多。正常情况下,电晕 所造成的电能损耗并不大。所
25、造成的电能损耗并不大。按南方电网公司颁发的线损理论计算技按南方电网公司颁发的线损理论计算技术标准(试行)术标准(试行)规定,规定,35kV35kV以上的架空送电线路的电晕损耗为电以上的架空送电线路的电晕损耗为电阻损耗的阻损耗的2%2%。 30一类参考5.1.20. 送电线的电能损耗比较汇总送电线的电能损耗比较汇总5.1.20.1用用n n种架空导线,种架空导线,n nC C种电缆和种电缆和 m m 个串抗的个串抗的6 6 10kV10kV配电线配电线5.1.20.2 用用n n种架空导线种架空导线, ,n nC C种电缆种电缆, ,n nD D种避雷线和种避雷线和m m个串抗的送电线个串抗的送
26、电线31一类参考 由于潮流计算是整条线路(甚至是整对双回路)的欧姆由于潮流计算是整条线路(甚至是整对双回路)的欧姆损耗损耗 El0 ,并未考虑导线电阻温度补偿。,并未考虑导线电阻温度补偿。所以要有整条线温度补偿系数所以要有整条线温度补偿系数 k kw w 式中式中 Ijf 是整条线路的均方根电流。如果是双回路,是整条线路的均方根电流。如果是双回路, Ijf 是是整条线路的均方根电流之半!整条线路的均方根电流之半! 考虑导线电阻温度补偿的电能损耗考虑导线电阻温度补偿的电能损耗 Elw = kwEl0 5.1.21. 送电线电阻的温度综合补偿系数送电线电阻的温度综合补偿系数k kw w32一类参考
27、InrT33一类参考34一类参考35一类参考r12r13r23r1 r2r336一类参考37一类参考r1r2r3Ijf2Ijf3Ijf1= Ijf2+ Ijf3注意:三线卷变压器损注意:三线卷变压器损耗功率必须用归算电阻耗功率必须用归算电阻计算。计算。38一类参考39一类参考40一类参考41一类参考42一类参考MMWh / MVarhS1, S2 , S3 , S4 , S5 , S6, S7 , S8 , S9 , S10S13S14S15S11 S12r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7 r8 r9 r10 r11 r12 r13 r14r16r1543一类参考10111213S10S
28、11S12S13S14S15Ijf10 通过节段通过节段10,供电,供电6台配变。台配变。5.4.3.1. 配网中配线的节段配网中配线的节段(续续)Ijf1044一类参考45一类参考46一类参考47一类参考5.4.3. 5.4.3. 全网配线等值电阻全网配线等值电阻 R RLdzLdz 全网配线等值电阻可以理解为全网配线等值电阻可以理解为配变容量平方的配变容量平方的质心电阻质心电阻!RLdzr1r2rn(节段电阻)(节段电阻)48一类参考49一类参考5.4.5.3 5.4.5.3 小电源问题小电源问题 等值容量法等值容量法1 1(网内有(网内有m m2 2个小电源和个小电源和m m1 1台用户
29、配变)台用户配变) 先决条件:先决条件: 知道每个小电源在时段知道每个小电源在时段 T T 内的有功发电量内的有功发电量 P Psisi , ,和无功发电量和无功发电量 Q Qsisi 。时段。时段 T T内发电的均方根电流内发电的均方根电流 k 是整个配网的电流形状系数。是整个配网的电流形状系数。设整个配网的均方根电流为设整个配网的均方根电流为 I Ijf0 jf0 , , 第第 i i 台个小电源的贡献为台个小电源的贡献为 Ssi 是第是第 i 台台小电源配变容量,小电源配变容量, Ssi是第是第 j 台台 用户用户 配变容量配变容量 。于是可以得到于是可以得到 m m2 2条关于小电源配
30、变容量条关于小电源配变容量S Ssisi的方程式:的方程式:50一类参考5.4.5.4 5.4.5.4 配网中小电源配网中小电源“等值容量等值容量S SSjSj法法 1 1” 对于对于 m m2 2 台小电源升台小电源升压配变,可以列出压配变,可以列出 m m2 2 条均方根电流分配方程:条均方根电流分配方程: 式中式中: :均方根电流均方根电流I Ijfs0 jfs0 , , I Ijfs1 jfs1 , , , I, Ijfsm2 jfsm2 , , 用户配变容量用户配变容量S S1 1 , , S S2 2 , , ,S ,Sm1m1 是已参数。解方程组是已参数。解方程组, , 得出小电
31、源等值容量得出小电源等值容量S SS S1 1 , S, SS S2 2 , , ,S,SSmSm2 2。将它们置负将它们置负, , 将将 p p0j 0j 和和 p pkjkj置置0 , 0 , 和用和用S Si i 户一起去形成户一起去形成R RTdz Tdz 和和 R RLdzLdz 。51一类参考5.4.5.5 5.4.5.5 配网中小电源配网中小电源“等值容量等值容量S SSjSj法法 2 2” 先决条件:先决条件: 知道每个小电源在时段知道每个小电源在时段 T T 内的有功发电量内的有功发电量 P Psisi , ,和无功发电量和无功发电量 Q Qsisi 。时段。时段 T T 内
32、发电的平均电流内发电的平均电流 时段时段 T T 内内, , 第第 j j 台个小电源的平均视在功率为台个小电源的平均视在功率为于是得出于是得出 m2 个个 SpjS1 , SpjS2 , , SpjS m1。将它们置负将它们置负, 并将并将 p0j 和和 pkj置置0 , 和和用用Si 户一起去形成户一起去形成RTdz 和和 RLdz 。 52一类参考5.4.5.4 5.4.5.4 有小电源有小电源 的配网线损率的配网线损率 T T时段内计算出的线损电能时段内计算出的线损电能 = = T T时段内网内全部小电源发电电能时段内网内全部小电源发电电能 = = T T时段内全网总表抄见电能时段内全
33、网总表抄见电能( (出网或入网出网或入网)=)= 53一类参考54一类参考55一类参考56一类参考5.7. 5.7. 低压网损的电压降公式推导低压网损的电压降公式推导 U1 r x U2II U2 Ix A B U1 Ir j这就是公式这就是公式4-84-857一类参考内内容容提提要要适用范围及引用标准线损计算的几个基本概念降损的原则和方法线损计算的基本原理各种电网元件的线损计算不同电压等级的线损计算理论线损计算结果分析与评价58一类参考6 6 不同电压等级的线损计算不同电压等级的线损计算6.1 6.1 理论线损组成理论线损组成整个电网电能损耗计算包括:整个电网电能损耗计算包括:u35kV35
