電力系統(tǒng)網(wǎng)損分析及降損方法的研究

王 佳，常文煥，盧東偉，劉 洋，任 聰

(華北水利水電大學(xué)，河南 鄭州450011)

1 網(wǎng)損概述

隨著人類社會(huì)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)的出現(xiàn)推動(dòng)著社會(huì)生產(chǎn)中各個(gè)領(lǐng)域的變化，而電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行關(guān)乎著我們每個(gè)人的日常生活。然而，由于電力系統(tǒng)中有阻抗的存在，因此，電能在轉(zhuǎn)換、輸送、分配過程中就會(huì)無可避免地產(chǎn)生大量的損耗。

2 網(wǎng)損計(jì)算的意義

網(wǎng)損計(jì)算的意義主要是了解系統(tǒng)運(yùn)行的效率，通過對(duì)系統(tǒng)電源、負(fù)荷的優(yōu)化配置來降低系統(tǒng)的有功功率損耗和一段時(shí)間內(nèi)的電能損耗，進(jìn)而提高系統(tǒng)的運(yùn)營效率和企業(yè)的盈利水平。

3 網(wǎng)損計(jì)算的方法

網(wǎng)損的理論計(jì)算基本方法是均方根電流法，在此基礎(chǔ)上先后發(fā)展了平均電流法(形狀系數(shù)法)、最大電流法(損失因數(shù)法)、等值電阻法、潮流計(jì)算法等。

3.1 均方根電流法

設(shè)代表日24 h 的負(fù)荷電流的實(shí)測值是I1、I2、…I24，設(shè)每小時(shí)內(nèi)通過該元件的電流值不變，Ieff為均方根電流;t為計(jì)算小時(shí)數(shù)。

可得:

3．1．1 平均電流法(形狀系數(shù)法)

因?yàn)橛闷骄娏饔?jì)算出來的電能損耗偏小，因此要乘以一個(gè)＞1 的修正系數(shù)，設(shè)K為均方根電流與平均電流間的等效系數(shù)，稱為形狀系數(shù)，其表達(dá)式為:

損耗電量的計(jì)算公式為:

3．1．2 最大電流法(損失因數(shù)法)

用最大電流法計(jì)算出來的損耗是偏大的，需要乘以一個(gè)＜1的修正系數(shù)，假設(shè)F為均方根電流的平方與最大電流的平方的比值，稱為損失因數(shù)，其關(guān)系式為:

得損耗電量計(jì)算公式為:3．1．3 等值電阻法

在計(jì)算網(wǎng)損的時(shí)段T內(nèi)，在該線路產(chǎn)生的電能損耗按下式計(jì)算:

式中Pi，eff、Qi，eff分別為在時(shí)間T內(nèi)，第i段線路的均方根電流(A)、均方根有功功率(kW)和均方根無功功率(kvar);Ri為第i段線路的電阻值;Ui為在Pi，eff和Qi，eff處的線電壓;m為該線路總線段數(shù);T為計(jì)算網(wǎng)損的時(shí)段。

3.2 潮流計(jì)算法

現(xiàn)常用計(jì)算潮流的方法有以下幾種。

3.2.1 前推回代潮流計(jì)算法

針對(duì)6～10 kV 配電網(wǎng)的單電源樹狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該方法由遠(yuǎn)方終端采集裝置測得現(xiàn)場的實(shí)際數(shù)據(jù)，直接求出各點(diǎn)電壓進(jìn)而求出各段的功率損耗。

3.2.2 損耗功率累加法

該方法在計(jì)算時(shí)段內(nèi)先對(duì)各個(gè)采樣時(shí)刻進(jìn)行潮流計(jì)算，然后，將各時(shí)刻損耗功率乘以采樣的間隔時(shí)間，最后累加得到系統(tǒng)損耗電量。

3.2.3 動(dòng)態(tài)潮流法

動(dòng)態(tài)潮流法針對(duì)各個(gè)時(shí)刻的采樣值，用分段低次樣條插值的方法求取P、Q的近似表達(dá)式。以求盡可能準(zhǔn)確地反映各節(jié)點(diǎn)功率隨時(shí)間變化的實(shí)際情況。

4 降低網(wǎng)損的技術(shù)措施

4.1 提高用戶的功率因數(shù)

4.1.1 提高負(fù)荷的自然功率因數(shù)

若要提高負(fù)荷的自然功率因數(shù)，首先應(yīng)避免電動(dòng)機(jī)長期處于輕負(fù)荷或空載運(yùn)行;另外，大容量的用戶盡量使用同步電動(dòng)機(jī)，并使其過激運(yùn)行;此外，還應(yīng)合理地配置變壓器容量。

4.1.2 增設(shè)無功功率補(bǔ)償裝置

在變電站低壓側(cè)母線上并聯(lián)電容器或調(diào)相機(jī)，補(bǔ)償負(fù)荷所需的部分或全部無功功率，以提高設(shè)置點(diǎn)用戶的功率因數(shù)。

4.2 合理選用輸電線路導(dǎo)線截面

在電力系統(tǒng)中輸送負(fù)荷保持不變的情況下，盡可能地增大導(dǎo)線截面，減小輸電線路的電阻，從而降低輸電線路上的損耗。

4.3 適當(dāng)提高高壓電力網(wǎng)的運(yùn)行電壓水平

電力系統(tǒng)運(yùn)行中，電網(wǎng)電壓等級(jí)越高，損耗就越小。而線路和變壓器等電氣設(shè)備的絕緣所容許的最高工作電壓，一般不超過額定電壓的10%。因此，在不超過上述規(guī)定的條件下，應(yīng)盡量提高電網(wǎng)的運(yùn)行電壓水平。

5 結(jié)語

配電網(wǎng)的計(jì)算有多種不同的方法，隨著科技的不斷發(fā)展，各種新計(jì)算方法的研究是網(wǎng)損分析的研究趨勢(shì)，同時(shí)，如何降低電網(wǎng)的損耗，提高電能的利用效率，已經(jīng)成為提高我國電力行業(yè)的技術(shù)水平，保證我國經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定增長的重要課題。

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