理论线损计算课件.ppt

,理论线损计算,电力系统经济运行与控制研究所,2,第一章 相关概念,1、负荷曲线 负荷曲线反映了某一时间段内负荷随时间而变化的规律。按负荷种类分，可分为有功功率负荷和无功功率负荷曲线；按时间段长短分，可分为日负荷和年负荷曲线；按计量地点分，可分为个别用户、电力线路、变电所、发电厂乃至整个系统的负荷曲线。将上述三种特征相组合，就确定了某一种待定的负荷曲线，虽然电力系统有功功率日负荷曲线上的最大、最小值之差(即所谓峰谷差)并不很大，但个别行业的这种负荷曲线却可能有很大的峰谷差。这是因为负荷随时间而变化的规律取决于行业的生产制度。无功功率日负荷曲线的用途较小。有功功率年负荷曲线一般指年最大负荷曲线，即表示一年内每月最大有功功率负荷变化的曲线。有功功率年负荷曲线常用于制订发电设备的检修计划。,电力系统经济运行与控制研究所,3,2、负荷率 负荷率是计时时段内电网的平均负荷与最大负荷的比值，即报告期平均用电有功负荷与报告期用电最高有功负荷比值的百分数。线损率与网络结构、运行方式和负荷变化有关系，在一定时期内，系统的网络结构和运行方式可能没有较大变化，这时，线损率与负荷有关。负荷率是一个小于1的数，它是衡量用电程度的指标，负荷曲线越平稳，负荷率越高。从经济运行角度考虑，负荷率愈接近1，即峰谷差越小，表明电气设备的利用率愈高，有利于降损节能。一般通过以下手段提高负荷率：(1)合理调整负荷，对用户负荷进行管理；(2)实行峰谷电价，用经济手段管理负荷；(3)依靠技术手段，完善错峰填谷措施；(4)强化用电管理，提高企业负荷率；(5)加强安全管理，合理安排检修计划。,电力系统经济运行与控制研究所,4,3、负载率 负载率是指特定设备的实际运行功率与额定功率的比值。变压器实际功率与额定功率的比值叫变压器的负载率，一般是80%左右。计算公式为：式中：变压器的负载率（%）；变压器的负载容量（kVA）；变压器的额定容量（kVA）。,电力系统经济运行与控制研究所,5,4、导线的经济电流密度、截面积 线路能量损耗为，线路能量损耗同电阻成正比，通过增加导线截面可以减少能量损耗，但是导线截面选择过大，不仅增加材料的耗费，而且还会增加线路建设的投资，所以导线的选择必须恰当。导线截面的选择是电网规划设计中的一项重要工作。较大的导线截面，虽工程一次性投资较大，但由于运行中电能损耗较小，故能降低运行费用。反之，较小的导线截面虽能降低工程投资，但对应的运行费用较高。按经济电流密度选择导线截面就是综合考虑了这两个相互矛盾因素的一个合理解决办法。影响导线经济电流密度的因素较多，如抵偿年限、导线种类、材料价格、电能单价等。,电力系统经济运行与控制研究所,6,5、电网的容载比 所谓容载比是电网内同一电压等级公用供电变电站的主变压器总容量(kVA)与其供电总负荷(kW)之比。容载比过大，电网建设早期投资增大；容载比过小，又会使电网的适应性差，发生调度困难，甚至引起限电现象。城市电力网规划设计导则对35220kV电压等级的变电容载比取值范围作了明确的规定，城网变电容载比一般为：220kV电网为1.61.9；35110kV电网为1.82.1。而导则对10kV配电网的取值未给出以一个参考范围。,电力系统经济运行与控制研究所,7,6、供电半径 供电半径是以供电电源为中心，以供电距离为半径所画的圆为供电范围，这个半径即称为供电半径，供电半径指供电直线距离。低压供电半径指以配电变压器为中心的直线距离。一般以供电范围内单位容量(或者单位面积)所承担的总费用最少为原则，来建立计算经济供电半径的数学模型。农村线路供电半径一般应满足：380V线路不大0.5km，10kV线路的供电半径不大于15km，35kV线路小于40km，110kV线路小于150km。负荷密度小的地区，在保证电压质量和适度控制线损的前提下10kV线路供电半径可适当延长。分类有：10 kV配电线路经济供电半径；变电站供电半径；220V低压绝缘导线束供电半径；电缆的最大供电半径；配电线路的最佳供电半径。,电力系统经济运行与控制研究所,8,7、母线电量不平衡率 母线电量不平衡率的计算主要是算线损用的。