34、kV及以上电力网:及以上电力网:35kV35kV及以上交流线路及变压器;及以上交流线路及变压器;u20kV20kV配电网:配电网:20kV20kV交流线路及公用配电变压器;交流线路及公用配电变压器;u10kV10kV配电网:配电网:10kV10kV交流线路及公用配电变压器;交流线路及公用配电变压器;u6kV6kV配电网:配电网:6kV6kV交流线路及公用配电变压器;交流线路及公用配电变压器;u0.4kV0.4kV低压网:低压网:0.4kV0.4kV及以下电力网;及以下电力网;u其它交流元件:并联电容器,并联电抗器,调相机,电压互感其它交流元件:并联电容器,并联电抗器,调相机,电压互感器,站用变
35、等;器,站用变等;u高压直流输电系统:直流线路,接地极系统,换流站(换流变高压直流输电系统:直流线路,接地极系统,换流站(换流变压器、换流阀、交流滤波器、平波电抗器、直流滤波器、并联压器、换流阀、交流滤波器、平波电抗器、直流滤波器、并联电抗器、并联电容器和站用变压器)。电抗器、并联电容器和站用变压器)。59一类参考6.2.1 6.2.1 算法原理算法原理潮流算法潮流算法: : 由发电机和负荷功率推知支路电流、节点电压,由发电机和负荷功率推知支路电流、节点电压,从而可得到各个元件的有功损耗及整个电网的有功损从而可得到各个元件的有功损耗及整个电网的有功损耗。计算时段内的电能损耗计算可以归结为日电能
36、损耗。计算时段内的电能损耗计算可以归结为日电能损耗计算,日电能损耗的计算方法主要有电力法和电量耗计算,日电能损耗的计算方法主要有电力法和电量法两种。法两种。6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 60一类参考p潮流计算模型中可以包括以下元件潮流计算模型中可以包括以下元件: :u架空线路,电缆线路;架空线路,电缆线路;u双绕组变压器,三绕组变压器;双绕组变压器,三绕组变压器;u串联电抗器;串联电抗器;u并联电容器,并联电抗器;并联电容器,并联电抗器;u站用变压器,所消耗的功率作为负荷处理;站用变压器,所消耗的功率作为负荷处理;u调相机,作为发电机处理。调相机,作
37、为发电机处理。6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 61一类参考p 电力法:电力法: 根据每小时的发电机的有功、无功(电压)数根据每小时的发电机的有功、无功(电压)数据、负荷的有功、无功数据、网络拓扑结构及元件阻据、负荷的有功、无功数据、网络拓扑结构及元件阻抗参数进行潮流计算,得出每个节点电压,然后计算抗参数进行潮流计算,得出每个节点电压,然后计算出每条支路的有功损耗。将所有支路的损耗相加,即出每条支路的有功损耗。将所有支路的损耗相加,即是全网一小时的损耗。将是全网一小时的损耗。将24 24 小时的损耗相加,即得出小时的损耗相加,即得出一天的线损。一天的线损
38、。 6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 62一类参考p 电量法:电量法: 基本思路是首先将电网各节点一天基本思路是首先将电网各节点一天2424小时小时的负荷折算成以相应的负荷折算成以相应2424小时的总功率为基准的小时的总功率为基准的负荷或出力分配系数,再将代表日电量(有功负荷或出力分配系数,再将代表日电量(有功电量和无功电量)乘以相应负荷或出力分配系电量和无功电量)乘以相应负荷或出力分配系数,形成数,形成2424小时各个节点负荷的有功功率和无小时各个节点负荷的有功功率和无功功率;同样地,对发电机有功功率和无功功功功率;同样地,对发电机有功功率和无功功率也
39、借助其电量数据做类似处理。再进行潮流率也借助其电量数据做类似处理。再进行潮流计算。其余计算与电力法的相同。计算。其余计算与电力法的相同。 6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 63一类参考p 潮流算法数据采集潮流算法数据采集: : 计算方法需要采集的运行数据电力法计算时段内电网每天所有正点的数据如下: (1)电网拓扑结构。 (2)发电机:其所接节点作为PQ节点,有功功率(MW)和无功功率(Mvar);其所接节点作为PV节点时,有功功率(MW)和电压(kV);其所接节点作为平衡节点时,电压(kV),其相角设为零。 (3)调相机:其所接节点作为PQ节点,有功功率
40、(MW)和无功功率(Mvar);其所接节点作为PV节点时,有功功率(MW)和电压(kV)。 (4)负荷:有功功率(MW)和无功功率(Mvar)。电量法 除需要采集电力法的所有数据外,还需要采集计算时段内所有发电机(平衡机除外)、调相机和负荷每天的有功电度(MWh)和无功电度(Mvarh)。6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 64一类参考p 潮流算法需要注意以下问题潮流算法需要注意以下问题: :u架空线路由于温升引起的线损无法在潮流模型中考虑,架空线路由于温升引起的线损无法在潮流模型中考虑,需要采用标准需要采用标准2.2.12.2.1中的方法求得;中的方法求
41、得;u220kV220kV以上线路的电晕损失无法在潮流模型中考虑,需以上线路的电晕损失无法在潮流模型中考虑,需要采用标准要采用标准2.2.22.2.2中的方法求得;中的方法求得;u电缆线路绝缘介质中的电能损耗无法在潮流模型中考电缆线路绝缘介质中的电能损耗无法在潮流模型中考虑,需要采用标准虑,需要采用标准2.2.32.2.3中的方法求得;中的方法求得;u架空地线的电能损耗无法在潮流模型中考虑,需要采架空地线的电能损耗无法在潮流模型中考虑,需要采用标准用标准2.2.42.2.4中的方法求得;中的方法求得;u潮流模型一般会忽略变压器的励磁支路,其空载电能潮流模型一般会忽略变压器的励磁支路,其空载电能
42、损耗可采用标准损耗可采用标准2.2.52.2.5中的方法求得;中的方法求得;6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 65一类参考p 潮流算法需要注意以下问题(续):潮流算法需要注意以下问题(续):u与架空线路、双绕组变压器低压侧、三绕组变压器中与架空线路、双绕组变压器低压侧、三绕组变压器中压侧和低压侧相连接的串联电抗器电能损耗无法在潮压侧和低压侧相连接的串联电抗器电能损耗无法在潮流模型中考虑,可采用标准流模型中考虑,可采用标准2.2.62.2.6中的方法求得;中的方法求得;u并联电容器、并联电抗器及电压互感器的电能损耗无并联电容器、并联电抗器及电压互感器的电能
