【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 損計(jì)算的精度。但該方法在對(duì)電流大小及變壓器負(fù)荷率的大小進(jìn)行模型判別時(shí)，隸屬函數(shù)的選擇較難，在實(shí)際應(yīng)用中較困難。該方法引入模糊識(shí)別技術(shù)，雖然尚處于理論研究階段，但開(kāi)拓了新思路，需要進(jìn)一步深入研究。 主要研究?jī)?nèi)容目前，對(duì)于配電網(wǎng)理論線損計(jì)算方法，結(jié)合配電網(wǎng)實(shí)際情況，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了大量的理論研究，達(dá)到了較高的水平，部分計(jì)算方法已投入實(shí)際應(yīng)用，取得了較好的結(jié)算結(jié)果。對(duì)發(fā)、供電企業(yè)來(lái)說(shuō)，降低電能損耗，就意味著節(jié)約能源，增加經(jīng)濟(jì)效益。目前，供電企業(yè)在配電網(wǎng)理論線損計(jì)算方面開(kāi)展較少，特別是 低壓配電網(wǎng)，幾乎沒(méi)有開(kāi)展理論線損計(jì)算，基本是以電量為數(shù)據(jù)，通過(guò)簡(jiǎn)單的線損率計(jì)算公式計(jì)算，計(jì)算方法原始，不能計(jì)算出理論線損，不能開(kāi)展科學(xué)的降損分析，不能制定出合理的降損措施，這種狀況即跟不上科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步伐，也不能滿(mǎn)足電力部門(mén)的要求。有鑒于此，針對(duì)縣市供電企業(yè)配電網(wǎng)理論線損計(jì)算問(wèn)題，結(jié)合配電網(wǎng)的實(shí)際情況，對(duì)配電網(wǎng)理論線損計(jì)算方法進(jìn)行研究，研究出一種需要數(shù)據(jù)資料少、計(jì)算速度快、計(jì)算結(jié)果精度高的計(jì)算方法。因此，本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：；，并分析其特點(diǎn)；；陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第 10 頁(yè) 共 55 頁(yè) 10；。2 配電網(wǎng)理論線損計(jì)算的研究 配電網(wǎng)理論線損計(jì)算特點(diǎn)配電網(wǎng)理論線損計(jì)算是根據(jù)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算配電網(wǎng)理論線損，所以配電網(wǎng)理論線損計(jì)算工作研究的對(duì)象是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基本固定、負(fù)荷實(shí)時(shí)變化的配電網(wǎng)，根據(jù)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和負(fù)荷類(lèi)型需要采用適當(dāng)?shù)挠?jì)算方法和計(jì)算模型，計(jì)算出配電網(wǎng)理論線損。因此其特點(diǎn)如下： 不準(zhǔn)確性由于配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，負(fù)荷功率性質(zhì)的多樣性，負(fù)荷功率實(shí)時(shí)變化性，外部環(huán)境條件不確定性，要完全準(zhǔn)確計(jì)算出配電網(wǎng)理論線損實(shí)際是不可能的，無(wú)論采用哪種計(jì)算方法和計(jì)算模型，只能是盡力作到理論運(yùn)行狀態(tài)盡可能接近實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，使計(jì)算結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，近似于實(shí)際值。 條件性傳統(tǒng)的配電網(wǎng)理論線損計(jì)算方法，由于配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，各節(jié)點(diǎn)沒(méi)有監(jiān)測(cè)設(shè)備，在計(jì)算理論線損過(guò)程中，都要假設(shè)一定的條件來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算，在假設(shè)條件的基礎(chǔ)上，確定計(jì)算模型。