因为从理论上讲，流进母线的电量应该等于流出母线的电量，实际上因为种种原因（如线损、表计误差等）总是不相等的。为了考核线损，加大线损管理力度，便于管理人员发现问题，所以各供电公司都要求计算的。有的供电公司规定：220kV及以上电压等级母线电量不平衡率不大于1%；110kV及以下电压等级母线电量不平衡率不大于2。,电力系统经济运行与控制研究所,9,8、SCADA系统简介 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即监视控制与数据采集系统。SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。它作为能量管理系统(EMS系统)的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。它在提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平等方面有着不可替代的作用。,电力系统经济运行与控制研究所,10,第二章 线损基本概念,2.1 线损相关概念 电力网的电能损耗率简称线损率，是电网生产经营企业综合性技术经济指标，也是表征电力系统规划设计水平和经营管理水平的一项综合性技术经济指标。电力网电能损耗，是指一定时间内电流流经电网中各电力设备时所产生的电力和电能损耗，即电网经营企业在电能传输和营销过程中自发电厂出线起至客户电能表止所产生的电能消耗和损失，包括电网整个供电生产和营销过程中发生的送、配、变电设备的生产消耗和不明损失，简称“线损”。其中，不明损失是供电过程中的“跑、冒、滴、漏”造成的损失。主要包括：,电力系统经济运行与控制研究所,11,计量装置本身的综合误差，或计量装置故障，如电压互感器断保险、电度表停转、空转和表计接线错误。用电营业工作中的漏抄、漏计、错抄、错算及倍率错误等。用户的违约用电(窃电)。变电站的直流充电装置，控制及保护、信号、通风冷却等设备消耗的电量，以及调相机辅机的耗电量。带电设备绝缘不良引起的泄漏损失。供售电量抄表结算时间（周期）不对应等。,电力系统经济运行与控制研究所,12,发电机发出来的电能输送到用户，必须经过各个输、变、配电元件，由于输、变、配电元件存在着阻抗，因此电能通过这些元件时就会产生电能损耗，并以热能的形式散失在周围介质中，这个电能损耗称为线损电量。线损电量不能直接计量，按照国家电力公司电力工业生产统计规定，线损电量是用供电量与售电量相减计算得到的，即:线损电量=供电量 售电量 其中 供电量=发电公司（厂）上网电量+外购电量+电网输入 电量-电网输出电量,电力系统经济运行与控制研究所,13,售电量是指所有终端用户的抄见电量，供电局、变电所等的自用电量及第三产业所用的电量。凡不属于站用电的其他用电，均应由当地供电部门装表收费。发电公司(厂)上网电量指本地区统调电厂(独立发电公司、直属电厂、地方电厂)记录的上网电量，一般规定为发电厂出线侧的上网电量。对于接入一次电网发电公司，上网电量是指发电厂送入一次电网的电量。对于接入地区电网发电公司，上网电量是指发电厂送入地区电网的电量。,电力系统经济运行与控制研究所,14,电网输入电量主要是指高于本供电区域管理的电压等级的电网输入的电量。电网输出电量是指供电公司从本公司供电区域向外部电网输出的电量。外购电量是指各供电公司从本公司供电区域外的电网购买的电量。,电力系统经济运行与控制研究所,15,线损电量由输电线路损耗、降压主变压器损耗、配电线路中的损耗、配电变压器损耗、低压网络中的损耗、无功补偿设备及电抗器中的损耗几部分组成，以上各项损失可通过理论计算确定其数值。而电流、电压互感器及其二次回路中的损耗，用户接户线及电能表的损耗、不明损失等，可通过统计确定。线损电量通常是统计值，其中含设备技术损失和管理中的不明损失。,电力系统经济运行与控制研究所,16,1、统计线损 线损统计值即统计线损，来源于从电能计量装置上读取的电量数值和读取数值的时间。统计线损率是指省(区)、地市(盟市)供电部门对所管辖(或调度)范围内的电网各供、售电量计量表统计得出的线损率。