43、损耗无法在潮流模型中考虑;法在潮流模型中考虑;u并联电容器、并联电抗器、电压互感器、站用变压器并联电容器、并联电抗器、电压互感器、站用变压器及调相机均归为其它交流元件,其电能损耗计算方法及调相机均归为其它交流元件,其电能损耗计算方法见标准第五章。见标准第五章。u因此,在忽略以上几种情况的时候,整个因此,在忽略以上几种情况的时候,整个35kV35kV及以上及以上电力网的电能损耗就等于潮流算法直接获得的总损耗。电力网的电能损耗就等于潮流算法直接获得的总损耗。6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 66一类参考p代表日与代表月电能损耗之间的折算代表日与代表月电能损耗
44、之间的折算: :u计算时段的选取对于计算结果有较大影响,根据南方电网公司技术标计算时段的选取对于计算结果有较大影响,根据南方电网公司技术标准中的相关规定,选取代表月和代表日均符合要求。准中的相关规定,选取代表月和代表日均符合要求。u由于代表月和代表日均所涉及的数据采集量各异,采用代表月形式进由于代表月和代表日均所涉及的数据采集量各异,采用代表月形式进行计算时所投入的人力物力远大于代表日形式,所以允许各地线损负责行计算时所投入的人力物力远大于代表日形式,所以允许各地线损负责部门根据各地区线损计算基础条件选取合适的代表日进行计算。部门根据各地区线损计算基础条件选取合适的代表日进行计算。u在代表月线
45、损计算中,如果能够完整获得一个月的详细数据,那么可在代表月线损计算中,如果能够完整获得一个月的详细数据,那么可对区间进行精细划分,将一个月分解为对区间进行精细划分,将一个月分解为744744个时间段(个时间段(3131天)或天)或720720个时个时间段(间段(3030天),并对每个时间段分别进行一次潮流计算,即选定的代表天),并对每个时间段分别进行一次潮流计算,即选定的代表日数为日数为3131天(或天(或3030天),称这种做法为完整潮流算法。天),称这种做法为完整潮流算法。u如果采用代表日进行潮流计算,则存在代表日与代表月电能损耗之间如果采用代表日进行潮流计算,则存在代表日与代表月电能损耗
46、之间的折算问题。的折算问题。6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 67一类参考均方根电流法:均方根电流法: 把主网分为四个元件:架空线路(包括串联电抗),把主网分为四个元件:架空线路(包括串联电抗),电缆线路,双绕组变压器(包括串联电抗),三绕组变电缆线路,双绕组变压器(包括串联电抗),三绕组变压器(包括串联电抗),压器(包括串联电抗),采用均方根电流法,按元件逐采用均方根电流法,按元件逐个计算电能损耗个计算电能损耗。而主网中的并联电容器、并联电抗器、而主网中的并联电容器、并联电抗器、电压互感器、站用变压器和调相机按各自计算方法计算电压互感器、站用变压器和调
47、相机按各自计算方法计算(见标准第五章)(见标准第五章)6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 68一类参考p 均方根电流法数据采集:均方根电流法数据采集:元件名称需要采集的运行数据架空线路 首端有功电度(MWh)和无功电度(Mvarh),计算时段内记录的线路最大和最小电流(kA),线路所在地平均环境温度(0C)。电缆线路 首端有功电量(MWh)和无功电量(Mvarh),流过线路的最大和最小电流(kA)。双绕组变压器 高压侧有功电量(MWh)和无功电量(Mvarh),计算时段内记录的高压侧最大和最小电流(kA)。三绕组变压器 中压侧有功电量(MWh)和无功电量(
48、Mvarh),计算时段内记录的中压侧最大和最小电流(kA);低压侧有功电量(MWh)和无功电量(Mvarh),计算时段内记录的低压侧最大和最小电流(kA)。6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 69一类参考35kV35kV及以上电力网线损计算方法及其适用范围及以上电力网线损计算方法及其适用范围基本计算方法延伸算法适用范围均方根电流法平均电流法已知计算时段内抄见有功电量、无功电量、最大和最小负荷电流及额定电压。最大电流法已知计算时段内有功和无功抄见电量、最大和最小负荷电流及额定电压。潮流算法损耗功率累加法电力法已知负荷有功和无功功率、网络拓扑结构及元件阻抗参数
49、。电量法已知负荷有功和无功电量、负荷曲线、网络拓扑结构及元件阻抗参数。6.2.2 6.2.2 方法比较方法比较6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 70一类参考35kV35kV及以上电力网线损计算方法优缺点比较及以上电力网线损计算方法优缺点比较基本计算方法优 点缺 点均方根电流法计算速度快,适合大规模电力网数据处理和计算;能考虑环温和电流温升对电阻的影响,并引入形状系数来求解均方根电流,简化了均方根电流求解的烦琐;不存在收敛性问题,对数据输入准确性要求较低。属于工程上的近似计算,精度虽能够满足工程需要,但仍是一种估算算法;因为对数据录入要求不高,故对数据的误
50、录不能起检验和校正作用。潮流算法计算精度较高,可计算35kV及以上电力网各元件损耗的精确值,潮流计算的优化可缩短计算时间并使其适用于大型电力网的计算,由于对输入数据要求较高,所以一定程度上可以防止由于数据误录而产生的错误计算结果。由于高压电力网潮流计算中常常应用xr这一结论对潮流计算进行简化,且不能考虑环温和电流温升对电阻的影响,而这一部分对线损计算有一定影响,造成计算结果有偏差;对数据输入准确性要求较高,某些情况下可能因为数据输入的不准确而导致潮流计算不收敛,无法得到结果;计算速度慢。6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 71一类参考35kV35kV及以上
51、电力网线损基本计算方法数据采集比较及以上电力网线损基本计算方法数据采集比较基本计算方法所需基本参数数据采集特点均方根电流法 元件计算时段内的有功电量、无功电量,及流过元件的最大/最小电流值,架空线路应虑及所在地平均温度。 数据结构简单,易于工程实现。有功、无功电量可由元件抄见电量获得,均方根电流可由不同途径间接得到,如采用平均电流法时,由平均电流折算得到。潮流算法计算时段内电力网每天所有正点的数据如下:(1)电力网拓扑结构。(2)发电机:其所接节点作为PQ节点,有功和无功功率/电量;其所接节点作为PV节点时,有功功率/电量和电压;其所接节点作为平衡节点时,电压幅值。(3)调相机:其所接节点作为
