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基于负荷实测的配电网理论线损分析及降损对策
摘要:通过加强10kV配电网理论线损计算方法的研究和运用,提升线损管理水平,电力企业可以有效的达到降损的目的。本文介绍了配电网线损计算的理论基础,分析比较了10kV配电网的各种理论线损计算方法,同时提出了一系列有效的10kV配电网降损措施,希望能为电网运营效率的提高提供一定的参考。
关键词:10kV配电网;线损计算方法;降损措施
引言
配电网线损作为评价电力系统运行状态的重要经济性指标,反映的是电力系统的规划设计、生产运行以及经营管理的水平。目前,我国的电力企业已经在线损计算的理论研究和降损措施方面取得了一定的成果,但与国际先进水平相比还存在一定的差距。而10KV配电网作为配电网的重要组成部分,通常具有电压等级低、线路范围广、电气设备多的特点。特别是与主网相比,10KV配电网还有着非常大的降损空间,因此针对10kV配电网进一步进行理论线损计算方法及降损措施的研究,十分有利于电力企业经济效益和社会效益的提高。
1 配电网线损计算理论基础
电能损耗指的是在规定的时间内电流流经电力系统各设备元件时所产生的电力损耗,具体包括整个电网的输电、变电、配电过程中所产生的损耗,同时还包括电力系统运行中所产生的不明损失。根据损耗特点可以将其分为可变损耗、固定损耗和其他损耗,根据损耗性质可以将其分为统计线损、理论线损和管理线损。由于电能损耗是从发电厂电网的端口计量开始到用电终端的计量中止这整个过程的损耗,所以配电网线损中的一部分是可以通过理论计算直接得到的,就是理论线损,而另外一部分只能通过统计方法来得出,就是统计线损,管理线损则是由线损数据统计和计量表计量等线路管理运作工作造成的,这一指标直接反映了电力企业的线损管理水平。因此,总的配电网线损量只能通过电能计量表所记录的“供电量”与“售电量”相减来得到,电能计量表的精度、电量抄录的准确性、电量统计结果的科学管理等因素都会影响到配电网线损计算的准确性。
2 10kV配电网的理论线损计算方法分析
2.1理论线损计算传统方法
由于10kV配电网线路复杂、设备众多、负荷变化随机性强,因此不能通过单一的线路元件,在恒定电流的条件下进行理论线损计算。传统的理论线损计算方法多为电流法,就是通过引入线路等值的电阻和电流,按照一定的线损基本公式来计算,常见的有以下几种。(1)最大负荷损耗时间法。通过计算某一时间段内的最大负荷电流所产生的电能损耗,来等价于实际负荷在这一时间段内所消耗的总电能。采用这种方法时需要获取各电力与案件的最大负荷电流,且最大负荷损耗时间是根据当地电网运行的情况根据数理统计方法获取的,因此其最大的缺点就是计算结果的准确度不高,容易受到电力系统运行方式的影响,一般只能用于电网规划时的线损计算。(2)代表日均方根电流法。这种方法是通过计算线路中流过的均方根电流所产生的电能损耗来等价于同一时间段内实际的损耗。这种方式计算过程比较简单,还可用计算机编程计算,特别是通过较高精度的计量表就可以得到计算需要采集的复合点二十四小时的电流量实际数值,因此准确度也较高。但由于代表日选取的不同计算结果也不同,因此带来了一定的人为误差。(3)等值电阻法。这种方法是由均方根电流法衍生而来的,通过将配电网各分段线路和变压器假设为一个虚拟的等值电阻来计算线路损耗。这种方法只需要测出线路的首段电流就可以进行计算,需要收集的数据少,十分适合于10kV配电网这种数据较难采集和测量的线路结构。但由于在计算过程中需要假设的条件较多,不同的假设方法会导致不同的计算结果,因此该方法一般适用于对线损计算精度要求不高的中低压配电网的规划设计。
2.2理论线损计算新方法