统计线损率=（统计线损电量/供电量）100%其中：统计线损电量=供电量 售电量；供电量发电厂上网电量外购电量电网输入电量电网输出电量；全部供电关口电能计量装置读数之和为供电量，全部用户电能计量装置读数之和为售电量。,2.2 统计线损和理论线损,电力系统经济运行与控制研究所,17,影响统计线损准确度的主要因素：(1)供电关口电能计量装置完整性、正确性和准确度。(2)用户计费电能计量装置完整性、正确性和准确度。(3)抄表的同时性。(4)漏抄和错抄。(5)窃电。,2.2 统计线损和理论线损,电力系统经济运行与控制研究所,18,2、理论线损率 理论线损率为供电企业对其所属输、变、配电设备，根据设备参数、负荷潮流、特性计算得出的线损率。在电力网的实际运行中，线损是不可避免的，它是由输送负荷的大小和送、变、配电设备的参数决定的，这部分损失电量可以用理论计算的方法求得，称为理论线损。理论线损率=(理论线损电量/理论线损供电量)100%其中 理论线损供电量=发电厂上网电量外购电量电网输入电 量,电力系统经济运行与控制研究所,19,理论线损电量是下列各项损耗电量之和：变压器的损耗电量；架空及电缆线路的导线损耗电量；电容器、电抗器、调相机中的有功损耗电能、调相机辅机的损耗电量；电晕损耗电量+绝缘子的泄漏损耗电能（数量较小，可以估计或忽略不计）；变电所的所用电量；电导损耗。,电力系统经济运行与控制研究所,20,线损理论计算值的准确度取决于以下主要因素：输、变、配电设备数量和性能参数的准确度；运行方式；负荷变化；运行电压的变化；,电力系统经济运行与控制研究所,21,理论线损计算,进行线损理论计算是根据主网、配电网的实际负荷及正常运行方式，计算主网、配电网中每一元件的实际有功功率损失和在一定时间段内的电能损失。这部分主要内容包括：,电力系统经济运行与控制研究所,22,理论线损计算,线损理论计算的目的 理论线损计算的范围 理论线损计算考虑的因素 理论线损计算的原始数据 线损计算的准备工作 理论线损计算的基本方法 线损计算分析,电力系统经济运行与控制研究所,23,理论线损计算的目的,通过理论线损计算，可以鉴定主网、配电网结构及其运行方式的经济性，查明电网中损失过大的元件及其原因，考核实际线损是否真实、难确、合理以及实际线损率和技术(理论)线损率的差值，确定不明损失的程度，减少不明损失。可通过对技术线损的构成，即线路损失和变压器损失所占的比重的分析，发现主网、配电网的薄弱环节，确定技术降损的主攻方向，以便采取相应措施，降低线损。,电力系统经济运行与控制研究所,24,理论线损计算的目的,主网、配电网的线损理论计算是规划设计以及制订年、季、月线损计划指标和降损措施的理论依据。开展线损理论计算是搞好降损节电的一项基础工作，它有利于提高供电企业的线损管理水平，有利于加快电网建设和技术改造，有利于加强电网经济运行，有利于制订落实降损节电经济责任制，增强节能意识。,电力系统经济运行与控制研究所,25,理论线损计算的范围,各电网经营企业应定期组织负荷实测，进行线损理论计算。按电力网电能损耗管理规定的要求，35kV及以上系统一年一次，10kV及以下电网两年一次，当电网结构发生大的改变时也应及时进行计算。理论线损电量包括变压器的损耗，架空及电缆线路的导线损耗，电容器、电抗器、调相机中的有功损耗。TA、TV、电能表、测量仪表、保护及远动装置的损耗，电晕损耗，绝缘子的泄漏损耗(数量较小可忽略)，变电站的站用电，电导损耗等。因此线损理论计算的范围包括以下十条：,电力系统经济运行与控制研究所,26,理论线损计算的范围,各级变电所的降压变电器(用户的除外)；配电变压器(用户的除外)；调相机；电力电容器；电抗器；各级电压的输电线路和电缆(用户的除外)；高压配电线路和电缆；低压配电线路；接户线；用户电能表。,电力系统经济运行与控制研究所,27,理论线损计算考虑的因素,在理论线损计算时，应统一程序、统一计算时间、统一计算边界条件。统一程序便于汇总、使计算结果一致；统一计算时间和统一计算边界条件使不同单位的计算结果具有可比性。