52、PQ节点,有功和无功功率/电量;其所接节点作为PV节点时,有功功率/电量和电压。(4)负荷:有功和无功功率/电量 数据录入复杂,数据精确度要求高,工作量大。作为离线计算软件,电力网拓扑结构、发电机、调相机和负荷参数可由调度部门历史管理数据中得到;如地方硬件水平较高,具备实时电力网监控调度系统时,可直接与其建立接口,获得相应数据,实现在线计算。6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 72一类参考6.2.3 6.2.3 小结小结均方根电流法方便实用、适于大范围推广。均方根电流法方便实用、适于大范围推广。潮流算法因对网络参数、运行数据要求严格,在条件潮流算法因对网络
53、参数、运行数据要求严格,在条件具备时适于使用,可得到较为精确的计算结果。具备时适于使用,可得到较为精确的计算结果。如采用潮流计算时,应对计算结果进行修正。如采用潮流计算时,应对计算结果进行修正。6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 73一类参考5.3.1 5.3.1 计算难点计算难点 配网节点多、分支线多、元件也多,各配网节点多、分支线多、元件也多,各支线的导线型号不同,配电变压器的容量、支线的导线型号不同,配电变压器的容量、负荷率、功率因数等参数和运行数据也不相负荷率、功率因数等参数和运行数据也不相同,精确地计算配电网络中各元件的电能损同,精确地计算配电网
54、络中各元件的电能损耗比较困难。耗比较困难。 6.3 10kV6.3 10kV配网线损计算配网线损计算 74一类参考6.3.2 6.3.2 算法原理算法原理等值电阻法等值电阻法: : 基基本本思思想想是是:整整个个配配网网的的总总均均方方根根电电流流流流过过等等值值电电阻阻所所产产生生的的损损耗耗,等等于于配配网网内内全全部部配配线线可可变变损损耗和全部配变负载损耗的总和,即:耗和全部配变负载损耗的总和,即: 其中:其中: 为配线等值电阻为配线等值电阻 为配变等值电阻为配变等值电阻6.3 10kV6.3 10kV配网线损计算配网线损计算 75一类参考p等值电阻法数据采集等值电阻法数据采集: :
55、计算方法需要采集的运行数据基于配变容量的等值电阻法(1)配网拓扑结构。(2)配网首端总有功电度(MWh)和无功电度(Mvarh)。(3)配网首端最大电流和最小电流(kA)。(4)环境温度(0C)。(5)如果含小水电或小火电机组,需要采集其有功电度(MWh)和无功电度(Mvarh)。基于配变电量的等值电阻法 除需要采集基于配变容量的等值电阻法的所有数据外,还需要采集计算时段内所有配变低压侧的有功电度(MWh)和无功电度(Mvarh)。6.3 10kV6.3 10kV配网线损计算配网线损计算 76一类参考潮流算法潮流算法: : 针针对对10kV10kV配配电电网网的的单单电电源源辐辐射射状状结结构
56、构特特点点,利利用用前前推推回回代代潮潮流流计计算算方方法法,直直接接求求解解配配电电网网的的电电能能损耗。同样可分为电力法和电量法。损耗。同样可分为电力法和电量法。6.3 10kV6.3 10kV配网线损计算配网线损计算 77一类参考p潮流算法数据采集潮流算法数据采集: : 计算方法需要采集的运行数据电力法计算时段内配电网每天所有正点的数据如下:(1)配电网拓扑结构。(2)发电机:其所接节点作为PQ节点,有功和无功功率;其所接节点作为PV节点时,有功功率和电压;其所接节点作为平衡节点时,电压幅值。(3)负荷:有功和无功功率电量法 除需要采集电力法的所有数据外,还需要采集计算时段内所有负荷每天
57、的有功电量(MWh)和无功电量(Mvarh)。 6.3 10kV6.3 10kV配网线损计算配网线损计算 78一类参考小电源处理方法: 地方小电源(小水电和小火电)的地方小电源(小水电和小火电)的存在对存在对10kV10kV配电网电能损耗的计算造成困难。配电网电能损耗的计算造成困难。一般在等值电阻法的基础上,采用一般在等值电阻法的基础上,采用“等效容量等效容量法法”对其进行处理。对其进行处理。6.3 10kV6.3 10kV配网线损计算配网线损计算 79一类参考p等效容量法等效容量法(I):(I): 关于小电源问题,由于它们的发电量并不和关于小电源问题,由于它们的发电量并不和升压配变容量成正比
58、,在计算时段内也不一定全升压配变容量成正比,在计算时段内也不一定全发电,所以不能象用户那样按配变容量发电,所以不能象用户那样按配变容量“分享分享”总均方根电流。其基本思想来自文献总均方根电流。其基本思想来自文献55。6.3 10kV6.3 10kV配网线损计算配网线损计算 80一类参考p等效容量法等效容量法():(): 根据每个小电源在时段内的有功电量和无功根据每个小电源在时段内的有功电量和无功电量,可以得到它的平均电流:电量,可以得到它的平均电流: 因此,第因此,第 台配变在时段台配变在时段 内的平均视在功率为:内的平均视在功率为:6.3 10kV6.3 10kV配网线损计算配网线损计算 8
59、1一类参考10kV10kV配电网线损计算方法及其适用范围配电网线损计算方法及其适用范围计算方法算法特点适用范围等值电阻法 整个10kV配电网的总均方根电流流过等值电阻所产生的损耗等于10kV配电网内全部配线可变损耗和全部配变的负载损耗的总和。 已知10kV配电网拓扑结构、配线和配变参数,配线首端抄见有功和无功电量、最大和最小负荷电流及额定电压。潮流法 针对10kV配电网的单电源辐射状结构特点,利用前推回代潮流计算方法,直接求解配电网的电能损耗。 已知10kV配电网拓扑结构、配线和配变参数,配线各节点负荷有功和无功抄见电量及负荷曲线等。6.3.3 6.3.3 算法比较算法比较6.3 10kV6.
60、3 10kV配网线损计算配网线损计算 82一类参考计算方法优 点缺 点等值电阻法 理论基础是均方根电流法,能考虑环温和电流温升对电阻的影响,计算参数容易得到,输入数据量小,不存在计算收敛问题,计算速度较快;分按配变容量等值和按配变电量等值两种算法,后者较前者更精确。 计算精度没有潮流法高,无法计算10kV配电网中的环网。潮流算法 计算精度比较高,能较好地处理10kV配电网中的环网问题,适于配电网线损的深入分析。 原始数据的采集及计算输入数据工作量较大,个别情况下可能存在计算不收敛问题,且不能考虑环温和电流温升对电阻的影响,计算速度慢。10kV10kV配电网线损计算方法优缺点比较配电网线损计算方