由于假設(shè)條件的存在，使計(jì)算結(jié)果誤差大，精度低，或高于實(shí)際值，或低于實(shí)際值。但這種假設(shè)條件并不是沒(méi)有實(shí)際意義、毫無(wú)根據(jù)的憑空假設(shè)，而是建立在一定理論基礎(chǔ)之上的，是必要的。 多方案性正是由于配電網(wǎng)理論線損計(jì)算的近似性和條件性，所以在進(jìn)行配電網(wǎng)理論線損計(jì)算過(guò)程中，結(jié)合配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷情況以及假設(shè)條件，對(duì)同一配電網(wǎng)進(jìn)行理論線損計(jì)算可以有不同的計(jì)算方案，選擇不同的計(jì)算模型。 配電網(wǎng)理論線損計(jì)算步驟 明確內(nèi)容和要求在對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行理論線損計(jì)算時(shí)，首先要了解配電網(wǎng)理論線損計(jì)算的內(nèi)容和要求，對(duì)配電網(wǎng)分壓、分線、分臺(tái)區(qū)進(jìn)行分類(lèi)，明確不同的類(lèi)別的配電網(wǎng)理論線損計(jì)算范圍、計(jì)算內(nèi)容和計(jì)算要求。 資料的搜集和整理根據(jù)配電網(wǎng)理論線損計(jì)算的內(nèi)容與要求，搜集進(jìn)行配電網(wǎng)進(jìn)行理論線損計(jì)算所需要的各種資料。首先要搜集有關(guān)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的接線圖、結(jié)構(gòu)參數(shù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)等資料，盡量齊全。對(duì)收集到的資料進(jìn)行分析和加工整理，對(duì)資料中的數(shù)據(jù)去偽存真，提高資料的準(zhǔn)確度。 對(duì)資料進(jìn)行分析配電網(wǎng)資料的齊全與準(zhǔn)確是影響配電網(wǎng)理論線損的重要因素(楊秀臺(tái)，1985)，因此要對(duì)收集到的配電網(wǎng)資料，如配電網(wǎng)的單線接線圖、結(jié)構(gòu)參數(shù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)等資料進(jìn)行認(rèn)真分析。對(duì)于單線接線圖的結(jié)構(gòu)，區(qū)分是輻射狀還是環(huán)形結(jié)構(gòu)，在單線接線圖上導(dǎo)線、配電變壓器參數(shù)是否標(biāo)注齊全、正確，如果沒(méi)有特殊情況，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)一般不會(huì)發(fā)生變化，若由于改造等原因發(fā)生變化，應(yīng)在計(jì)算之前補(bǔ)充修改，使之與實(shí)際相符；對(duì)于運(yùn)行數(shù)據(jù)，如以月為時(shí)間單位記錄的供電量、售電量等數(shù)據(jù)，應(yīng)分析數(shù)據(jù)的合理性，對(duì)于異常值進(jìn)行分析，找出異常值產(chǎn)生的原因，查明異常值是否合理。 選擇計(jì)算模型根據(jù)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、負(fù)荷功率性質(zhì)可以選擇不同的計(jì)算模型。正確選擇計(jì)算模型是配電網(wǎng)理論線損計(jì)算中最關(guān)鍵的一步，選擇不同的計(jì)算模型、計(jì)算方法及假設(shè)條件，對(duì)于同一配電網(wǎng)線路或低壓臺(tái)區(qū)，可能得出不同的計(jì)算結(jié)果，準(zhǔn)確度各不相同，如果選擇不適當(dāng)，可能造成計(jì)算誤差過(guò)大，陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第 11 頁(yè) 共 55 頁(yè) 11必要時(shí)可以選擇多個(gè)計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)比計(jì)算結(jié)果，以供選擇。目前，在配電網(wǎng)理論線損計(jì)算實(shí)際工作中，常用的計(jì)算方法有多種，如均方根電流法、平均電流法(形狀系數(shù)法)、最大電流法(損耗因數(shù)法)、等值電阻法、潮流法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等多種方法。