计算边界条件包括：温度、功率因数、配网的电容电抗投入量和时间、站用电等。,电力系统经济运行与控制研究所,28,理论线损计算的原始数据,理论线损计算所需要的数据分为两类，一类是有关电力网结构和元件参数；另一类是有关电力网运行的数据（如电流、电压、功率因数、有功和无功功率、有功和无功电量等）。电力网元件参数比起运行数据来说变化较小，只有设备检修、运行方式变化、增加设备等，才会发生变化。然而由于负荷的随机性，运行的数据变化较大。,电力系统经济运行与控制研究所,29,理论线损计算的准备工作,理论线损计算的准备工作包括：代表日的选定 代表日负荷实测 负荷记录 设备参数和特性数据的事先收集、整理、核实 各种典型情况的处理原则,电力系统经济运行与控制研究所,30,变压器电能损耗,变压器电能损耗包括空载损耗、负载损耗和杂散损耗。空载损耗（铁损）是指发生在变压器铁心叠片内，因周期性变化的磁力线通过材料时，由材料的磁滞和涡流产生的损耗，其大小与运行电压和分接头电压有关。负载损耗（铜损）是由变压器绕组中的电阻引起，是由流过绕组中的负载电流产生的。另外，有一个重要的附加损耗即涡流损耗，因绕组中涡流是由切割绕组的交变漏磁通和导线中的负载电流相垂直而产生的，由于它随频率的平方而变化，所以在负载电流中存在任何谐波分量时，将产生明显的附加涡流损耗。另外还有杂散损耗，它是指发生在引线和外壳以及其他结构性的金属零件上的损耗，它的大小与负载有关，目前已从原来负荷损耗的10%降低了约一半。,电力系统经济运行与控制研究所,31,输电线路损耗,输电线路损耗是负荷电流通过线路时，在导线电阻上产生的功率损耗。(1)单一线路有功功率损失计算公式为PI2R 式中：P损失功率，W；I负荷电流，A；R导线电阻，。(2)三相电力线路 线路有功损失为：PPA+PB+PC3I2R,电力系统经济运行与控制研究所,32,电晕损耗,电晕指集中在曲率较大的电极附近的不完全自激放电现象。较高电压的设备裸露在大气中的导电部分(主要是线路导线)，在电压作用下要产生电晕，并随之产生电晕损耗。电晕是电力系统中重要的电能损耗原因之一。电晕损失计算涉及的因素很多，与地理环境、气候条件、导线结构及实际运行情况有关，目前尚没有精确的计算模型。晴天电能损失小，雾天、雨天、雪天电能损失大，超高压线路的年平均电晕损耗为线路年电阻损失的10%左右。经过比较，在此介绍一种收集参数相对较少的计算方法，本方法的核心是通过已有实测曲线（如图D1D4）进行估算。根据我国大部分地区的气象条件，可把天气条件划分为以下四类：冰雪天、雨天、雾天、好天。,电力系统经济运行与控制研究所,33,电力系统经济运行与控制研究所,34,电力系统经济运行与控制研究所,35,各种天气情况下的电晕损耗功率PC的计算曲线（见图D1），其关系式为：PC/n(Em/，r)式中：r 每根导线计算半径，cm；n 每相导线的分裂根数；空气的相对密度；Em导线表面的最大电场强度，kV/cm。在某种天气条件下，架空线路每公里的电晕损耗计算步骤如下：计算A相线路每公里的电晕损耗。首先求出空气的相对密度及导线表面的最大电场强度Em=51.47P/(273+t),电力系统经济运行与控制研究所,36,式中：P 大气压，Pa；t 平均气温，。对于单根导线的输电线路，有 Em=0.0147CU/r对于分裂导线的输电线路，有 Em=0.0147CU/r上两式中：U线路的实际运行电压，kV；C各相导线的工作电容，pF/m；计算分裂导线表面最大电场强度的系数。当分裂导线成正多边形排列时，有=1+2r(n1)sin(/n)/a式中：a分裂导线间的几何均距，cm。,电力系统经济运行与控制研究所,37,若计算线路各相导线的工作电容Ca、Cb、Cc，则先求得三相换位架空输电线路的平均电容Cav为Cav=24.1/lg(Dm/Req)(pF/m)Req=(ran-1)1/n 式中：Dm三相导线的几何均距，cm；Req每根导线的等效半径，cm。对导线水平排列的三相线路，考虑大地和架空线路的影响以后，在三相对称运行时，边相导线工作电容Ca1.03Cav，Ca=Cc，中相导线工作电容Cb1.1Cav，当三相导线成对称三角形排列时，每相导线工作电容可近似认为相等，等于Cav，然后求出r和Em/的值。