61、法优缺点比较6.3 10kV6.3 10kV配网线损计算配网线损计算 83一类参考计算方法所需基本参数数据采集特点等值电阻法计算时段内电力网数据如下:(1)10kV配电网拓扑结构。(2)10kV配电网首端总有功电量和无功电量。(3)10kV配电网首端最大/最小电流。(4)环境温度。(5)如果含小水电或小火电机组,需要采集其有功电量和无功电量。 电力网拓扑结构可由调度部门运行记录获得;有功、无功电量由该处电表抄见电量录入;均方根电流一般采用平均电流法折算获得;必要时需要人为设定功率分点。潮流算法计算时段内配电网每天所有正点的数据如下:(1)配电网拓扑结构。(2)发电机:其所接节点作为PQ节点,有
62、功和无功功率/电量;其所接节点作为PV节点时,有功功率/电量和电压;其所接节点作为平衡节点时,电压幅值。(3)负荷:有功和无功功率/电量 作为离线计算软件,电力网拓扑结构、负荷参数可由调度部门历史管理数据中得到;如地方硬件水平较高,具备配网自动化系统时,可直接与其建立接口,获得相应数据,实现在线计算。10kV10kV配电网线损计算方法数据采集比较配电网线损计算方法数据采集比较6.3 10kV6.3 10kV配网线损计算配网线损计算 84一类参考6.3.4 6.3.4 小结小结 虽虽然然等等值值电电阻阻法法的的计计算算结结果果没没有有潮潮流流法法计计算算精精确确,但但由由于于其其在在数数据据采采
63、集集方方面面大大大大优优于于潮潮流流算算法法,而而且且计计算算精精度度、计计算算速速度度都都符符合合工工程程的的要要求求,因因此此在在目目前前的的线线损损计计算算中中用得最广。用得最广。潮潮流流算算法法不不仅仅数数据据采采集集困困难难,而而且且还还有有可可能能导导致致计计算算不不收收敛敛问问题题,一一般般在在规规划划设设计计方方面面或或对对线线损损分分析析时时使使用用,在实际线损计算中很少使用。在实际线损计算中很少使用。6.3 10kV6.3 10kV配网线损计算配网线损计算 85一类参考6.4.1 6.4.1 计算难点计算难点 低压电力网比低压电力网比10kV10kV配电网更加复杂,有三相四
64、线制、配电网更加复杂,有三相四线制、单相制、三相三线制等供电方式,而且各相电流也不平单相制、三相三线制等供电方式,而且各相电流也不平衡,各种容量的变压器供电出线回路数不一样,沿线负衡,各种容量的变压器供电出线回路数不一样,沿线负荷的分布也没有规律,同一回主干线还可能由多种不同荷的分布也没有规律,同一回主干线还可能由多种不同截面导线组成等。同时,它又往往缺乏完整、准确的线截面导线组成等。同时,它又往往缺乏完整、准确的线路参数和负荷数据。低压电力网的电能损耗精确计算,路参数和负荷数据。低压电力网的电能损耗精确计算,要比计算要比计算10kV10kV配电网电能损耗工作量大得多,实施精确配电网电能损耗工
65、作量大得多,实施精确计算在实际中是无法操作的。计算在实际中是无法操作的。 6.4 0.4kV6.4 0.4kV低压网线损计算低压网线损计算 86一类参考6.4.2 6.4.2 算法原理算法原理基于实测线损的台区损失率法:基于实测线损的台区损失率法: 将将0.4kV0.4kV低压网负荷性质分为低压网负荷性质分为城区网、郊区网及城区网、郊区网及农村网农村网,再将每种性质的低压网按负荷类型分为,再将每种性质的低压网按负荷类型分为重重负荷、中负荷、轻负荷负荷、中负荷、轻负荷三类。对每个负荷类型,分三类。对每个负荷类型,分别抽取若干个典型台区,即供电负荷正常、计量齐别抽取若干个典型台区,即供电负荷正常、
66、计量齐全、电能表运行正常、无窃电现象的数个台区,对全、电能表运行正常、无窃电现象的数个台区,对其在计算时段内的线损进行实测,从而获得这些台其在计算时段内的线损进行实测,从而获得这些台区的单位配变容量的电能损耗值(区的单位配变容量的电能损耗值(MWh/MWMWh/MW)。再将)。再将这些值分别应用于具有相同负荷性质和相同负荷类这些值分别应用于具有相同负荷性质和相同负荷类型的其它台区,分别计算其电能损耗。最后对三种型的其它台区,分别计算其电能损耗。最后对三种负荷性质低压网的电能损耗进行求和,得到全部低负荷性质低压网的电能损耗进行求和,得到全部低压网的电能损耗。压网的电能损耗。 6.4 0.4kV6
67、.4 0.4kV低压网线损计算低压网线损计算 87一类参考电压损失法电压损失法 抽样测量该网送端电压和末端电压,首端平均抽样测量该网送端电压和末端电压,首端平均功率因数,得到抽样的电压降:功率因数,得到抽样的电压降: 通过一个由通过一个由0.4kV0.4kV低压网(主要)导线大小决低压网(主要)导线大小决定的系数定的系数K KP P估算该网的线损率:估算该网的线损率:6.4 0.4kV6.4 0.4kV低压网线损计算低压网线损计算 88一类参考等值电阻法等值电阻法 应用应用10kV10kV配电网等值电阻法的计算数学模型,配电网等值电阻法的计算数学模型,结合低压电力网的特殊性,利用配电变压器低压
68、侧结合低压电力网的特殊性,利用配电变压器低压侧总表的有功、无功电度替代总表的有功、无功电度替代10kV10kV配电网的首端电量;配电网的首端电量;利用各用户电度表的有功电度和无功电度计算出一利用各用户电度表的有功电度和无功电度计算出一个等效容量,并以此替代个等效容量,并以此替代10kV10kV线路中配电变压器的线路中配电变压器的容量;线路的结构参数类似容量;线路的结构参数类似10kV10kV线路的方法组织。线路的方法组织。 6.4 0.4kV6.4 0.4kV低压网线损计算低压网线损计算 89一类参考p数据采集:数据采集: 计算方法需要采集的运行数据电压损失法对所有低压台区,需要采集:(1)能
69、获取总表有功电度和无功电度情形:首端电压和末端电压(线电压,kV),首端平均功率因数;总表有功电度(MWh)和无功电度(Mvarh)(2)没有总表情形:首端电压和末端电压(线电压,kV),首端平均功率因数;首端总电流(kA)。基于实测线损的台区损失率法(1)不考虑负荷分类:各个典型台区的供电量(MWh)和售电量(MWh)(2)按照负荷分类:各类负荷所对应的典型台区的供电量(MWh)和售电量(MWh)。基于电压损失法的台区损失率法(1)不考虑负荷分类:各个典型台区的数据采集与电压损失法的相同。(2)按照负荷分类:各类负荷所对应的典型台区的数据采集与电压损失法的相同。6.4 0.4kV6.4 0.