各種計(jì)算方法均有其不同的特點(diǎn)和適用范圍，要根據(jù)計(jì)算的內(nèi)容和要求來(lái)選擇。 理論線損計(jì)算隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，配電網(wǎng)理論線損計(jì)算方法研究有了較大的進(jìn)步，各種新的計(jì)算方法和模型不斷出現(xiàn)，并且對(duì)計(jì)算機(jī)的性能要求越來(lái)越高，依賴(lài)性越來(lái)越強(qiáng)。依據(jù)選擇的配電網(wǎng)理論線損計(jì)算模型，根據(jù)所掌握的資料數(shù)據(jù)，運(yùn)用計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算，能夠獲得比較準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果，獲得更高的精度，更好的滿(mǎn)足供電企業(yè)對(duì)配電網(wǎng)理論線損計(jì)算結(jié)果和精度的要求。 分析計(jì)算結(jié)果根據(jù)所選擇的配電網(wǎng)理論線損計(jì)算模型得到的計(jì)算結(jié)果并不一定與實(shí)際值相符，這是由于所建立的計(jì)算模型是對(duì)實(shí)際情況的近似模擬，是用理論狀態(tài)來(lái)近似實(shí)際狀態(tài)，在計(jì)算過(guò)程由于數(shù)據(jù)資料不全、假設(shè)計(jì)算條件、計(jì)算模型精度等因素，必然產(chǎn)生誤差。因此，需要對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，以確定計(jì)算結(jié)果是否可信。 配電網(wǎng)元件電能損耗數(shù)學(xué)模型配電網(wǎng)的電能損耗是網(wǎng)內(nèi)各元件電能損耗的總和,要計(jì)算電能在傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的電能損耗,就必須掌握網(wǎng)內(nèi)各元件的物理特性,并確定這些元件的數(shù)學(xué)模型。在 l0kV 及以下電壓等級(jí)配電網(wǎng)中,元件數(shù)量較大,每個(gè)元件的運(yùn)行數(shù)據(jù)具有一定的隨機(jī)性。根據(jù)配電網(wǎng)元件電氣特性及線損產(chǎn)生機(jī)理的不同,可將元件電能損耗分為: 變電、配電元件中導(dǎo)線電阻發(fā)熱損耗。 變壓器鐵芯損耗。電纜線路、并聯(lián)電容器的介質(zhì)損耗。架空線路的電暈損耗 。戶(hù)外絕緣子漏電損耗 ,以及二次回路、諧波損耗等。二次回路包括測(cè)量、保護(hù)、信號(hào)、控制、監(jiān)視系統(tǒng)。其中用戶(hù)及變電站二次回路的損耗分別計(jì)入用戶(hù)電量及變電站的自用電量。除此之外,那些用于測(cè)量、保護(hù)、信號(hào)、控制、監(jiān)視的戶(hù)外以及環(huán)網(wǎng)柜、開(kāi)閉所內(nèi)的損耗因所占比例較小可以忽略不計(jì)。諧波對(duì)線損的影響是一個(gè)專(zhuān)門(mén)的研究領(lǐng)域,己超出了本文的研究范圍。在諧波治理和電能質(zhì)量管理要求的約束下,由于諧波產(chǎn)生的損耗很小,可以忽略不計(jì)。電暈損耗及絕緣子的泄漏損耗,其損耗量的大小與絕緣子外形、絕緣材料及氣候條件等因素有關(guān),尚缺乏成熟的計(jì)算方法。因配電網(wǎng)中電壓等級(jí)較低,漏電損耗所占比例很小,故也忽略不計(jì)。 配電線路導(dǎo)線損耗等值數(shù)學(xué)模型電力線路的數(shù)學(xué)摸型是以電阻、電抗、電納、 10kV 及以下電壓等級(jí)的線路,由于電壓較低,線路對(duì)地電納及電導(dǎo)的影響較小,故將其等值為由電阻、電抗元件組成的簡(jiǎn)化等值電路,如圖 1 所示.圖 配電線路等值電路若通過(guò)某段線路的電流 I 穩(wěn)定不變 ,則在計(jì)算時(shí)段 T 內(nèi)產(chǎn)生的電能損耗為: () 2310()AIRkWh????若整條線路由多段參數(shù)不同的導(dǎo)線組成,則在計(jì)算時(shí)段 T 內(nèi)產(chǎn)生的線路電能損耗為: ()23()imLiiI??j w陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第 12 頁(yè) 共 55 頁(yè) 12若已知通過(guò)線路的有功功率和無(wú)功功率,上式可改寫(xiě)為: () 2310()imiLiPQATRkWhU??????