最后，查曲线或采用数学方法从存入计算机的数字化曲线中求得相应A相每公里的电晕损耗值Pc/nc=Pc/n。,电力系统经济运行与控制研究所,38,b)同理可得B相和C相线路每根导线每公里的电晕损耗PcBi/n和PcCi/n。c)计算一条线路每公里的电晕损耗电能AciAci=n(PcAi/n+PcBi/n+PcCi/n)Ti 所以在计算线损时段T内，三相导线每公里的平均电晕损耗功率Pc（kW/km）以及电晕损耗电能Ac(kWh/km)分别为Ac=n(PcAi/n+PcBi/n+PcCi/n)TiPc=Ac/TT=式中：k计算时段内不同气象条件的天气数（k4）；Ti某种天气的持续小时数，可根据当地气象台站的气象记录取用；PcAi/n、PcBi/n、PcCi/n某种天气下A、B、C相每公里每根导线的损耗功率。将Pc和Ac分别乘以线路的长度就得出了每条线路线损计算时段内的平均损耗功率和损失电能。,电力系统经济运行与控制研究所,39,电容器损耗,电容器损耗是电容器在运行中将有一定的有功损耗，使介质发热。(1)并联电容器的电能损耗A=QctanT式中：Qc投运的电容器容量，kvar；tan电容器介质损失角的正切值，可取厂家实测值；T电容器运行小时数，h。(2)串联电容器的电能损耗 A=3I2jf tgT10-3对50Hz电网，串联电容器的损耗电能为：A=9.55I2jf T C=式中：C每相电容器组的电容，每相由n组并联，每组由m个单台电容器串联组成，F；Ce单台电容器的电容值，F。,电力系统经济运行与控制研究所,40,电抗器损耗,电抗器损耗是电抗器通过电流时，产生导线电阻损耗和铁心磁滞损耗与涡流损耗（铁心电抗器）。(1)串联电抗器的损耗电能 A=3Pk T 式中：IN串联电抗器的额定电流，A；Pk每相电抗器通过额定电流，温度达到75时的损耗功率，按厂家提供或有关手册查得，kW。(2)并联电抗器损耗 并联电抗器的损耗，可按厂家提供的数据及运行电压进行计算。,电力系统经济运行与控制研究所,41,第三章 电力网理论线损计算方法,110kV及以上的理论线损计算方法一、潮流计算的基本步骤：(1)形成节点导纳矩阵；(2)给定各节点电压初值；(3)求修正方程式中的不平衡量；(4)求修正方程式系数矩阵雅克比矩阵中各元素；(5)解修正方程式，求修正量；(6)计算各节点电压的新值；(7)运用各节点电压的新值自第三步开始进入下一次迭代；(8)计算平衡节点功率和线路功率。,电力系统经济运行与控制研究所,42,原理框图,电力系统经济运行与控制研究所,43,二.手推算例系统结构图及已知参数如下：,电力系统经济运行与控制研究所,44,节点1为平衡节点，其它三个节点均为PQ节点，电压等级为110kV，Un为100kV。线路12，R0电阻为0.2,X0电抗为0，g0电导为0，电纳为0，长度为1kM，额定电流为0.2kA。线路23，R0电阻为0.05，X0电抗为0，g0电导为0，电纳为0，长度为1kM，额定电流为0.2kA。线路42，R0电阻为0.03,X0电抗为0，g0电导为0，电纳为0，长度为1kM，额定电流为0.2kA。负荷为P=300MW，Q=100Mvar，发电机2 P=100MW，Q=59Mvar。,电力系统经济运行与控制研究所,45,手推步骤：1形成节点导纳矩阵因为节点1和节点3、4没有联系，所以同理，可得节点导纳矩阵为,电力系统经济运行与控制研究所,46,2计算各节点功率得不平衡量取计算个节点的功率代入上式得：又因为：依据公式：得：,电力系统经济运行与控制研究所,47,同理得：3计算雅可比矩阵中的各元素先计算各节点注入电流依据公式可得：同理：然后计算雅可比矩阵各元素,电力系统经济运行与控制研究所,48,电力系统经济运行与控制研究所,49,相似地可的雅可比矩阵中其它元素4修正方程式和各点电压 根据公式得,电力系统经济运行与控制研究所,50,判断误差 如果不大于就迭代结束，否则求取新得节点电压，如下，5求得各节点电压得新值后，就可开始第二步6代入第三步求得新的雅可比矩阵,电力系统经济运行与控制研究所,51,7求得新的 