【文章內(nèi)容簡介】 同而異，特別是與負荷率f密切相關(guān)，分析表明：損耗因數(shù)F與負荷率f的關(guān)系，應(yīng)介于直線和拋物線之間，即： ()式中：β是與電力網(wǎng)負荷曲線形狀、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及負荷特性有關(guān)的常數(shù)，~，在不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，β值不同,f負荷率。對于損耗因數(shù)F有三種計算方法，第一種是利用理想化得負荷曲線推求F(f)關(guān)系，第二種是采用統(tǒng)計數(shù)學方法來求取F(f)得近似公式，第三中是數(shù)學積分方法求取F(f)得近似公式。對于損耗因數(shù)F第一種計算方法，我國有人采用以兩級梯形和梯形兩種理想化的負荷曲線作為極限狀態(tài)，分析得到如下?lián)p耗因數(shù)F計算公式： ()式中：F是損耗因數(shù)；f是負荷率；β是常數(shù)。對于損耗因數(shù)F第二種計算方法，采用二項式公式和三項式公式近似求取。1926年法國人楊森利用二項式公式求取得： ()式中：F是損耗因數(shù)；f是負荷率。1928年美國人布勒爾利用二項式公式求取得： ()式中：F是損耗因數(shù)；f是負荷率。在二十世紀七十年代，我國沈陽地區(qū)采用： () 式中：F是損耗因數(shù)；f是負荷率。在二十世紀七十年代上海地區(qū)采用： ()式中：F是損耗因數(shù)；f是負荷率。使用三項式求取損耗因數(shù)F的典型代表有1948年前蘇聯(lián)凱捷維茨，求取的計算公式如下： ()式中：F是損耗因數(shù)；f是負荷率。對于損耗因數(shù)F第三種計算方法，典型代表有：1980年美國雷蒙特(Raymond A)對持續(xù)負荷曲線采用直接積分的方法得到如下計算公式： ()式中：F是損耗因數(shù)；f是負荷率，β是常數(shù)。當f≤，當f，使用。1982年我國西寧電力局劉應(yīng)憲采用雙動點形成的四折線代表持續(xù)負荷曲線族，利用分段積分方法求取如下計算公式： ()式中：F是損耗因數(shù)；f是負荷率，β是常數(shù)。上式有較大實用價值。最大電流法的優(yōu)點是：計算需要的資料少，只需測量出代表日最大電流和計算出損耗因數(shù)等數(shù)據(jù)就可以進行電能損耗計算。缺點是：損耗因數(shù)不易計算，不同的負荷曲線、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負荷特性，計算出的F不同，不能通用，使用此方法時必須根據(jù)負荷曲線實際情況計算F值；計算精度低，常用于計算精度要求不高的情況。最大負荷損耗小時法的意義是，在一段時間內(nèi)，若用戶始終保持最大負荷不變，此時在線路中產(chǎn)生的損耗相當于一年中實際負荷產(chǎn)生的電能損耗。計算公式如下： () 式中：為損耗電量(kWh)；為最大視在功率(kVA)；τ為最大負荷損耗小時數(shù)(h)；R為元件電阻(Ω)，U為額定電壓(kV)。令T=8760，U為常數(shù)，則τ計算公式如下： ()式中：τ為最大負荷損耗小時數(shù)（h）；S為實際負荷視在功率（kVA）；為最大視在功率(kVA)。最大負荷損耗小時法的優(yōu)點是：通過計算出最大負荷損耗小時數(shù)τ，能夠計算出電能損耗，計算需要資料少，計算簡單。缺點是：最大負荷損耗小時法計算精度較低，一般用來估算年度配電網(wǎng)理論線損，不宜進行精確計算。等值電阻法的理論基礎(chǔ)是均方根電流法。等值電阻法的基本思想是，在配電線路首端，假想一個等值的線路電阻，在通過線路首端的總電流產(chǎn)生的損耗，與線路各段不同的分段電流通過分段電阻產(chǎn)生的損耗的總和相等。