配电网中理论线损计算4.docx

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配电网中理论线损计算4

1.配电网理论线损计算简介

计算配电网线损的理论方法是计算能量传输和分配过程中由不同组件和不同损耗比例所引起的能量损耗，以确定电网线损的变化权。

分配损失分配网络是能源工业的综合经济技术指标，也是国家评估能源工业的重要指标。

然而，由于配电网结构的复杂性，参数的多样性，数据不完整，缺乏实时监控设备，难以准确计算配电网中的理论线损。

为了解决这个问题，许多科学家从理论到实践不断地研究配电网线损计算的理论方法，希望开发出一种更适合配电网理论线损计算的新方法，以满足能源行业中线损分析和配电线管理的需求。

1.1传统的配电网理论线损计算方法

配电网的传统理论线损计算方法主要分为两类：

一类是基于网络损耗主要成分的物理特性的等效模型算法；二是基于模型的网络损耗主要组成部分。

第二个是基于数据的不同统计模型提要。

根据从计算精度上讲，传统的等效模型计算方法可分为两类：

一类是计算精度较低的简化逼近法；第二种是计算精度高的精确计算方法，计算10kV等值配电网模型的方法有平均电流平方根法、平均电流法（形状系数公式），最大电流法（损耗因数法）等效低压配电网模型的计算方法，如等效电阻法、电压损失法、站面损失法等，都是典型的简化近似法，是模型的等效计算方法。

计算精度不高，不便于降损分析。

但是由于缺乏数据和数据，计算方法简单，便于计算机编程，计算精度可以满足工程要求，因此在实际工程中得到了广泛的应用。

1.2配电网理论线损计算方法新进展

近年来，随着科学技术的飞速发展，配电网理论损耗计算方法的研究取得了长足的进展，许多新的计算方法逐渐被发现。

这些方法是探索网络理论损耗计算方法和拓展新思路的有力工具。

计算配电网理论损耗的新方法主要包括改进的潮流算法，遗传算法，人工神经系统，流体识别算法等。

1.2.1主要研究内容

目前，关于计算配电网线路损耗的理论方法，结合配电网的实际情况，国外已经进行了许多理论研究，取得了较高的成果水平。

非零计算方法在实际工程中得到了应用，取得了良好的沉降效果。

对于能源生产和能源供应企业，节能和效益经济。

目前发电厂线损的理论计算量较小，特别是低压配电网的线损为0.4kV，几乎没有线损的理论计算，基本上是基于数量电气方法计算比较原始，不能计算理论损失行不行科学分析减少损失，制定合理的减损措施损失情况与科技发展不同步，不能满足行业要求。

因此，本论文的主要研究容如下：

1.配电网的理论线损的分析；

2.研究目前常用的对于配电网理论线损的计算方法；

3.对配电网理论线损的影响条件的分析。

2配电网理论线损计算的研究

2.1配电网理论线损计算特点

根据配电网的结构参数和运行数据，为了计算配电网的理论损耗，在计算结构参数的基础上进行配电网线损的理论计算和配电网络的运行数据。

因此，配电网线损理论计算的理论目标是具有固定网络结构和实时负荷变化的配电网。

根据配电网负荷的结构和类型，采用适当的方法计算了配电网线路的理论损耗模型。

因此其特点如下：

2.1.1不准确性

由于配电网结构的复杂性，负荷特性的多样性，负荷的实时变化以及外部环境条件的不确定性，配电网的理论损失计算无法做到全面准确。

将运行状态转换为实际运行状态，以使计算结果尽可能准确并接近实际值。

2.1.2条件性

在传统的配电网理论损耗计算方法中，由于配电网结构的复杂性，并非每个节点都有监视设备。

在计算理论线损的过程中，应采用一定的条件简化计算。

在假设的基础上，限定了计算模型孤独。

由于该假设的存在，计算结果具有较大的误差和较低的精度，或者高于实际值或低于实际值，但是该假设并非毫无意义和毫无根据，而是基于一种理论，即有必要的。

2.2配电网理论线损计算步骤

2.2.1明确容和要求

在计算配电网理论线损时，首先必须了解配电网线损计算的能力和理论要求，并对配电网的电压分布，线路划分和变电站面积进行分类，说明线损计算的理论范围，不同类型配电网的计算能力和计算要求。