式中: 為第 i 段線路在時(shí)間 T 內(nèi)的電流(A)。 為第 i 段線路在時(shí)間 T 內(nèi)的有功功率(kW)。 為第 iiI i iQ段線路在時(shí)間 T 內(nèi)的無(wú)功功率(kvar)。Ri 為第 i 段線路導(dǎo)線電阻( Ω)。mi 為線路總段數(shù)。Ui 為第 i 段線路平均線電壓(kV)。T 為計(jì)算時(shí)段小時(shí)數(shù)(h)。 配電變壓器繞組損耗等值數(shù)學(xué)模型配電變壓器一般均為雙繞組變壓器,可用電阻、電抗、電導(dǎo)、電納元件組成的 T 形的等值電路來(lái)表示,如圖 2 所示. 圖 變壓器的型“ ”等效電路?若通過(guò)變壓器繞組的電流 穩(wěn)定不變,在計(jì)算線損時(shí)段 T 內(nèi), 配電變壓器繞組產(chǎn)生的損耗 為:iTI TcuiA? 2()iiTcuiKNAPkWhI?????????（）式中: 為第 i 臺(tái)配電變壓器短路損耗功率(kW)。 為第 i 臺(tái)配電變壓器繞組上電流(A)。 為第i iTI iNIi 臺(tái)配電變壓額定電流(A)。 配電變壓器鐵芯損耗等值數(shù)學(xué)模型配電變壓器的鐵芯損耗與其運(yùn)行電壓有關(guān),因此,在計(jì)算線損時(shí)段 T 內(nèi),配電變壓器的鐵芯損耗為:TfeA? 12()avlfeOiNUPTkWh????????（）式中: 為第 i 臺(tái)變壓器的空載損耗功率 (kW)。 為第 i 臺(tái)變壓器的額定電壓(kV)。 為第 i 臺(tái)i 1NUavlU變壓器的平均運(yùn)行線電壓(kV)。 并聯(lián)電容器損耗等值數(shù)學(xué)模型并聯(lián)電容器的等值電路由一個(gè)無(wú)損耗的理想電容器與電阻并聯(lián)而成,如圖 3 所示。2ITGjB?0I01U1I 2UTTZRjX??陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第 13 頁(yè) 共 55 頁(yè) 13圖 并聯(lián)電容器等值電路在交流電壓作用下,流過(guò)電容器的電流有兩部分:有功電流 和無(wú)功電流. 通常把 與 的比值RICIRIC稱(chēng)為介質(zhì)損耗角正切值 tgδ, 即 RCItg??（）電容器有功功率為: 2UPwtgQtR?????（）在計(jì)算線損時(shí)段 T 內(nèi)電容器有功功率損耗 為:CA? CKAQtgT???（）式中: 為第 i 組并聯(lián)電容器投入容量(kavr)。tgδ 為第 i 組并列電容器介質(zhì)損失角正切值。K 電纜線路損耗等值數(shù)學(xué)模型電纜線路除按架空導(dǎo)線計(jì)算線芯電阻損耗外,還應(yīng)計(jì)算絕緣介質(zhì)的電能損耗,其計(jì)算公式為: ()??2310DiiiAUwCtgLTkWh??????式中:Ui 為第 i 條電纜平均運(yùn)行線電壓(kV)。ω 為電網(wǎng)電壓角頻率(rad/s)。 為每相的工作電容iC(μF/km)。tgδ 為介質(zhì)損失角正切值。Li 為第 i 條電纜長(zhǎng)度(km)。 配電網(wǎng)線損計(jì)算的基本假設(shè)前述給出了元件損耗的計(jì)算模型,網(wǎng)中元件數(shù)很多,每個(gè)元件上的運(yùn)行數(shù)據(jù)又具有隨機(jī)特性,配電網(wǎng)線損計(jì)算方法是在盡量減少原始資料收集范圍的前提下,進(jìn)行足夠準(zhǔn)確的元件電能損耗計(jì)算。CI陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第 14 頁(yè) 共 55 頁(yè) 14變電站10k 母線饋線Ⅱ線饋線ⅠⅠ11 段 12段13 段15 段14段T7T1T5T416 段T3T6T217段圖 配電網(wǎng)示意圖如圖 4 所示的配電網(wǎng),變電站 l0kV 側(cè)有兩條饋線,饋線首端經(jīng)過(guò)高壓降壓變壓器與供電網(wǎng)相連,一般以輻射型網(wǎng)絡(luò)連接若干臺(tái)配電變壓器 ,饋線與饋線之間除在樹(shù)根處(饋線首端) 通過(guò)高壓母線相連外 ,相對(duì)于一個(gè)大供電網(wǎng)來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì),故可以認(rèn)為饋線根節(jié)點(diǎn)的電壓是恒定的。