等值電阻法的優(yōu)點是：在理論上比較完善，在方法上克服了均方根電流法的諸多方面的缺點；不用收集運行數(shù)據(jù)，僅與結(jié)構(gòu)參數(shù)配電變壓器額定容量、分段線路電阻有關(guān)，計算出等值電阻數(shù)據(jù)就可以進行電能損耗計算，適合于10kV及以下配電網(wǎng)理論線損計算。缺點是：需要假設(shè)計算條件，影響計算結(jié)果精度；對沒有實測負荷記錄的配電變壓器，假設(shè)負荷分布按與配電變壓器額定容量成比例，各節(jié)點負荷率相同，這種計算不完全符合實際負荷情況；假設(shè)各負荷點功率因數(shù)、負荷系數(shù)和電壓相同，但一般情況下，實際系統(tǒng)各個負荷點的功率因數(shù)、負荷系數(shù)和電壓都不相同，計算出的電能損耗值偏小。 潮流法潮流法是配電網(wǎng)理論線損計算方法中計算精度較高的計算方法。配電網(wǎng)潮流計算以饋線作為基本單元，基本任務(wù)是求解出系統(tǒng)的狀態(tài)變量，即饋線上的各母線的電壓或功率。傳統(tǒng)的潮流計算方法有牛頓法、PQ 分解法、等效節(jié)點功率法、損耗累加法、前推法、迭代法等。隨著配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，負荷節(jié)點數(shù)量多，運行數(shù)據(jù)無法全部收集等因素，傳統(tǒng)的計算方法已經(jīng)不再實用，必須進行改進和創(chuàng)新，研究出新的潮流算法。新的潮流算法主要有改進迭代法、匹配潮流法、前推回推區(qū)間迭代法、基于區(qū)間算法的配電網(wǎng)三相潮流計算方法等，新的計算方法需要進一步深入研究，逐步實用化。潮流法的優(yōu)點是計算精度高，缺點是由于配電網(wǎng)需要收集的數(shù)據(jù)資料多，若表計不全或運行參數(shù)收集不全，或者網(wǎng)絡(luò)的元件和節(jié)點數(shù)太多，運行數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的收集整理困難，則無法采用潮流方法。對于低壓配電網(wǎng)理論線損計算，《電力網(wǎng)電能損耗計算導(dǎo)則》推薦使用電壓損失法。電壓損失法主要是利用功率損耗與電壓損耗百分數(shù)之間的關(guān)系來粗略計算低電壓配電網(wǎng)理論線損。計算方法如下：假設(shè)負荷集中在低壓配電網(wǎng)線路末端，按照電壓向量圖可以得到電壓損失率近似計算公式： ()式中： I 為線路首端電流(A)； R 為線路電阻(Ω)；為功率因數(shù)角。功率損耗率計算公式如下： ()式中：I 為線路首端電流(A)；R 為線路電阻(Ω)；為功率因數(shù)角；U 為線路首端電壓(V)。功率損耗率與電壓損耗率之比： ()式中：為功率因數(shù)角。假設(shè)，則一般的可以寫作如下計算公式： （）式中：從配電網(wǎng)變壓器出口出到電壓最低點間各段的電流(A)；從配電網(wǎng)變壓器出口出到電壓最低點間各段的電阻()； I 為線路首端電流(A)；n 為從配電變壓器出口到電壓最低點間的各線段數(shù)。電壓損失法的優(yōu)點是需要的計算數(shù)據(jù)少，簡單易算；缺點是需要假設(shè)條件，計算精度低，適用于粗略計算。竹節(jié)法是一種新的低壓配電網(wǎng)理論線損計算方法，計算采用平均電流法，主干線及支線電流采用‘竹節(jié)式’遞減，下戶線電流采用平均功率計算。竹節(jié)法計算有幾個假設(shè)條件，一是每個電氣節(jié)點的電壓相等；二是支線在主干線上均勻分布；三是每種型號的支線長度相等，負荷相同，下戶線個數(shù)相同，下戶線在支線上均勻分布著；四是每種下戶線的長度相同，每個下戶線的負荷相同。低壓線損理論計算公式如下：主線單相線損功率： （） 式中：為負荷形狀系數(shù)；為損耗因數(shù)與線路老化程度等因素有關(guān)；為三相負荷平衡系數(shù)；n為支路個數(shù)；I為線路首端相電流(A)；為主線電阻(Ω)。