2.2.2资料的搜集和整理

根据配电网线损计算的能力和理论要求，收集不同数据，计算出理论网损的分布。

之后首先，编制配电网结构的接线图、结构参数、运行数据等信息，努力成为完成。

分析对采集到的数据进行处理，剔除虚假数据，保留真实数据，提高数据准确性。

2.3配电网元件电能损耗数学模型

配电网的电能损耗是各网络元件的电能损耗之和。

为了计算输电过程中产生的能量损失，需要控制每个网络元件的物理特性，并确定这些元件的数学模型。

在电压等级为10kV及以下的配电网中，元件的数量很大，每个元件的运行数据为：

随机。

根据配电网部件的电气特性和漏电机理的不同，可以将部件的功率损耗分为：

基板的电导率损耗和配电部件的损耗。

变压器铁芯损耗；介电电缆线和工作电容器的损耗；失去牵引力外部绝缘子，二次电路的完整性损耗和谐波损耗。

2.3.1配电线路导线损耗等值数学模型

电源线的数学模型由电阻、反应、释放和传导等单元组成，对于10kV及以下电压等级的线路，由于电压较低，对基板的可用性和导电性影响很小，因此等效为等效于如图1所示。

图2.1配电线路等值电路

若通过某段线路的电流、I稳定不变，则在计算时段T产生的电能损耗为:

（2.1）

若整条线路由多段参数不同的导线组成，则在计算时段T产生的线路电能损耗为：

（2.2）

若已知通过线路的有功功率和无功功率，上式可改写为:

（2.3）

2.3.2配电变压器绕组损耗等值数学模型

配电变压器一般均为双绕组变压器，可用电阻、电抗、电导、电纳元件组成的T形的等值电路来表示，如图2所示。

图2.2变压器的型“

”等效电路

若通过变压器绕组的电流IT稳定不变，在计算线损时段T，配电变压器绕组产生的损耗

为:

（2.4）

式中为i台配电变压器短路损耗功率（kW）;为第i台配电变压器绕组上电

流（A）；为第i台配电变压额定电流（A）。

2.3.3配电变压器铁芯损耗等值数学模型

配电变压器的铁芯损耗与其运行电压有关，因此，在计算线损时段T，配电变压器的铁芯损耗为:

（2.5）

式中:

为第i台变压器的空载损耗功率（kW）；

为i台变压器的额定电压（KV），

为第i台变压器的平均运行线电压（KV）。

2.3.4并联电容器损耗等值数学模型

在交流电压作用下，流过电容器的电流有两部分:

有功电流IR和无功电流IC,通常把

IR与IC的比值称为介质损耗角正切值tgδ，即

（2.6）

电容器有功功率为:

（2.7）

在计算线损时段T电容器有功功率损耗为:

（2.8）

式中：

QK为第i组并联电容器投入容量（kavr）；tgδ为第i组并列电容器介质损失角正切值。

2.3.5电缆线路损耗等值数学模型

电缆线路除按架空导线计算线芯电阻损耗外，还应计算绝缘介质的电能损耗，其计算公式为:

（2.9）

式中:

