降低线路损耗的方法及措施.doc
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1、摘 要 线损率是综合反映电力网规划设计、生产运行和经营管理水平的主要经济技术指标。降低线损率,可以减少电能传输能耗,提高电力供应能力,增加供电企业经济效益。研究配电网理论线损计算方法有很重要的理论与实际意义。 关键词 配电网 理论线损计算 改进等值电阻法 电能损耗AbstractThe line loss rate is a comprehensive reflection of the power network planning and design, production operation and management level of the main economic and te
2、chnical indicators. Reduce the rate of line loss, can reduce the electricity transmission energy consumption, increase power supply capacity, and increase the economic efficiency of the power supply enterprise. Research with a grid of theoretical line loss calculation method has very important theor
3、etical and practical significance. This paper describes the distribution network line loss calculation the meaning of the basic concepts and line loss in theoretical research, through the analysis of several common distribution network line loss calculation method, the main improvements equivalent r
4、esistance method with grid lines loss calculation, the aim is to strengthen the economic operation of the grid in order to reduce the power loss of distribution network. Keywords:Distribution network Theoretical line loss calculation Improvement of the method of equivalent resistanceElectric energy
5、loss目 录 第一章 引言 . 1第二章 配电网理论线损计算简介 . 3第一节 国传统的配电网理论线损计算方法 . 3第三节 配电网理论线损计算方法新进展 . 4第四节 主要研究 配电网理论线损计算的研究 . 8第一节 配电网理论线损计算特点 . 8第二节 配电网理论线损计算步骤 . 8第三节 配电网元件电能损耗数学模型 . 10第四节 配电网理论线损计算的含义方法分心 . 14第六节 影响配电网理论线损计算准确度的主要因素 . 24第四章 配电网理论线损计算方法 . 25第一节 10kV配电线路 . 25第二节、0.4kV配电线路 . 29第五章 配电网降损措施 . 31第一节 电力网线损
6、管理措施 . 31第二节 电力网降损的技术措施 . 32第三节 更换导线截面 . 34第四节 线路经济运行. . 35第五节 变压器经济运行 . 36第六节 降低配电变压器电能损耗 . 38第七节 平衡配电变压器三相负荷 . 38第八节 增加无功补偿 . 39结束语 . 43致 谢 . 44参考文献 . 45第一章 引言配电网线损率是国家考核电力部门的一项重要的经济技术指标,是电力企业完成国家计划的主要内容,是供电企业管理水平的综合反映,是创建一流供电企业一项重要指标。配电网理论线损计算是配电网线损计算、分析、管理的一项重要内容,是优化配电网结构、最佳运行方式和经济调度重要依据。配电网理论线损
7、计算作为配电自动化系统的高级分析功能之一,在配电网络规划和提高配电系统经济运行等方面起着重要作用。通过研究配电网理论线损计算方法,研究出能够准确计算配电网理论线损的新方法,有利于配电网线损分析,指定降损措施,有利于降低电能损耗,提高供电企业经济效益;有利于优化配电网结构,确定最佳运行方式和经济调度;有利于配电网建设与改造设计方案的制定;有利于科学合理地制定配电网线损指标;有利于降低发电能耗,节约能源;有利于提高供电能力,缓解目前供电紧缺、供电能力不足局面,意义重大。近几年来,国家十分重视电力建设,相继实施了农村和城市电网的建设与改造工程,我国电力事业迅速发展,进入了一个崭新的发展时期,为保证经