支線單相線損功率：每個支線的每相線損功率與主線的計算方法相同，所有支線的單相線損功率： （）式中：為負荷形狀系數(shù)；為損耗因數(shù)與線路老化程度等因素有關(guān)；為三相負荷平衡系數(shù)；n為支路個數(shù)；I為線路首端相電流(A)；為主線電阻(Ω) ；m為下戶線個數(shù)。下戶線損失功率： （）式中：為負荷形狀系數(shù)；為損耗因數(shù)與線路老化程度等因素有關(guān)；為三相負荷平衡系數(shù)；n為支路個數(shù)；I為線路首端相電流(A)；為主線電阻(Ω) ；m為下戶線個數(shù)。竹節(jié)法的優(yōu)點是計算方法簡單容易，需要參數(shù)少，容易收集，計算結(jié)構(gòu)滿足工程計算的精度要求；缺點是假設(shè)條件較多，有的假設(shè)條件不符合實際情況，計算精度低。隨著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)在各個領(lǐng)域大量的開創(chuàng)性應(yīng)用，從二十世紀九十年代開始有國內(nèi)外學者將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)引入配電網(wǎng)理論線損計算研究之中。這些用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)模型計算理論線損的方法，是配電網(wǎng)理論線損計算方法在理論上的新探索，提供了新的思路，拓寬了新視野，對于配電網(wǎng)理論線損計算方法研究開辟了新方向。但所有這些模型在確定ANN的結(jié)構(gòu)(隱含層神經(jīng)元數(shù)、神經(jīng)元間的互連方式以及傳遞函數(shù)等)和學習參數(shù)(學習速率、動量因子等)時，都是靠反復(fù)試驗確定的，沒有系統(tǒng)的規(guī)則可循；試驗方法帶有很大的盲目性和隨機性，需要大量的時間和資源，而且很難保證一定能找到一個合適的、滿足實際需要的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)計算模型，更不能保證設(shè)計出的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)計算模型一定是最佳的?；谝陨先斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)模型存在的缺點和不足，國內(nèi)外學者開始研究遺傳算法(GA)的改進，并引入到人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)計算模型設(shè)計方法之中，用改進的GA來輔助設(shè)計ANN，優(yōu)化ANN模型，獲得具有自進化、自適應(yīng)能力的適合配電網(wǎng)的高精度、高速度的線損計算模型。以上這些計算方法雖然在配電網(wǎng)理論計算方法研究方面有了一定程度上的進步，但效果并不十分明顯，且在機理上無法讓人信服，在實際應(yīng)用中還不成熟，需進一步深入研究。對于傳統(tǒng)計算方法以獲取點負荷值的缺點和不足，近年來國內(nèi)有學者提出采用區(qū)間方法來獲取一定范圍的負荷值，提出基于區(qū)間算法的配電網(wǎng)理論線損計算方法(王成山等，2002)。在使用該方法計算中，對負荷曲線形狀系數(shù)的區(qū)間性進行了詳細分析和論證，給出了形狀系數(shù)的區(qū)間值獲取方法，指出基于平均電流法的配電網(wǎng)線損區(qū)間算法的計算結(jié)果是各損耗的區(qū)間值，為用戶提供了更多信息。該方法是對配電網(wǎng)理論線損計算方法研究的有益嘗試，在實際應(yīng)用中還不成熟，需進一步深入研究。模糊理論中模型識別技術(shù)主要應(yīng)用在模糊邏輯控制領(lǐng)域，近年來國內(nèi)有學者將該方法引入到配電網(wǎng)理論線損計算方法中，主要是采用模型識別技術(shù)對支路電流的分配進行修正，使理論運行狀態(tài)盡可能接近實際運行狀態(tài)，即在判斷支路電流大小的過程中，根據(jù)配電變壓器的負荷率來判斷配電變壓器是否使用，根據(jù)正常和偏低兩類標準，建立隸屬函數(shù)，使計算結(jié)果盡可能準確，提高理論線損計算精度。