Ui为第i条电缆平均运行线电压（KV），ω为电网电压角频率（rad/s）；tgδ为介质损失角正切值；Li为第i条电缆长度（km）。

2.3.6配电网线损计算的基本假设

上面给出了组件损耗的计算模型，可以在此基础上进行整个配电网络的线损计算。

但是，由于配电网中有许多元件，并且每个元件上的操作数据具有随机特性，因此很难收集这些操作数据。

因此，配电网的线损计算方法是在尽量减少原始数据收集的前提下，进行足够准确的分量功率损耗计算。

图2.4配电网示意图

在电网中，如图4所示，10kV变电站有两个电源。

电源的第一端通过高压降变压器连接到电网，终端通过低压降变压器连接到用户C、卡电源就像一棵树，通常连接在放射状网络中的几个配电变压器上。

电源和电源之间没有其他电气连接，除了树根（电源头末端）的高压控制外，电源负载的波动与大型电源网络相比较小，因此电源的根节点的电压被认为是恒定的。

这样，考虑到供电节点的电压和沿线各负荷节点的负荷，配电网损耗计算不再以全网为基础，但是作为一个整体的电力设备基本。

根据根据主电源节点的规定电压和沿线各负荷点的负荷，计算各电压下的功率损耗和电压降；第节损失在指定的时间内获得每个区段的功率，以确定线路中的损耗分布整体电源。

然后，通过计算一个接一个的发射机，就可以得到整个网络的线路损耗其他。

2.4配电网理论线损计算的含义

计算配电网损耗的理论方法是在已知配电网结构和负载容量精度的情况下，测试或选择一种处理数据的计算方法。

在满足一定精度要求的前提下，应计算一段时间内配电网损耗的理论值（例如一个月）。

2.5配电网理论线损计算方法分析

目前，传统和现代计算网损的方法都是基于两类配电网参数，一类是运行数据的采集，另一类是三类网络结构。

是啊。

一是基于配电网运行数据的结构和历史参数；二是基于综合能源管理系统（MIS）上的自动配电系统（SCADA）和自动配电系统（DMS）收集和存储的实时数据。

变成放射状是啊。

第二个例子是农村地区的分销网络。

城市配电网的一部分；第三部分是辐射状和环状连接的混合型配电网结构；作为城市配电网的一部分。

考虑到各省、区和城市能源企业配电网结构参数的实际情况以及获取运行数据的方式，因此，在配电网损耗的理论计算中，应根据配电网的实际情况选择实际负荷的计算方法。

2.5.1均方根电流法

均方根法是配电网线损理论计算的基本方法，也是最常用的方法。

均方根电流法的基本思想是均方根电流流过线路，同时切断实际负载产生的能量供应，计算公式如下：

（2.10）

式中：

△Α为损耗电量（kWh）；R为元件电阻（Ω）；t为运行时间（h）。

均方根电流计算公式如下：

（2.11）

式中：

Ii为代表日整点负荷电流（A）；为均方根电流（A）。

若实测为Pi、Qi、Ui，均方根电流可以使用以下公式计算：

（2.13）

式中：

pi为代表日整点时通过元件电阻的有功功率（kW）；Qi为代表日整点时通过件电阻的无功功率（kvar）；Ui为与Pi、Qi同一时刻的线电压（kV）；为均方根电流（A）。

电能损耗计算公式如下：

（2.14）

式中：

pi为代表日整点时通过元件电阻的有功功率（kW）；Qi为代表日整点时通过元件电阻的无功功率（kvar）；Ui为与pi、Qi同一时刻的线电压（kV）；R为元件电阻（Ω）；t为运行时间（h）。

如果实际测量是有功功率，无功功率和电压，则可以使用以下公式计算RMS电流：

（2.15）

式中：

Aai为代表日整点有功电量（kWh）；Ari为代表日整点无功电量（kvarh）；Ui为与

Aai、Ari同一时刻的线电压（kV）。

电能损耗计算公式如下：

（2.16）

式中：

Aai为代表日整点时通过元件电阻的有功电量（kWh）；Ari为代表日整点时通过元件电阻的无功电量（kvarh）；Ui为与pi、Qi同一时刻的线电压（kV）；R为元件电阻（Ω）；t为运行时间（h）。

由于有功电量和无功电量是由电度表计量的，精度比较高，一般使用2.16式计算电能损耗。

平均平方根法的优点是：

方法简单，根据当前负荷或有功功率和无功功率24小时代表一天。

平均单元法可用于高精度的功率损耗计算方块字。

Wad为：

在10kVPrzy中，无实测负荷记录的配电变压器配电线路理论损耗的计算，均方元素按配电变压器额定功率的比例分配和计算。

这一计算与实际负荷情况不完全一致，每一条线路和每段线路的平均平方根是通过加代数和减去每个负载的平均平方根电流得到的，但总体而言，实际系统是由于负荷曲线的形状和各负荷点的功率因数不同，所以施加负荷这是不合理的，而是通过直接代数加法和平均平方根能量的去除来获得每一条直线和线段的平均平方元。

使用均方根法计算出的理论线损为代表的每日线损值，而使用代表线的代表日线损值计算的每月理论线损值，则平均月度之间必须有一定的差距电量和每月总电量。

2.5.2平均电流法

平均电流法，也称为形状因子法，是由均方电流法导出的根。

基础平均电流法的IDEA是指通过线路的平均电流产生的能量损失等于实际货物产生的能量损失同样的时间。

W计算条件如下：

（2.17）

式中：

△A为损耗电量（kWh）；R为元件电阻（Ω）；t为运行时间（h）；Iar为平均电流（A），K为形状系数。

形状系数K的计算公式如下：

（2.18）

式中：

为代表日均方根电流（A），

为代表日负荷平均电流（A）。

如果实际测量是有功功率，无功功率和电压，则平均电流也可以通过以下公式计算：

（2.19）

式中：

Aa为代表日的有功电量（kWh）；Ar为代表日的无功电量（kvarh）；Uar为代表日的电压平均值。

电能损耗计算公式如下：

（2.20）

式中：

Aa为代表日通过元件电阻的总有功电量（kWh）；Ar为代表日通过元件电阻的总无功电量（kvarh）；Uar为平均线电压（kV）；R为元件电阻（Ω）；t为运行时间（h）。

