配电网中理论线损计算.docx

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，由于配电网构造的复杂性，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局部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准确计算方法，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开展，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良的潮流算法，遗传算法，人工神经系统，流体识别算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，国外已经进展了许多 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给企业，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，根本上是基于数量电气方法计算比 拟原始，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开展 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构造参数和运行数据，为了计算配电网的理论损耗，在计算构造参数的根底上 进展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 有固定网络构造和实时负荷变化的配电网根据配电网负荷的构造和类型，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构造的复杂性，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，由于配电网构造的复杂性，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根底上，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展分类，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， 编制配电网构造的接线图、构造参数、运行数据等信息，努力成为完成分析对采集到的数据进 展处理，剔除虚假数据，保存真实数据，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10k V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、反响、释放和传导等单元组成，对于10k V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j W图2.1配电线路等值电路假设通过某段线路的电流、I稳定不变，那么在计算时段T产生的电能损耗为:M = 3丁厂尺x 10 XkWh)〔2.1〕假设整条线路由多段参数不同的导线组成，那么在计算时段T产生的线路电能损耗为：时二肚工 // R： x 10_:,(A Whyi〔2.2〕假设通过线路的有功功率和无功功率，上式可改写为：P- + Q1 °m, =jy 1 r[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。

』I 乙一心-J^TJ—Jua,图2.2变压器的型」"等效电路假设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〔2.4〕式中 上二 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 八流〔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：「 ¥汎詁k器.TikWh)〔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局部 有功电流IR和无功电流I C，通常把I R与丨C的比值称为介质损耗角正切值tg 6,即tg —〔2.6〕电容器有功功率为：尸=1^8 = Q^8R.〔2.7〕在计算线损时段T电容器有功功率损耗为：= Q斗、址5 J〔2.8〕式中:QK为第i组并联电容器投入容量〔kavr〕；tgd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：△鶴=碍 ” G心§・q 丁订沪(kwh)〔2.9〕式中:Ui为第i条电缆平均运行线电压〔KV〕，⑴为电网电压角频率〔rad/s〕；tgd为介质损 失角正切值；Li为第i条电缆长度〔km〕。

2.3.6配电网线损计算的根本假设上面给出了组件损耗的计算模型，可以在此根底上进展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，进展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拟小，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根底，但是作为一 个整体的电力设备根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配电网构造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 —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 类是三类网络构造一是基于配电网运行数据的构造和历史参数；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局部；第三局部是辐射状和 环状连接的混合型配电网构造；作为城市配电网的一局部考虑到各省、区和城市能源企业配电 网构造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根本方法，也是最常用的方法均方根电流法的根本思想 是均方根电流流过线路，同时切断实际负载产生的能量供给，计算公式如下：〔2.10〕式中:△A为损耗电量〔kWh〕； R为元件电阻〔Q〕；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〕假设实测为Pi、Q)i、U i,均方根电流可以使用以下公式计算：72〔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〕；U i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：乙 u1应A二一-—斥丁24〔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〕；U i为与pi、Qi同一时刻的线电压〔kV〕； R为元件电阻〔Q〕；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，那么可以使用以下公式计算RMS电流：————一斥72〔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：24〔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〕； U i为与pi、Qi同一时刻的线电压〔kV〕；R为元件电阻〔Q〕； 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，精度比拟高，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10 kVPrzy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。