8、济发展和各项事业进步提供了强大的电力保障。随着经济快速发展,电力需求日益增大,已经出现电力供应不足的局面,近年来许多省份出现限电情况。在各级电力网电能损耗所占比例来看,地方10kV及以下线损电量一般占到总损耗电能的45%60%,10kV及以下电网的降损工作一直是地区电力局降损工作的重点。目前的情况是,一方面是电力供应不足,另一方面是配电网存在较高的电能损耗。通过配电网理论线损计算,优化配电网结构,确定配电网最佳运行方式和经济调度,降低配电网电能损耗,节约资源,提高供电能力。长期以来,国家十分重视降低电网电能损耗,制定并发布了电力网电能损耗计算导则和电力网电能损耗管理规定。电力网电能损耗计算导则
9、中对35kV以下配电网及低压电网的电能损耗计算给出指导,并给出配电网线损理论计算方法电力网电能损耗管理规定要求各电网经营企业要定期组织负荷实测,进行线损理论计算,10kV及以下配电网每两年一次,为电网建设、技术改造和经济运行提供依据。配电网线损是供电企业的一项重要经济指标,各级供电企业在生产营销工作中,都必须进行配电网线损计算、统计、分析、考核工作,目的是降低电能损耗,节约能源,提高经济效益。要做好配电网线损工作中,前提是首先必须做好配电网理论线损计算工作,通过进行配电网理论线损计算,较为准确地计算出配电网理论线损值,才能做好配电网线损的各项工作。目前,在县市级供电企业,都开展了配电网线损工作
10、,然而所开第 1 页 共 50 页展的配电网线损工作都基于抄表电量,采用简单的线损率计算公式计算,得出单个配电线路、单个低压配电台区综合的线损率,基本没有开展配电网理论线损计算,不能分别计算出技术线损(理论线损)和管理线损值,无法开展真正意义上的线损分析;配电网线损率计算方法简单,手段落后,简单粗放;由于没有开展配电网理论线损计算,根本不清楚单个配电线路、单个低压配电台区的理论线损率,在线损考核指标制定上没有科学的依据,只能凭经验制定。本研究的目的就是要确定一种配电网理论线损计算新方法,通过这一计算方法的应用,促进黑龙江省县市级供电企业全面真正地开展配电网理论线损计算工作,为配电网线损计算、分
11、析、考核工作提供理论依据,在配电网线损工作方面有所创新。总之,了解配电网理论线损计算方法的发展趋势,掌握配电网理论线损计算新方法、新技术,将有助于提高配电网理论线损计算的精度,优化配电网结构,确定配电网最佳运行方式,经济调度,降损节能,加强企业管理水平,提高供电企业的经济效益。准确地计算配电网理论线损,不但是配电网线损工作的需要,也是配电网自身不断发展的需要。研究配电网理论线损计算方法,不仅具有重要的理论意义,而且还具有十分显著的工程实用价值,这也是推动配电网理论计算方法不断深入研究和发展的主要原因。 第 2 页 共 50 页第二章 配电网理论线损计算简介配电网理论线损计算是对电能在输送和分配
12、过程中各元件产生的电能损耗进行计算及各类损耗所占比例,确定配电网线损的变化规律。配电网线损是电力部门一项综合性的经济、技术指标,是国家考核电力部门的一项重要指标。多年来,随着配电网理论线损计算理论、方法和技术的不断丰富,人们研究出各种不同的计算方法,计算精度达到较高水平。但由于配电网结构的复杂性、参数多样性和资料不完善以及缺乏实时监控设备等因素,准确计算配电网理论线损比较困难,一直是个难题。为解决这一难题,众多科研工作者从理论到实践不断深入研究配电网理论线损计算方法,希望研究出更加适合配电网理论线损计算的新方法,更加快速、准确地计算配电网理论线损,满足电力部门配电网线损的分析和管理需要。第一节
13、 国传统的配电网理论线损计算方法传统的配电网理论线损计算方法,主要分为两类,一类是依据网络主要损耗元件的物理特征建立的各种等值模型算法;一类是根据馈线数据建立的各种统计模型。传统等值模型计算方法中按计算精度又分为两类,一类是计算精度较低的简化近似法;一类是计算精度高的精确计算方法。10kV配电网等值模型计算方法如均方根电流法、平均电流法(形状系数法)、最大电流法(损耗因数法)、最大负荷损耗小时法、等值电阻法等,第 3 页 共 50 页低压配电网等值模型计算方法如等值电阻法、电压损失法、台区损失率法等,这类方法是典型的传统等值模型计算方法中比较粗略的简化近似法,计算精度不高,不便于降损分析,但由