因此 ,給定饋線根節(jié)點(diǎn)的電壓及沿線各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷,此饋線的潮流分布就可完全確定。基于上述特點(diǎn) ,配電網(wǎng)的線損計(jì)算不再以全網(wǎng)為單位,的負(fù)荷,求出各段的功率損耗和電壓降落,得到各段在一定時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電量損耗 ,從而確定整條饋線的線損分布, ,在進(jìn)行配電網(wǎng)線損計(jì)算時(shí),需收集沿線各節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷,但由于配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)多,負(fù)荷在不同時(shí)段的變化又比較大 ,運(yùn)行數(shù)據(jù)根本無(wú)法全面收集。為盡量減少運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集量,同時(shí)又不影響線損計(jì)算精度,一般作如下假設(shè) :(1)各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)負(fù)荷曲線的形狀與首端相同。(2)各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)功率因數(shù)與首端相等。(3)忽略沿線的電壓損失對(duì)能耗的影響。(4)負(fù)荷的分配與負(fù)荷節(jié)點(diǎn)裝設(shè)的變壓器額定容量成正比, 即各變壓器的負(fù)荷系數(shù)相同。( 一般把通過(guò)變壓器的視在功率與其額定容量的比值稱(chēng)為負(fù)荷系數(shù)) 配電網(wǎng)理論線損計(jì)算的含義配電網(wǎng)理論線損計(jì)算是在已知配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷功率性質(zhì)等數(shù)據(jù)條件下，研究或選擇一種計(jì)算方法來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在滿(mǎn)足一定精度要求的條件下，計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)(如一個(gè)月)配電網(wǎng)的理論線損值。 配電網(wǎng)理論線損計(jì)算方法分析目前，傳統(tǒng)和現(xiàn)代的配電網(wǎng)理論線損計(jì)算方法是基于兩種配電網(wǎng)參數(shù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)資料獲取情況和三種配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的開(kāi)展理論線損計(jì)算方法理論研究和實(shí)際應(yīng)用的。在兩種配電網(wǎng)參數(shù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)資料獲取情況中，一種是以配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)資料為基礎(chǔ)；另一種是以供電企業(yè)綜合管理系統(tǒng)(MIS)提取配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和以調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)(SCADA)、配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)(DMS)實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。在三種配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，第一種是輻射狀配電網(wǎng)，如農(nóng)村配電線路；第二陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第 15 頁(yè) 共 55 頁(yè) 15種是環(huán)狀配電網(wǎng)，如部分城市配電網(wǎng)，第三中是輻射狀與環(huán)狀相結(jié)合，屬于混合結(jié)構(gòu)，如部分城市配電網(wǎng)。由于黑龍江省縣市