70、4kV低压网线损计算低压网线损计算 90一类参考计算方法算法特点适用范围电压损失法 通过实测低压线网电压损失和主干线导线参数,求出该网的线损率和电压损失的关系。再用期内实际电量或负荷推求线损率。已知线路首末端电压、网内主干线导线的规格,及(1)首端电流和功率因数;或(2)线路首末端电压及首端有功和无功抄见电量。等值电阻法 用类似配电网等值电阻法的思想,更精确地计算特定的某个低压网线损。 已知低压网配电变压器总表的有功和无功抄见电量、低压网络线路结构及其参数及本期内全网各用户电能表抄见电量。台区损失率法 选取几类典型台区低压网,作线损计算或实测,得出对应单位配变容量的线损率。最后用它推算其它同类
71、台区的低压网线损率。 已知各典型台区(配变)的理论线损率或实测线损耗率,各台区配变容量。理论线损率用电压损失法求得;实测线损率根据台区总供电量和总售电量求得。0.4kV0.4kV低压网线损计算方法特点及适用范围低压网线损计算方法特点及适用范围6.4.3 6.4.3 算法比较算法比较6.4 0.4kV6.4 0.4kV低压网线损计算低压网线损计算 91一类参考基本计算方法优 点缺 点电压损失法 输入数据量不多。不需收集庞大而难以整理的结构数据,实际的可操作性较强,能基本满足节能管理的准确度要求。它是电力网电能损耗计算导则推荐的低压网线损计算方法,适用于低压网常规的线损计算。 属于统计的近似计算。
72、 有时遇到低压网的结构特殊,或负荷类型及负荷分布偏离统计规律,会降低计算的准确度。等值电阻法 准确度更比电压损失法高。尤其对那些主干线和分支线差别不明显的低压电力网来说,本方法的优点更明显。 电力网数据的收集整理工作量很大,计算速度慢。且由于低压网的复杂性,线路结构参数难于收集完整,也是该方法的局限性。只适用作特殊计算,不适合作线损常规计算。台区损失率法 大大减少了低压网数据收集与整理工作量,计算速度快,能满足节能管理的准确度要求。 典型台区的选取一定程度上受人为因素的影响;若理论线损率采用电压损失法求得,计算准确度更受影响;采用抽样实测线损率来修正理论线损率,会提高计算准确度。 本方法比电压
73、损失法更便于作低压网大范围计算应用。0.4kV0.4kV低压网线损计算方法的优缺点低压网线损计算方法的优缺点92一类参考基本计算方法所需基本参数数据采集特点电压损失法对所有低压台区,需要采集:(1)能获取总表有功电量和无功电量情形:首端电压和末端电压,首端平均功率因数;总表有功电量和无功电量(2)没有总表情形:首端电压和末端电压,首端平均功率因数;首端总电流。 所有台区都有总表时直接抄见有功和无功电量;无总表时直接用钳表测出首端总电流,用钳表测出首端电压及末端电压,读取首端平均功率因数。等值电阻法计算时段内电力网数据如下:(1)低压网拓扑结构。(2)低压网首端总有功电量和无功电量。(3)全网各
74、用户电能表抄见有功电量。(4)首端电流最大最小值。(5)环境温度。 电力网拓扑结构可由电力网规划部门历史数据获得;有功、无功电量由首端总表抄录;均方根电流一般采用平均电流法折算获得。0.4kV0.4kV低压网线损计算方法数据采集比较低压网线损计算方法数据采集比较6.4 0.4kV6.4 0.4kV低压网线损计算低压网线损计算 93一类参考台区损失率法 基于实测线损的台区损失率法(1)不考虑负荷分类:各个典型台区的供电量和售电量。(2)按照负荷分类:各类负荷所对应的典型台区的供电量和售电量 针对所选典型台区,记录其抄见电量,计算其供电量和售电量。 基于电压损失法的台区损失率法(1)不考虑负荷分类
75、:各个典型台区的数据采集与电压损失法的相同。(2)按照负荷分类:各类负荷所对应的典型台区的数据采集与电压损失法的相同。 基本与电压损失法一样,但只针对所选典型台区进行数据采集。0.4kV0.4kV低压网线损计算方法数据采集比较(续)低压网线损计算方法数据采集比较(续)6.4 0.4kV6.4 0.4kV低压网线损计算低压网线损计算 94一类参考6.4.4 6.4.4 小结小结 等值电阻法的计算准确度较高,但不便于大范围推广应用。等值电阻法的计算准确度较高,但不便于大范围推广应用。以实测线损率或者等值电阻法为基础的台区损失率法,可以实测线损率或者等值电阻法为基础的台区损失率法,可以较好地解决低压
76、网线损计算工作量过大的问题。以较好地解决低压网线损计算工作量过大的问题。台区损失率法是计算准确度与数据采集量矛盾一个合理的台区损失率法是计算准确度与数据采集量矛盾一个合理的折衷。折衷。6.4 0.4kV6.4 0.4kV低压网线损计算低压网线损计算 95一类参考高压直流输电(高压直流输电(HVDCHVDC)系统产生电能损耗的主要元件有:)系统产生电能损耗的主要元件有:直流线路、接地极系统和换流站。直流线路、接地极系统和换流站。两端换流站的设备类型繁多,它们的损耗机制又各不相同,两端换流站的设备类型繁多,它们的损耗机制又各不相同,因此准确计算换流站损耗比较复杂,通常换流站的功率损因此准确计算换流
77、站损耗比较复杂,通常换流站的功率损耗约为换流站额定功率的耗约为换流站额定功率的0.5%-1%0.5%-1%。接地极系统损耗与接地极系统损耗与HVDCHVDC系统的运行方式有关,双极运行时系统的运行方式有关,双极运行时其值很小,单极大地回线方式运行时其值较大。其值很小,单极大地回线方式运行时其值较大。6.5 6.5 高压直流输电系统线损计算高压直流输电系统线损计算96一类参考内内容容提提要要适用范围及引用标准线损计算的几个基本概念降损的原则和方法线损计算的基本原理各种电网元件的线损计算不同电压等级的线损计算理论线损计算结果分析与评价97一类参考7.1 理论线损分析理论线损分析7.1.1分析指标分
78、析指标在在进行行线损理理论计算算结果果分分析析过程程中中,各各级供供电公公司司应对计算算结果果与与计划划值、同同期期同同口口径径值、统计值进行行对比比分分析析,并并提提出出相相应的的降降损措措施。施。线损理理论计算算结果的指果的指标分析主要在于以下几方面:分析主要在于以下几方面:(1)35kV及以上及以上电力网力网线损值(率)(率)比比较,包括分,包括分压、分区和分、分区和分线的比的比较;(2)所所属属单位位线损值(率率)的的比比较,包包括括单位位间线损值(率率)分分压、分分区区、分分线和分台区的比和分台区的比较;(3)大用大用户线损值(率)(率)比比较,包括分,包括分压、分区和分、分区和分线
79、的比的比较;(4)不同期不同期电量比量比较,考,考虑供售供售电量抄表不同期而少量抄表不同期而少计或多或多计的的电能;能;(5)分分析析无无损电量量、过网网电量量及及其其它它影影响响,推推荐荐一一致致采采用用剔剔除除无无损电量量、过网网电量等无关因素的供量等无关因素的供电量量计算公式;算公式;(6)母母线电量量不不平平衡衡分分析析,包包括括表表计异异常常分分析析、发电厂厂中中漏漏计的的自自用用电在在供供电量中的量中的调整、整、变电所漏所漏计的自用的自用电在在线损电能中的能中的调整。整。7 7 理论线损计算结果分析与评价理论线损计算结果分析与评价98一类参考7.1 理论线损分析(续)理论线损分析(
