CN103390253A - 一种电网节能降损增量能效测评方法 - Google Patents

一种电网节能降损增量能效测评方法 Download PDF

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CN103390253A CN2013103314970A CN201310331497A CN103390253A CN 103390253 A CN103390253 A CN 103390253A CN 2013103314970 A CN2013103314970 A CN 2013103314970A CN 201310331497 A CN201310331497 A CN 201310331497A CN 103390253 A CN103390253 A CN 103390253A
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王维洲
刘洪�
郑晶晶
周喜超
邵冲
董佳霖
梁雅芳
周金程
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TIANJIN TDQS ELECTRIC NEW TECHNOLOGY Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Xian University of Technology
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
State Grid Gansu Electric Power Co Ltd
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Xian University of Technology
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Abstract

本发明公开了一种电网节能降损增量能效测评方法,主要包括:增量辨识:进行电网节能降损技术的细化分析;增量捕捉:设计电网节能降损技术的节能效果量测方案;增量实证:电网节能降损技术节能效果测量值修正方法及实证。本发明所述电网节能降损增量能效测评方法,可以克服现有技术中无法量化节能效果和降损效果评价难度大等缺陷,以实现能够量化节能效果和降损效果评价方便的优点。

Description

一种电网节能降损增量能效测评方法
技术领域
本发明涉及发电技术领域,具体地,涉及一种电网节能降损增量能效测评方法。
背景技术
我国是一个发展中的大国,能源却相对匮乏,人均能源资源占有量不到世界平均水平的一半;同时随着国民经济的高速发展,我国已成为世界上第二大能源消耗国,对能源的需求不断增长。这便导致能源供需不平衡,形成了环境保护和经济发展之间的矛盾,如何实现节能和高效利用现有能源已成为当务之急。
对于电能而言,作为一种适用范围最广、使用最方便的二次能源,其可持续发展已成为国民经济持续健康发展的重要基础。电网作为电力输送的主要载体,在发电、输电、配电、用电等各个环节都应将节能降损作为工作的重心,同时也是电网企业自身健康发展和主动承担社会责任的需求。
对于施加节能技术后的节能效果的研究,就是对施加节能技术前后电网损耗增量的研究。目前,对于施加节能后的电网损耗增量变化的理论研究已相当充分;对于电网损耗量测,我国现已逐渐淘汰电磁表计及其读取系统,取而代之的是可以使电力公司与用户进行双向通信的智能固态表。智能电表的量测精度更高,从而使量测得到的损耗值更为准确;对于节能技术效果实证,现已存在大量针对各类节能技术的电网损耗计算方法,通过电网损耗计算可衡量在施加节能技术后对电网损耗的影响。
在已有研究成果中,对于实际电网损耗实测和节能技术节能效果量化方面的研究均基本处于空白,而且二者的研究也处于割裂的状态,并未形成结构框架清晰完整的系统化方法。
另外,之前已有的对于电网节能效果的评价只是针对电网中的单个元件,对单个元件进行节能效果的评价会使分析变得复杂,故应将电网作为整体,评价其施加节能技术后的整体降损效果。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术中至少存在无法量化节能效果和降损效果评价难度大等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于,针对上述问题,提出一种电网节能降损增量能效测评方法,以实现量化节能效果和降损效果评价方便的优点。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种电网节能降损增量能效测评方法,主要包括:
a、增量辨识:进行电网节能降损技术的细化分析;
b、增量捕捉:设计电网节能降损技术的节能效果量测方案;
c、增量实证:电网节能降损技术节能效果测量值修正方法及实证。
进一步地,所述步骤a,具体包括:
a1、以电网损耗数学模型为基础,建立不同节能技术应用后的电网能效模型,分析可对电网损耗造成改变的各类影响因子;
a2、针对各类影响因子提出电网节能降损的主要提升措施与关键技术,研究所影响损耗的对象,以及损耗与时空尺度等变量的关系。
进一步地,所述步骤a2具体包括:
1)对于无功补偿这种节能技术,电网电力线路功率损耗                                                
Figure 379421DEST_PATH_IMAGE002
和变压器功率损耗
Figure 234245DEST_PATH_IMAGE004
如下面两式所示:
Figure 409191DEST_PATH_IMAGE008
其中,P为网络有功功率,Q为网络无功功率,为网络运行电压,R为线路等值电阻,X为线路等值电抗,
Figure 983709DEST_PATH_IMAGE012
为变压器负载系数,
Figure 250742DEST_PATH_IMAGE014
为变压器额定负载损耗,
Figure 449643DEST_PATH_IMAGE016
为变压器空载损耗,
Figure 118521DEST_PATH_IMAGE018
为变压器运行视在功率,
Figure 49568DEST_PATH_IMAGE020
为变压器额定电压,
Figure 803898DEST_PATH_IMAGE022
为变压器额定视在功率;
对于消除谐波这种节能技术,电网中谐波的存在使得网络谐波损耗增加,对于电缆、电机、电容器等各类电力设备,其谐波损耗都为对应基波损耗的某附加倍数,该附加倍数与网络各次谐波含有量
Figure 540910DEST_PATH_IMAGE024
有关:
Figure 64295DEST_PATH_IMAGE026
式中,PH为谐波损耗;P1为基波损耗;n为谐波次数;HRIn为第n次谐波含有量;C1,C2为指数,不同设备、不同含义的附加损耗指数不同;
3)对于减少三相不平衡程度这种节能技术,当各相负荷电流和功率因数都不相等时,三相不平衡的情况下的线路有功损耗和变压器有功损耗都要比三相平衡下的有功损耗大。
进一步地,所述步骤b,具体包括:
明确电网节能降损技术效果的量测指标:应包含电量损耗、功率损耗、潮流分布和网络电压等电网状态量;其中,当前对于电网损耗的考察多集中于基于时间周期的电能量,因而能量损耗属于必须量测的物理量;由于负荷存在很强的波动性和随机性,单纯用能量损耗很难得到准确的结果,需要增补功率损耗量的量测;在考虑对上下级电网损耗影响时,需要充分考虑电网的运行状态,因而需要量测某些元件的潮流分布与电压水平;
上述量测指标中,电量损耗和功率损耗在电网损耗中基本都体现在电网中的主要电力设备上,即变压器损耗和线路损耗,因此在电量损耗和功率损耗的量测应重点对变压器和线路进行量测;
在量测中需注意测量点的选取问题,对于35kV及以上电压等级网络,需在已有测量点的基础上增加少量新测量点,才能进行量测工作;对于10kV及以下电压等级网络,由于配电网已有测量点较少,需在分析配变所带负荷类型的基础上增加大量测量点。
进一步地,所述步骤c,具体包括:
c1、针对每种节能降损关键技术的具体特点,研究得出电网节能降损效果的测量值修正方法;
在此基础上,总结各类节能降耗关键技术的特点及其量测典型方案和效果评价指标,构建各类节能降耗关键技术验证指标体系及其评估方法,并利用各类节能降耗技术量测与效果评价数据结果,构建静止无功补偿器、节能型变压器、大截面导线、电能质量治理等典型电网节能降损技术工程应用效果数据库和测量数据库;
c2、利用形状系数的概念,实证分析各类节能技术降损效果;形状系数为反映负荷的均方根电流与平均电流等效关系的量,用k表示,为大于1的值:
Figure 930357DEST_PATH_IMAGE028
式中:Ipj-为代表日负荷电流的平均值
Figure 171983DEST_PATH_IMAGE030
;Ijf-为代表日负荷电流的均方根值
Figure 447106DEST_PATH_IMAGE030
形状系数为反映负荷的均方根电流与平均电流等效关系的量,通常通过代表日负荷曲线求取,由于无法做到对电网运行状态的实时采集,同时各个时刻的实际负荷本身存在着不确定性,使得实际的负荷曲线与代表日负荷曲线之间存在差异;