但該方法在對支路電流大小及配電變壓器負荷率的大小進行模型判別時，隸屬函數(shù)的選擇較難，在實際應(yīng)用中較困難，需要進一步深入研究。 傳統(tǒng)的配電網(wǎng)理論線損計算方法，如均方根電流法、平均電流法(現(xiàn)狀系數(shù)法)、最大電流法(損耗因數(shù)法)、等值電阻法、最大負荷損耗小時法、潮流法等計算方法，主要是依靠配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和歷史運行數(shù)據(jù)資料進行計算，優(yōu)點是計算方法簡單，需要的數(shù)據(jù)資料少，計算結(jié)果基本能夠滿足工程要求和實際工作需要，缺點是各種方法都是計算結(jié)果精度主要取決于原始運行數(shù)據(jù)收集是否齊全和準確，假設(shè)條件與實際情況可能不符，影響計算精度，計算精度低。對于現(xiàn)代研究的配電網(wǎng)理論線損計算方法，如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)算法、遺傳算法(GA)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)相結(jié)合算法、模糊識別算法等，這一類算法優(yōu)點是計算精度有所提高，但這一類計算方法仍處于理論探索階段，計算機理有待于進一步深入研究，已研究的計算方法與實際應(yīng)用還有差距。開展配電網(wǎng)理論線損計算，可以優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、調(diào)度運行方式和降損分析、提高經(jīng)濟效益等。在實際工作中，供電企業(yè)追求計算速度快、計算結(jié)果精度高的配電網(wǎng)理論線損計算方法，但影響配電網(wǎng)理論線損計算精度的因素較多，比較復(fù)雜、多樣，例如原始數(shù)據(jù)的準確性、數(shù)學模型的準確性和數(shù)學方法的精確性等因素，其中原始數(shù)據(jù)的準確性占絕對主要地位。但由于配電網(wǎng)實際情況，要準確計算出配電網(wǎng)理論線損，需要考慮這些因素的影響。當然，在這些影響因素中，有些影響較大，有些影響較小。因此，在配電網(wǎng)理論線損計算研究中，在保證一定精度要求的條件下，為使研究問題的方便，往往只計及主要因素，忽略次要因素。除了上述的影響因素之外，人為差錯、采用的測量儀表和計算工具計算精確性等因素也都對配電網(wǎng)理論線損計算的精度產(chǎn)生影響。對于這些影響因素，有些在計算模型中無法考慮其影響，需要制定標準及根據(jù)實際情況予以考慮?？傊?，配電網(wǎng)理論線損計算精度的高低，是各種因素共同作用的結(jié)果。只有正確地分析影響配電網(wǎng)理論線損計算的各種因素，才能做到合理、準確、科學。3 配電網(wǎng)理論線損計算方法的改進結(jié)合目前黑龍江省縣市供電企業(yè)的配電網(wǎng)實際情況，主要以傳統(tǒng)配電網(wǎng)理論線損計算方法為主，為提高計算精度，可以對傳統(tǒng)的等值電阻法進行改進，獲得最佳計算方法。等值電阻法的理論基礎(chǔ)是均方根電流法，在理論上比較完善，在方法上克服了均方根電流法的諸多方面的缺點，適合于計算10kV及以下配電網(wǎng)的理論電能損耗。由于10kV及以下配電網(wǎng)節(jié)點多，分支線多，元件多，各支線的導(dǎo)線型號各不相同，配電變壓器型號、容量、負荷率、功率因數(shù)、負荷曲線形狀等參數(shù)和運行數(shù)據(jù)各不相同，要精確計算10kV及以下配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中各元件的電能損耗是比較困難的，因此，在滿足實際工程計算精度的前提下，使用等值電阻法計算10kV及以下配電網(wǎng)的