80、续)7.1.2 各级管理部门分析标准各级管理部门分析标准各各地地区区供供电电局局线线损损专专责责人人员员负负责责完完成成当当月月(日日)全全地地区区(州州)线线损损分分析析,并并在在规规定定时时间间内内送送往往地地区区公公司司线线损损归归口口部门,涉及内容如下:部门,涉及内容如下:(1)(1)全地区(州)线损值(率)及比较分析;全地区(州)线损值(率)及比较分析;(2)(2)全地区(州)分压、分线及分台区线损情况比较;全地区(州)分压、分线及分台区线损情况比较;(3)(3)城区城区35kV35kV和和10kV10kV线损值(率)对比情况分析;线损值(率)对比情况分析;(4)(4)过网电量的影响
81、;过网电量的影响;(5)(5)高损耗线路、变压器的原因及影响分析;高损耗线路、变压器的原因及影响分析;(6)(6)母线电量不平衡分析;母线电量不平衡分析;(7)电力网负荷的影响。电力网负荷的影响。 7 7 理论线损计算结果分析与评价理论线损计算结果分析与评价99一类参考7.1 理论线损分析(续)理论线损分析(续)7.1.3 理论线损构成分析理论线损构成分析在线损理论计算中,一般需要计算如下线损指标:在线损理论计算中,一般需要计算如下线损指标:(1)各电压等级的电力网线损率及其占整个电力网总损耗的百分比;(2)送电线路的损耗及其占该电压等级总损耗的百分比;(3)变压器的空载损耗和负载损耗及其占该
82、电压等级总损耗的百分比;(4)10kV配电线路的损耗及其占该电压等级总损耗的百分比;(5)10kV配变的空载损耗和负载损耗及其占该电压等级总损耗的百分比;(6)0.4kV低压网损耗及其占总损耗的百分比;(7)高压直流输电系统各元件的损耗及其占整个电力网总损耗的百分比;(8)电力网其它元件的损耗及其占该电压等级总损耗的百分比。7.2 结果评价(略)结果评价(略)7 7 理论线损计算结果分析与评价理论线损计算结果分析与评价100一类参考目的:目的:学习宣贯南方电网公司学习宣贯南方电网公司线损理论计算软件技术标线损理论计算软件技术标准准(试行)(试行)所规定的内容及要求。所规定的内容及要求。适应范围
83、:适应范围:本标准作为线损理论计算软件设计、开发与维本标准作为线损理论计算软件设计、开发与维护工作的规范;并为电力网规划、设计、运行及管理工作护工作的规范;并为电力网规划、设计、运行及管理工作提供重要的技术支撑手段。提供重要的技术支撑手段。了解了解:介绍常见的线损计算软件(略)。:介绍常见的线损计算软件(略)。第二部分第二部分 线损理论计算软件技术标准线损理论计算软件技术标准101一类参考102DL/T686DL/T6861999 1999 电力网电能损耗计算导则电力网电能损耗计算导则(19991999)DL/T448DL/T4482000 2000 电能计量装置技术管理规程电能计量装置技术管
84、理规程(20002000)Q Q/CSG 11302-2008 /CSG 11302-2008 线损线损“四分四分”管理管理标准标准(20082008)软件设计文档国家标准库(软件设计文档国家标准库(GB856788)电气简图用图形符号国家标准汇编。电气简图用图形符号国家标准汇编。 1.遵循的相关标准102一类参考2.1 软件设计的总体原则软件设计的总体原则主要有主要有5 5大原则:大原则:(1)(1)先进性原则先进性原则(2)(2)实用性原则实用性原则(3)(3)兼容性和可扩展性原则兼容性和可扩展性原则(4)(4)安全性和稳定性原则安全性和稳定性原则(5)(5)人机界面友好性原则人机界面友好
85、性原则 2. 软件性能及运行环境的要求软件性能及运行环境的要求 103一类参考2.2 软件性能规范软件性能规范2.2.1 计算规模要求计算规模要求1. 1. 35kV35kV及及以以上上电力力网网的的线损计算算规模模:要要求求能能够计算算南南方方电网网公司公司35kV35kV及以上交流及以上交流电力网力网损耗;耗;2. 2. 10kV10kV配配电网网(包包括括20kV20kV、6kV6kV配配电网网)、0.4kV0.4kV低低压网网、其其它它交流元件、高交流元件、高压直流直流输电系系统的的线损计算算规模:不受限制。模:不受限制。2.2.2 数据库性能要求数据库性能要求1. 数据库容量要求:不
86、低于数据库容量要求:不低于1G的容量;的容量;2. 数据库安全要求:要求采用实时备份和定期备份的机制,对数据库安全要求:要求采用实时备份和定期备份的机制,对重要的数据要实时备份,其他数据要定期备份;要求能在重要的数据要实时备份,其他数据要定期备份;要求能在系统崩溃后的系统崩溃后的24小时内恢复备份数据。小时内恢复备份数据。2. 软件性能及运行环境的要求软件性能及运行环境的要求 104一类参考2.2.3 2.2.3 响响应时间要求要求2.2.4 2.2.4 运行出运行出错处理要求理要求使使用用过程程中中出出现错误时,软件件应该具具有有较高高的的辨辨识、自自动化化处理能力,具体如下:理能力,具体如
87、下:1. 1. 输入数据出入数据出错、出、出现非法字符非法字符时能提示;能提示;2. 2. 图形拓扑有明形拓扑有明显出出错能及能及时提示;提示;3. 3. 计算算工工作作因因为某某些些原原因因(如如断断电、机机器器故故障障等等),数数据据库应能能自自动保保存存之之前前录入入的的数数据据,待待故故障障消消失失后可后可继续操作。操作。2.2.5 2.2.5 维护管理要求管理要求2. 软件性能及运行环境的要求软件性能及运行环境的要求 105一类参考3.1输入数据的要求输入数据的要求输入数据的要求主要包括两方面:输入数据的要求主要包括两方面:(1)输入方式管理:规范线损计算软件的输入方式;)输入方式管
88、理:规范线损计算软件的输入方式;(2)输输入入参参数数管管理理:提提供供35kV35kV及及以以上上电电力力网网、10kVkV配配电电网网、0.4kVkV低低压压网网、高高压压直直流流系系统统以以及及其其它它元元件件的的线线损损理理论论计计算算需需要要采采集集的的基基础础及及运运行行数数据据,以以规范线损理论计算软件的输入参数管理。规范线损理论计算软件的输入参数管理。 以上各项要求详述(略)以上各项要求详述(略)3. 输入及数据库管理规范输入及数据库管理规范106一类参考3.2 数据库管理的要求数据库管理的要求软件的数据库管理应满足以下要求:1. 数据的有效存储。与绘图系统以及表格系统两种输入