考虑以上因素,可确定负荷曲线是在一个包含代表日负荷曲线的有一定宽度的带状区域内变动,由此带状区域获取形状系数的区间值。
进一步地,在步骤c2中,在每隔预设时长采集一次电网状态的基础上,所述获取形状系数的区间值的操作,具体包括:
1)求出实测代表日负荷电流的平均值:
式中:Ii-代表日第i时段的负荷电流值,Ipj-代表日负荷电流的平均值;
2)求形状系数区间的最大值:
如某一时段实测代表日负荷电流值
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE034
大于负荷电流平均值
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE036
,则取该时段负荷电流的最大值
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE038
,如
Figure 28260DEST_PATH_IMAGE034
小于
Figure 301110DEST_PATH_IMAGE039
,则取该时段负荷电流的最小值
Figure DEST_PATH_IMAGE041
;即取远离实测代表日负荷电流平均值的负荷值,形成变化最为剧烈的持续负荷曲线;
求取该条曲线的形状系数便可得到形状系数区间的最大值:
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE044
式中:
Figure 30032DEST_PATH_IMAGE046
-形成变化最为剧烈的持续负荷曲线时选取的第i时段负荷电流值;
3)求取形状系数区间的最小值:
Figure 46529DEST_PATH_IMAGE048
如某一时段实测代表日负荷电流值
Figure 544506DEST_PATH_IMAGE034
大于负荷电流平均值
Figure DEST_PATH_IMAGE049
,如其该时段负荷的最小值
Figure 316153DEST_PATH_IMAGE050
小于平均负荷值
Figure DEST_PATH_IMAGE051
,则取
Figure 703010DEST_PATH_IMAGE051
进行计算,否则,取其最小值
Figure 585515DEST_PATH_IMAGE041
如某一时段的
Figure 937999DEST_PATH_IMAGE034
小于
Figure 818231DEST_PATH_IMAGE051
,如其该时段负荷的最大值
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE052
大于
Figure 256165DEST_PATH_IMAGE049
,则取
Figure 676782DEST_PATH_IMAGE049
进行计算,否则,取其最大值
Figure 149352DEST_PATH_IMAGE038
;即取贴近实测代表日负荷电流平均值
Figure 200485DEST_PATH_IMAGE051
的负荷值,形成变化最为平缓的持续负荷曲线:
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE054
式中:
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE056
-形成变化最为平缓的持续负荷曲线时选取的第i时段负荷电流值;
求取该条曲线的形状系数便可得到形状系数区间的最小值:
因此,可以得出负荷曲线的形状系数的区间:
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE060
本发明各实施例的电网节能降损增量能效测评方法,由于主要包括:增量辨识:进行电网节能降损技术的细化分析;增量捕捉:设计电网节能降损技术的节能效果量测方案;增量实证:电网节能降损技术节能效果测量值修正方法及实证;可以解决目前电网损耗计算方法不一致、电网节能指标体系不完善、节能潜力及效果难以量化等问题;从而可以克服现有技术中在无法量化节能效果和降损效果评价难度大的缺陷,以实现能够量化节能效果和降损效果评价方便的优点。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为配电网的工作原理示意图;
图2为电网节能降损增量能效测评方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