判断误差 如果不大于就迭代结束，否则求取新节点电压如下,电力系统经济运行与控制研究所,52,8求得各节点电压得新值后，再代入第二步9代入第三步求得新的雅可比矩阵,电力系统经济运行与控制研究所,53,10求得新的 判断误差，如果不大于就迭代结束，否则求取新得节点电压，如下：,电力系统经济运行与控制研究所,54,11求得各节点电压得新值后，再代入第二步：12代入第三步求得新的雅可比矩阵13求得新的,电力系统经济运行与控制研究所,55,判断误差 误差小于设定值，所以迭代结束。14当求得最终得各节点电压，计算平衡节点功率和线路功率平衡节点功率同理,电力系统经济运行与控制研究所,56,求得平衡节点功率后，就可求网络总损耗线路功率同理：,电力系统经济运行与控制研究所,57,10kV35kV理论线损计算的基本方法一、均方根电流法设电力网元件电阻为，通过该元件的电流为，则电流通过该元件时产生的三相有功功率损耗为则该元件在24h内的电能损耗为 由于 是随机变量，一般不能准确地获得，上述积分式解不出来，如把计算期内时段划分的足够小，则可完全达到等效。一般电流值是通过代表日24h正点负荷实测得到的，设每小时内电流值不变，则全日24h元件电阻中的电能损失为式中 均方根电流，A；t计算小时数，h。,电力系统经济运行与控制研究所,58,当负荷代表日24h正点实测值是三相有功功率、无功功率和线电压时，则有：正点时通过该元件电阻的三相有功功率和无功功率；与、同一测量端同一时间的线电压。,电力系统经济运行与控制研究所,59,二、前推回代法 基于支路电流的前推回代法基本思想如下：一般给定配电网络的始端电压和各节点负荷，以馈线为基本计算单位。开始时由末端向始端推算，设全网电压都为额定电压，根据负荷功率由末端向首端逐段推导，仅计算各元件中的功率损耗而不计算电压，求得各条支路上的电流和功率损耗，并据此获得始端功率，这是回代过程；再根据给定的始端电压和求得的始端功率由始端向末端逐段计算各段的电压降，求得各点电压，这是前推过程；如此重复上述过程，直至各个节点的电压偏差满足容许条件为止。,电力系统经济运行与控制研究所,60,对于一个有N个节点的配电网，设已知根节点电压为 各节点负荷为，配电网拓扑结构和各支路阻抗亦已知。待求量为各节点电压 和各支路的潮流功率及线损。前推回代潮流计算法在第k次迭代中的步骤为：(1)计算节点注入电流：式中，为节点j的注入电流；为节点的已知注入功率。(2)回代求各支路电流。从末梢节点开始向根节点推进，支路的电流为：式中，为L支路的电流；m为与节点J直接相连的所有下层支路的集合。,电力系统经济运行与控制研究所,61,(3)前推求节点电压。从根节点开始向末梢节点推进，节点j的电压为：执行完以上三步之后，每个节点上的电压幅值修正量为：取节点电压修正量的最大值，若最大值小于设定的阈值，则跳出循环，输出电压计算结果，否则重复执行上述三个步骤，直至收敛。,电力系统经济运行与控制研究所,62,三、容量分摊法 容量分摊法是工程中较实用得一种方法，也是使用最多的一种方法。其基本思想：按各变压器的容量分摊电流。下面以实例进行说明。例题：现运用此软件算法计算下图所示系统的潮流分布，系统中有四台变压器。,电力系统经济运行与控制研究所,63,解：首先计算均方根电流I,电力系统经济运行与控制研究所,64,然后进行容量分摊计算，得出各负载电流值按功率公式计算各线路损失功率,电力系统经济运行与控制研究所,65,系统的总线损率为=+按双绕组变压器绕组的损耗电量公式 得到各变压器损耗电量为,电力系统经济运行与控制研究所,66,为各变压器的损耗电量，kwh；为各变压器的短路损耗功率（铭牌标有数 据），kw；为各变压器的电流值，A；为各变压器的额定电流（铭牌标有数据），（取与负荷电流同一电压等级的数值）。,电力系统经济运行与控制研究所,67,第四章 电力网节能降损,电能是一种使用方便，容易控制和转换，无污染的能源形式。是工农业生产和人民生活必不可少的能源。