14、于需要的数据资料少,计算方法简单,便于计算机编程,计算精度能够满足工程要求,所以在实际工程中广泛应用;潮流法是典型的传统等值模型计算方法中计算精度高的精确计算方法,计算精度高,能够精确计算配电网理论线损,但由于配电网结果复杂,表计不全,运行参数无法全部收集,或者网络的元件和节点数太多,运行数据和结构参数的收集、整理很困难等因素,无法采用潮流方法,所以在实际工程中很少应用。概率统计模型是一种统计模型,分为配电线路概率统计模型和配电变压器概率统计模型,是一种简化计算模型,需要的数据资料少,在计算配电线路和配电变压器等值电阻方面,只需要配电变压器容量、数量等较少参数就可以计算,这种计算方法是基于概率
15、统计的基础上,因此计算精度低,很少在实际工程中应用。第三节 配电网理论线损计算方法新进展近年来,随着各项科学技术和各种理论迅速发展,配电网理论线损计算方法研究也取得了很大的进展,新的计算方法不断出现,这些方法为配电网理论线损计算方法的研究提供了有力的工具,拓宽了新思路。新发展起来的配电网理论线损计算方法主要有:潮流改进算法、遗传与人工神经网络结合算法、模糊识别算法等。一、潮流改进算法对配电网理论线损计算,在对精度要求较高的场合下,多彩用潮流计算的方法,提高计算精度。传统的潮流计算方法有牛顿法、PQ分解法、等效节点功率法、损耗累加法等,由于配电网网络结构复杂、负荷节点数量多、运行数据收集不全、数
16、据整理困难等因素,传统的潮流法很难采用。基于这种情况,部分学者对潮流算法中的部分算法进行了深入研究并加以改进,形成新的算法,主要有改进迭代法、前推回推区间迭代法、匹配潮流法等。迭代法是一种非线性方程组求解方法,将其应用于潮流法,求解潮流方程,在求解过程中,在初始条件参数基础上,经过多次迭代,达到收敛条件,停止迭代。改进迭代法和前推回推区间迭代法是对常规迭代法进行改进。改进迭代法根据配电网得实际情况和网络特点,充分利用现有运行参数,将数据结构中的链表技术和“前推回代”潮流算法结合起来,运用于配电网理论线损计算。这种算法重要特征是引入链表技术“节点双亲孩子兄弟链表”,是根据网络中节点与支路得关联关
17、系,由动态指针将网络中得各节点链接起来而形成链表。以此链表为基础,由第 4 页 共 50 页“前推回代”潮流算法求得配电网潮流分布,进而求得线损及其分布。此算法在处理负荷时依然使用电力网电能损耗计算导则中的简化方法处理,影响计算精度。前推回推区间迭代法是建立在数据区间概念基础之上。数据区间是属于数学范畴,用来求解问题的未知解所在的范围或求取区间解。在实际工程中,当一个问题的原始数据不能精确地被知道,而只知其包含在给定的界限范围内,或者原始数据本身就是一个区间而非某个点值时,就可以用这一方法求解。传统的迭代法属于点迭代法,如牛顿法,负荷和其它参数是用一个数值,而不是用一个数值的范围即区间来表示,
18、求解都是系统的瞬时状态,不符合实际。前推回推区间迭代法正是使用负荷和参数变化区间来表示,不但可以处理具有不确定性的点信息,而且可以方便地求解给定时间段上系统状态量的变化范围,从而能更全面真实地反映系统的状态。但这种计算方法在负荷处理上,采用区间方法定量描述缺乏量测的负荷变化,只利用变压器容量信息,并没有考虑实际配电网中的少数自动化量测信息及典型用户的变化规律,使得计算的理论线损结果的有效性和合理性不够充分。匹配潮流法是以潮流法为基础,以配电网自动化系统采集数据为前提进行理论线损计算的。匹配潮流法主要是如何确定配电网各节点负荷功率。在获取节点负荷功率后,在求解潮流时,用线路量测冗余信息来修正配电
19、网节点负荷,从而使潮流解更趋于合理,收敛性好,数值稳定性好,计算效率高(陈得治等,2005)。匹配潮流法将配电网理论线损计算范围扩展到支路损耗,而不向其他计算方法是将整体馈线作为计算对象,有利于帮助运行人员考察配电网局部理论线损值及变化情况,制定降损措施。该方法很好地考虑了目前配电网的实际情况,有普遍性,适合城市配电网结构,但在配电网节点负荷功率获取方面,一是依赖配电网自动化系统的实时量测信息,条件苛刻,二是对于没有实时量测信息的配电网节点负荷功率,则节点负荷功率的获取依然采用传统的方法,仍需要进一步研究。二、遗传算法(GA)与人工神经网络(ANN)结合算法自二十世纪九十年代以来,人工神经网络
20、(ANN)大量开创性应用。人工神经网络的优越性一方面体现在它的自学习能力,自动发现和把握事物发展的规律;另一方面ANN具有很强的非线性映射功能,可以把学习到的复杂的数学关系,建立成具有丰富内涵的网络模型。常用的ANN模型是BP网络模型,利用一个简单的三层人工神经网络模型,就能实现从输入到输出间非线性映射任何复杂函数关系。基于人工神经网络(ANN)的优点,国内外部分学者开始提出基于人工神经网络模型第 5 页 共 50 页算法来计算配电网理论线损方法。这种模型算法正逐渐成为配电网理论线损计算方法研究的新热点,为配电网理论线损计算提供了新思路。但到目前为止,国内外利用ANN进行配电网理论线损计算的研
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