针对现有技术中存在的缺陷,将电网损耗增量的量测策略与衡量节能技术降损效果的实证,整合成一套整体的思路,根据本发明实施例,提供了一种电网节能降损增量能效测评方法,可以解决目前电网损耗计算方法不一致、电网节能指标体系不完善、节能潜力及效果难以量化等问题,进而有力支撑国家电网公司节能服务体系建设,为国家节能减排工作提供技术支持,预期将为国家带来巨大的经济效益和社会效益;进一步地,可以为国家节能减排工作提供技术支持,为电网企业在应用节能设备方面提供决策参考。
参见图1、图2,本实施例的电网节能降损增量能效测评方法,以无功补偿、消除谐波、减少三相不平衡程度这三种典型的节能技术为重点,将电网损耗增量作为研究对象,对采用节能技术前后的电网损耗变化展开研究。各种节能技术对电网损耗增量影响的分析都可从以下三方面开展:
⑴增量辨识:进行电网节能降损技术的细化分析;
以电网损耗数学模型为基础,建立不同节能技术应用后的电网能效模型,分析可对电网损耗造成改变的各类影响因子。各类影响因子对本级电网产生直接的降损影响,也会对与该级电网有功率传输关系的上级电网和下级电网产生间接的降损影响。另外,还需研究电网损耗与各类影响因子之间定性关系;针对各类影响因子提出电网节能降损的主要提升措施与关键技术,研究所影响损耗的对象,以及损耗与时空尺度等变量的关系。(时间尺度表示所影响的损耗属于时间断面以及时间周期问题,空间尺度表示所影响损耗的电压等级):
1)对于无功补偿这种节能技术,电网电力线路功率损耗
Figure DEST_PATH_IMAGE061
和变压器功率损耗如下面两式所示:
Figure 63398DEST_PATH_IMAGE006
Figure DEST_PATH_IMAGE063
其中,P为网络有功功率,Q为网络无功功率,
Figure 723925DEST_PATH_IMAGE010
为网络运行电压,R为线路等值电阻,X为线路等值电抗,
Figure 785422DEST_PATH_IMAGE012
为变压器负载系数,
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE064
为变压器额定负载损耗,
Figure 69772DEST_PATH_IMAGE065
为变压器空载损耗,
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE066
为变压器运行视在功率,
Figure 419982DEST_PATH_IMAGE067
为变压器额定电压,
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE068
为变压器额定视在功率。
以线路和变压器损耗为例,通过上述两式可看出,无功补偿的影响因子会使式中的Q变化,进而使网络损耗减小。
对于消除谐波这种节能技术,电网中谐波的存在使得网络谐波损耗增加,对于电缆、电机、电容器等各类电力设备,其谐波损耗都为对应基波损耗的某附加倍数,该附加倍数与网络各次谐波含有量
Figure 447981DEST_PATH_IMAGE024
有关:
式中,PH为谐波损耗;P1为基波损耗;n为谐波次数;HRIn为第n次谐波含有量;C1,C2为指数,不同设备、不同含义的附加损耗指数不同。
3)对于减少三相不平衡程度这种节能技术,当各相负荷电流和功率因数都不相等时,三相不平衡的情况下的线路有功损耗和变压器有功损耗都要比三相平衡下的有功损耗大。
⑵增量捕捉:设计电网节能降损技术的节能效果量测方案;
首先应明确电网节能降损技术效果的量测指标:应包含电量损耗、功率损耗、潮流分布和网络电压等电网状态量。其中,当前对于电网损耗的考察多集中于基于时间周期的电能量,因而能量损耗属于必须量测的物理量;由于负荷存在很强的波动性和随机性,单纯用能量损耗很难得到准确的结果,需要增补功率损耗量的量测;在考虑对上下级电网损耗影响时,需要充分考虑电网的运行状态,因而需要量测某些元件的潮流分布与电压水平。上述量测指标中,电量损耗和功率损耗在电网损耗中基本都体现在电网中的主要电力设备上,即变压器损耗和线路损耗。因此在电量损耗和功率损耗的量测应重点对变压器和线路进行量测。另外,在量测中需注意测量点的选取问题。对于35kV及以上电压等级网络,需在已有测量点的基础上增加少量新测量点,才能进行量测工作;对于10kV及以下电压等级网络,由于配电网已有测量点较少,需在分析配变所带负荷类型的基础上增加大量测量点。
对于无功补偿和减少三相不平衡程度这两种节能技术:
某一配电网(如附图1所示)为实例,将选取的某典型量测日作为施加节能技术前的量测日,量测得到该量测日的网络电量损耗
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE070
;将选取的某典型量测日作为施加节能技术后的量测日,量测得到该量测日的网络电量损耗
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE072