由于我国国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，用电设备的增长速度超过发电设备的增长速度，造成我国目前的电能短缺，电力供需矛盾十分突出。因此，我们必须坚持能源开发和节约并重的方针，即一手抓能源开发，一手抓能源节约，使社会上形成一个节约能源、合理利用能源的良好风尚。,电力系统经济运行与控制研究所,68,1 变压器经济运行,考虑变压器的投资费用、维护费用、运行费用及回收年限等因素，找到既能保证变压器容量的利用率，又能保证其在一定负荷范围内高效运行的技术经济负载率，给出变压器的技术经济运行区域，并结合导线的经济电流密度，来评价电网的网络参数是否合理，电网运行是否经济。（1）变压器技术经济运行区域 当变压器运行在技术经济负载率时，变压器是最经济的，但是负荷是不断变化的，让变压器在一个点上运行是不实际的，使得技术经济负载率失去现实意义。因此，给出变压器的经济运行区域具有真正的现实意义。,电力系统经济运行与控制研究所,69,（2）变压器技术经济负载率 当变压器在技术经济负载率运行时，其年计算费用最小。由变压器技术经济负载率的求解公式可知，技术经济负载率高于基于损耗最小原则求出的变压器负载率(即初期投资为0时的经济负载率)，所以取经济运行区域的下限值 为。GB/T13462-92中规定经济运行区优选段的上限值，所以取经济运行区域的上限值为 变压器负载率为75%时的损耗率 与最低损耗率 的关系式为,电力系统经济运行与控制研究所,70,式中，为变压器负载率为75%时的损耗率系数。经过一些变压器的计算 小于1.2，即变压器的损耗在最低损耗的1.2倍以内，且经大量变压器验证所计算出的技术经济负载率小于0.75。当求出的技术经济负载率大于0.75时，由于变压器负载率不能太高，根据规定取0.75。即当变压器负载率在 范围时，运行在经济区域内。应用公式，可求出变压器的技术经济运行负荷电流区域。,电力系统经济运行与控制研究所,71,2 降低配电变压器电能损耗,（1）配电变压器损耗率按下式计算 式中：为空载损耗，kW；为负载损耗，kW；为配电变压器额定容量，kVA；为配电变压器实际容量，kVA。（2）功率因数影响配电变压器损耗 对于一定的有功负荷，当功率因数下降时，配电变压器损耗率必然要增大，即 式中：为实际有功负荷，kW。,电力系统经济运行与控制研究所,72,空载损耗大小与功率因数变化无关，负载损耗大小与功率因数的平方成反比，与负荷成正比。当负荷不变时，负载损耗与功率因数的变化有关。,电力系统经济运行与控制研究所,73,3 提高功率因数降低线损,通过提高功率因数是降低线损的有效措施。在线路中通过的电流包含有功电流分量 和无功电流分量，即：，亦即线路中的损耗：，可见 即为因输送无功电流分量所增加的线损。提高功率因数与降低线损的关系，在实际应用时也常由以下数学表达式描述 式中 负荷原来的功率因数 提高后的功率因数,电力系统经济运行与控制研究所,74,提高负荷的功率因数，可以减小负荷的无功功率，因而减少发电机送出的无功功率和通过线路及变压器的无功功率，从而减少线路和变压器中的有功功率损耗和其他电能损耗。提高负荷的功率因数与降低线损的关系可表示为 各串接元件补偿前的损耗电能，kWh,电力系统经济运行与控制研究所,75,第五章 配电网经济性评价,评价指标体系是根据评估对象系统预定的目标要求而选择的评价指标的集合。配网建设与改造后技术评价指标体系框架的构建应建立在对评估对象深入调查和研究的基础上。调查结果如右图：,电力系统经济运行与控制研究所,76,评价理论简述,该评价运用了层次分析法确定权重，综合模糊评价理论建立的评价模型。层次分析法是一种定量与定性相结合的有效决策分析方法，它将复杂的问题分解为各个组成因素的层次结构，通过分解、判断和综合等步骤，体现了人们决策思维的特征。评价模型步骤：1、确定二级指标权重、计算二级指标得分；2、确定一级指标权重、计算一级指标得分；3、计算总得分并进行分析。,电力系统经济运行与控制研究所,77,评价理论简述,张利生 电力网电能损耗管理及降损技术 中国电力出版社赵全乐 线损管理手册 中国电力出版社,