近年来,随着数学统计理论和现代科学技术的发展,针对传统方法计算精度不高、不便于计算机分析等诸多问题,出现了众多10kV配电网的理论线损计算新方法。(1)基于区间数学的线损计算方法。由于实际负荷曲线是在有一定宽度的带状区间内上下波动的,因此可以利用区间数学理论来求得其形状曲线的数值范围再进行线损计算,从而有效地提高数据计算的精度。(2)回归分析法。这种方法就是利用回归方程来模拟配电网中的各个参数与线路损耗之间的关系,因此通过较少的原始数据就可以使计算结果达到一定的准确度。但当自变量不足或考虑不全面时都会引起一定的误差,因此这种方法得到结果的准确率波动较大。(3)基于人工神经网络的线损计算方法。人工神经网络的模式识别能力十分强大,如果能为每一个配电网建立一个人工神经网络模型,通过输入足够数量的样本参数就可以建立起这些参数与线损的映射关系,最终得到高精度的线损计算结果。
3 10kV配电网的降损措施
3.1调整电网结构
对正在运行或建设过程中的电网结构进行科学合理的调整,简化供电环节和变电容量,优化线路结构。一方面是通过将各级母线的电压控制在正常的范围内来保证电网运行的安全可靠,另一方面可以使电网具有良好的潮流分布形态,从而达到降低线损的目的。具体来说,可以按照一定的布置原则来增加新的变电站和变压器,或将其迁移到负载中心来缩短配电网的供电半径,此外还可以改造或淘汰损耗较高超过标准的变压器,采用非晶合金材料制造的低损耗变压器。
3.2优化无功补偿
优化无功补偿主要是针对配电网低压侧进行的,这种方法可以有效地提高符合的功率因数,降低线路和变压器的损耗。统计表明,对线路进行无功补偿的投资在一到两年内就可以回收,相比其他的方式具有较高的经济效益。但当线路输送的功率增加时,很可能导致10kV配电网母线的电压负载在高峰期明显降低,因此必须做好相应的无功电压管理工作,比如在用电的高峰期可以投入更多的电容器,在电压偏高时优先采用可调压的变压器,都能有效地减少有功损耗和电压波动,保证输电质量,提升输电能力。
3.3强化计量设备
由于计量设备的精度直接影响到10kV配电网中理论线损计算方法结果的准确度,因此在电网改造的过程中必须选择适合的计量设备,主要包括互感设备和电能表两个方面,以达到有效指引降损方向的目的。在选择时,首先要保证装置设备的合理性,必须满足一定的规格标准,其次在使用过程中要对其进行定期的检查或抽查,最后发现问题时要及时维修,确保设备的正常运行。
3.4降低线损的管理措施
(1)对线损的完成状况每月都进行分析,尤其是对线损率起伏波动较大与母线的电量不平衡率等情况要重点详细的进行分析,从而对表计计量出现的不正常情况及时发现,并第一时间采取相应措施来相处不正常现象。
(2)对电压互感器、电流互感器、电能表等设备定期进行轮换或效验,使电能计量达到标准。
(3)对营业用电定期开展普查工作,彻底杜绝违章用电与窃电现象。
(4)对配电网加强运行维护。在供电网运行的过程中,因为在导线的接头处接触不良使得接头处电阻升高而造成的电能损耗,因为在电能传输路线出现的故障或树障等引起的导电放点现象导致的电能损耗,因为导线断股而引起的断股处电阻升高导致的电能损耗,因为绝缘体出现老化现象而导致的漏电损耗,这些问题不仅仅增加了线损,并且对电网的安全运行造成了不利影响,只有加强对电网的运行维护才能够从根本上解决这些问题。
结束语
综上所述,线损率实际上是国家对电力部门工作水平评价时的一个重要指标,也是衡量该部门降损工作效率的技术指标,更是企业经济效益的体现,并且在某种程度上也体现出了电力系统规划设计、生产运行、经营管理的实际水平。因此电力企业在制定战略目标的时候必须要将降低线损率作为主要的目标之一,这不仅是企业必须要达到的经营目标,也是提高企业经济效益的重要手段。
参考文献:
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[2]张恺凯,杨秀媛,卜从容.基于负荷实测的配电网理论线损分析及降损对策[J].中国电机工程学报,2013,33(s1):92~97.
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