89、/输出方式相对应,要求数据库系统能有效保存电力网元件数据,以及电力网拓扑连接关系。当进行参数修改(添加、删除、编辑)或程序扩展时,能尽量减少数据库系统的修改和维护工作量;2. 数据的高效检索。方便用户能在数据库中快速地查询到所需的线损计算信息(包括计算基础数据、计算中间结果、计算最终结果以及历史数据等);3. 保证数据的一致性和完整性。数据库与显示的图、表具有实时动态连动性能,并实现自动检错;4. 尽可能减少数据冗余,使重复数据减少到最少,便于数据库的扩展和维护;5. 提供南方电网公司的统一汇总数据库接口,避免繁琐的数据转换工作,规范线损计算结果的汇总与分析。3.输入及数据库管理规范输入及数据
90、库管理规范107一类参考4.1 35kV及以上电力网损耗计算功能规范及以上电力网损耗计算功能规范1.软件提供基于典型月(日)的潮流算法和均方根电流法两种计算方法进行:(1)潮流算法:中调及自动化程度高、具备潮流计算能力的地调采用潮流算法进行计算,要求潮流算法收敛性好,并针对潮流不收敛提供相应对策。所采用的潮流算法应能自动计及导线运行温度对损耗的影响、架空地线损耗、串联电抗损耗,以及相关“并联损耗”(包括,变压器空损、并联电抗器损耗、PT损耗、并联电容器损耗和站用变损耗;(2)均方根电流法:目前还不具备潮流计算能力的地调采用均方根电流法进行35kV及以上电力网的电能损耗计算。采用的均方根电流法中
91、各元件的电能损耗计算模型应齐全,至少能够计及架空线路、电缆线路、双绕组变压器和三绕组变压器的能耗。2.所有电能损耗计算结果须根据中国南方电网网有限责任公司企业标准线损理论计算技术标准折算成月损耗指标,以实现与35kV35kV及以上电力网、10kV10kV(20kV20kV、6kV6kV)配电网、0.4kV0.4kV低压网、其他元件以及高压直流系统的月电能损耗值的纵向累加;3.3.35kV35kV及以上电力网线损计算应可根据用户需要,既可对全部数据进行计算,又可针对单线路进行计算;既能提供单个元件的损耗情况,又能提供全网损耗数据;4.4.计算精度和速度应符合工程要求。4. 计算功能规范计算功能规
92、范108一类参考4.2 10kV配电网损耗计算功能规范配电网损耗计算功能规范1.统一提供基于配变容量的等值电阻法计算10kV配电网电能损耗;2.计算过程中能自动对小电源接入(如,小水电)问题进行处理;3.20kV、6kV配电网采用同样方法来计算线损;4.计算精度和速度应符合工程要求。4.3 0.4kV低压网损耗计算功能规范低压网损耗计算功能规范1.1.根根据据用用户实际工工作作情情况况,适适应多多种种不不同同采采集集数数据据方方式式,应提提供供多多种种方方式式计算算0.4kV0.4kV低低压网网线损,主要提供以下两种,主要提供以下两种计算方法:算方法:(1 1)考考虑负荷分荷分类的基于的基于实
93、测线损的的典型台区典型台区损失率法失率法;(2 2)电压损失失法法:包包括括常常规的的电压损失失法法以以及及基基于于台台区区损失失率率法法的的电压损失失法两种;法两种;(3 3)条件具)条件具备的地方也可以采用等的地方也可以采用等值电阻法阻法进行行计算。算。2.2.计算精度和速度算精度和速度应符合工程要求。符合工程要求。4. 计算功能规范(计算功能规范(续续)109一类参考4.4 高压直流输电系统损耗计算功能规范(略)高压直流输电系统损耗计算功能规范(略)1.采用基于交直流潮流计算的工程算法计算直流线路和接地极系统的损耗,而换流站的损耗可根据经验值估算或根据IEC 61803标准实施精确计算;
94、2.在测量手段完备的条件下,基于IEC 61803标准,软件通过高压直流系统中各元件电能损耗累加的方法来获取全系统总损耗;3.计算精度和速度应符合工程要求。4.5 其它元件损耗计算功能规范其它元件损耗计算功能规范1. 1. 对并并联电容容器器、并并联电抗抗器器、电压互互感感器器、站站用用变压器器、调相机等其他元件相机等其他元件应建立完建立完备的的损耗耗计算模型;算模型;2. 2. 计算精度和速度算精度和速度应符合工程要求。符合工程要求。4. 计算功能规范(计算功能规范(续续)110一类参考5.1 结果输出的总体要求结果输出的总体要求 结果输出必须直观、密切地配合线损理论计算工作结果输出必须直观
95、、密切地配合线损理论计算工作: 1.输出风格必须满足为用户接受这一总体原则,输出数据时,应使输出的步骤和操作尽可能简单;2.提供35kV及以上电力网、10kV配电网(包括20kV、6kV配电网)计算结果的单线图、excel报表输出方式,并能实现图、表输出方式的自由切换和无缝衔接;3.提供数据批量导出功能,能直接将数据导入excel、access等常用格式的表格中;4.提供基于中国南方电网有限责任公司企业标准线损四分管理标准的线损计算结果的汇总分析和显示功能;5. 结果输出与分析规范结果输出与分析规范111一类参考5.1 结果输出的总体要求(结果输出的总体要求(续续)5.提供各个元件电能损耗结果
96、,能汇总分析全网电能损耗情况,并根据用户需要显示和打印相应电能损耗结果;6.根据线损计算结果,具备一定自动化程度和分析深度的计算结果评价功能;7.提供统一规范的报表内容和格式,建立线损理论计算软件结果输出的统一数据平台;8.提供对输入的基础数据台帐进行查阅和打印的功能;9.提供对计算过程的中间结果和最终结果进行查阅、打印的功能。总总体体而而言言,应应包包括括5.25.2上上报报功功能能的的要要求求、5.35.3输输出出报报表表的的格格式式规规范范、以及以及5.45.4计算结果分析评价功能计算结果分析评价功能三个方面,具体要求(略)三个方面,具体要求(略)5. 结果输出与分析规范结果输出与分析规
97、范112一类参考5.4 计算算结果分析与果分析与评价价1. 应具有能自动生成线损理论计算分析报告的功能,为供电单位线损理论计算分析报告提供统一的word模板(见附件27),方便结果分析和汇总上报;2. 应具有对所有元件的损耗值进行自动评价的功能,建议按照电力网电能损耗计算导则和中国南方电网有限责任公司企业标准线损理论计算技术标准分别制定35kV及以上送电线、35kV及以上变压器、10kV(20kV、6kV)配电网和0.4kV低压网线损计算结果评价表,对计算结果做出定量分析,并给出定性的评价结论(如,偏高、合理、偏低等)。其中,各个元件电能损耗的评价标准可根据各单位颁布的相关规定和运行经验整理得到。3. 对于各元件线损计算结果,应提供按属性(如损耗大小、线路长度等)排序的功能,以方便计算人员进行查询和分析;4. 应提供线损理论计算结果与统计值进行比较的功能。113一类参考6. 南方南方电网网汇总及数据接口及数据接口规范范 目前,南方电网公司下属各单位采用的线损理论计算软件众多,它们采用的数据库平台和数据库结构各不相同。繁琐的数据转换工作浪费了大量人力和物力,同时也阻碍了南方电网公司线损理论计算管理工作的规范化。因此,建立南方电网公司统一公用的汇总平台数据接口标准格式十分必要。具体要求(略)114一类参考谢谢!115115一类参考