形状系数K根据负荷曲线的负荷率f及最小负荷率α确定较为复杂。

现行平均法的优点是，以实际中容易得到、比较准确的电量作为计算参数，计算结果更准确；可以根据数据进行损耗计算，如有代表性的日潮流和计算值给，韦德结果表明：

K形系数不易计算，且在实际应用中简化了K形系数的取值，它与具有线性偏差的连续荷载曲线有关。

在配电变压器没有实测负荷记录的情况下，无法记录实际负荷曲线；必须提高负荷分配系数；在假定配电网电压平均偏低的情况下，计算精度有所改变。

2.5.3最大电流法

目前的最大值法又称损失系数法，是基于均方根法和最大流量法之间的等价关系，由均方根法导出基本元素最大电流法的假设是，通过线路的最大电流所产生的功率损失等于同一货物中实际货物产生的功率损失时间。

W计算条件如下：

（2.21）

式中：

△A为损耗电量（kWh）；R为元件电阻（Ω）；t为运行时间（h）；Imax为最大电流（A），F为损耗因数。

损耗因数F的计算公式如下：

（2.22）

式中：

Ijf为代表日均方根电流（A），Iar为代表日负荷平均电流（A）。

损耗因数F值的大小随电力系统的结构、损失种类、负荷分布及负荷曲线形状不同而异，特别是与负荷率f密切相关，分析表明：

损耗因数F与负荷率f的关系，应介于直线和抛物线之间，即：

（2.23）

在公式中：

β是一个是与负荷曲线的形状、网络结构和负荷特性有关的能量网络，通常在0.1到0.4之间。

在不同的网络结构中，β的值是不同的，f是负载速度。

损耗因子F有三种计算方法，一是利用理想化的负荷曲线计算比值F（F），二是利用统计数学方法得到近似公式F（F），三是用数学积分法求出近似公式F（F）。

在第一种计算F损失系数的方法中，我国人民接受两级梯形和梯形荷载曲线作为边界状态，分析得出计算F损耗系数的公式对于损耗因数F第一种计算方法，我国有人采用以两级梯形和梯形两种理想化的负荷曲线作为极限状态，分析得到如下损耗因数F计算公式：

（2.24）

式中：

F是损耗因数；f是负荷率；β是常数。

对于损耗因数F第二种计算方法，采用二项式公式和三项式公式近似求取。

1926年法国人森利用二项式公式求取得：

式中：

F是损耗因数；f是负荷率。

1928年美国人布勒尔利用二项式公式求取得：

（2.26）

式中：

F是损耗因数；f是负荷率。

在二十世纪七十年代，我国地区采用：

（2.27）

式中：

F是损耗因数；f是负荷率。

在二十世纪七十年代地区采用：

（2.28）

式中：

F是损耗因数，f是负荷率。

使用三项式求取损耗因数F的典型代表有1948年前联凯捷维茨，求取的计算公式如下：

（2.29）

式中：

F是损耗因数；f是负荷率。

对于损耗因数F第三种计算方法，典型代表有：

1980年美国雷蒙特（RaymondA）对持续负荷曲线采用直接积分的方法得到如下计算公式：

（2.30）

式中：

F是损耗因数；f是负荷率，β是常数。

当f≤0.8时适用当f>0.8时，使用。

1982年我国电力局应宪采用双动点形成的四折线代表持续负荷曲线族，利用分段积分方法求取如下计算公式：

（2.31）

式中：

F是损耗因数；f是负荷率，β是常数。

上式有较大实用价值。

最大电流法的优点是计算所需的数据较少，只有通过测量最大日电流和计算系数才能计算出功率损耗损失、缺陷如下：

损耗系数不易计算，计算出的F值因不同而不同弯曲荷载、网络结构和荷载特性，使其不能普遍应用。

采用这种方法时，必须根据负荷曲线的实际情况计算F值，计算精度较低，通常用于计算精度较低的场合。

计算准确度的主要因素

能量损耗的理论计算可以优化电网结构，在实际应用中，能源供应商采用配电网理论损耗计算方法，计算速度快，计算精度高结果。

但是，影响配电网理论线损计算准确性的因素很多，例如原始数据的准确性，数学模型的准确性，数学方法的准确性等，其中，原始数据的准确性绝对占主导地位。

但是，配电网的实际情况需要考虑这些因素，以便准确反映配电网理论损耗的分布。

这些因素影响更大，因此，在计算配电网理论损耗时，只要能预见到一定的精度要求，就只考虑了基本因素，而忽略了次要因素。

除上述因素外，人为误差、计量器具和计算工具的精度也影响配电网理论计算的准确性。

对于这些因素，计算模型中不能包含某些因素，因此需要根据实际情况制定和考虑标准。

总之，配电网理论损耗计算的准确性是几个方面的结果因素。