。同时在该网络变压器高压侧测量点中,每隔一段时间(如15分钟,以下分析均以15分钟为例)记录有功功率Pi、无功功率Qi和电压Ui的数据(i=0,1,2…95);
将施加节能技术前后量测得到的数据记录于下表中:
 
对于消除谐波这种节能技术:
一个非线性负荷用户在电网中引起的谐波电能净损耗等于该用户从电源吸收的基波电能与该用户实际消耗的总电能之差。电网中谐波电能总损耗为所有电力用户在电网中引起的谐波电能净损耗之和。在具体的谐波损耗量测中,在装设电能计量装置的配变上,得到这些配变在所研究时间周期内的非线性负荷用户的基波电能和总电能。利用装设电能计量装置配变所带三类负荷的比例估算未装设电能计量装置配变的谐波损耗电量值,最终得到全网谐波损耗电量值。
⑶增量实证:电网节能降损技术节能效果测量值修正方法及实证;
由于节能降损技术实施前后,电网的运行状态将发生很大变化,故不能简单地将节能降损技术实施前后的量测结果之差作为节能降损技术的效果,而是需要通过技术手段将两次量测结果归一到可比的状态。因此,需要针对每种节能降损关键技术的具体特点,研究得出电网节能降损效果的测量值修正方法。这一问题是本项目理论研究的重点和难点。在此基础上,总结各类节能降耗关键技术的特点及其量测典型方案和效果评价指标,构建各类节能降耗关键技术验证指标体系及其评估方法,并利用各类节能降耗技术量测与效果评价数据结果,构建静止无功补偿器、节能型变压器、大截面导线、电能质量治理等典型电网节能降损技术工程应用效果数据库和测量数据库。
在实证分析各类节能技术降损效果应利用形状系数的概念。形状系数为反映负荷的均方根电流与平均电流等效关系的量,用k表示,为大于1的值:
式中:Ipj-为代表日负荷电流的平均值;Ijf-为代表日负荷电流的均方根值
Figure DEST_PATH_IMAGE079A
不按时序而按负荷大小及其持续时间排列的派生曲线称为持续负荷曲线。经分析可知,持续负荷曲线是负荷曲线下的面积保持不变的等值变换图形。正是由于持续负荷曲线与负荷曲线之间存在着电能与电能损耗的双重等效性,所以在电网损耗理论计算分析过程中,都以持续负荷曲线为主要分析对象,所得的结论适用于对应的负荷曲线。持续负荷曲线与横坐标时间轴之间的图形面积即为通过该测量点的电量值。实际负荷曲线在一定范围内变化,即每一段时间内,负荷电流为一个区间值。因此,实际负荷分布可表示为一个带状区域。
形状系数为反映负荷的均方根电流与平均电流等效关系的量,通常通过代表日负荷曲线求取,由于无法做到对电网运行状态的实时采集,同时各个时刻的实际负荷本身存在着不确定性,使得实际的负荷曲线与代表日负荷曲线之间存在差异。代表日负荷曲线在测量时也存在着误差,这就造成其本身在一定程度上的不确定性。考虑以上因素,可确定负荷曲线是在一个包含代表日负荷曲线的有一定宽度的带状区域内变动,由此带状区域可求得形状系数的区间值。
形状系数的区间值可按下述步骤获取(以下分析是在每隔15分钟采集一次电网状态的基础上进行的):
1)求出实测代表日负荷电流的平均值:
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE082
式中:Ii-代表日第i时段的负荷电流值
Ipj-代表日负荷电流的平均值
2)求形状系数区间的最大值:
如某一时段实测代表日负荷电流值
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE084
大于负荷电流平均值
Figure DEST_PATH_IMAGE086A
,则取该时段负荷电流的最大值
Figure DEST_PATH_IMAGE088A
,如
Figure DEST_PATH_IMAGE084A
小于
Figure DEST_PATH_IMAGE086AA
,则取该时段负荷电流的最小值
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE092
。即取远离实测代表日负荷电流平均值的负荷值,形成变化最为剧烈的持续负荷曲线。求取该条曲线的形状系数便可得到形状系数区间的最大值:
式中:
Figure DEST_PATH_IMAGE097
-形成变化最为剧烈的持续负荷曲线时选取的第i时段负荷电流值。
3)求取形状系数区间的最小值:
Figure DEST_PATH_IMAGE099
如某一时段实测代表日负荷电流值
Figure DEST_PATH_IMAGE084AA
大于负荷电流平均值
Figure DEST_PATH_IMAGE086AAAA
,如其该时段负荷的最小值
Figure DEST_PATH_IMAGE092A
小于平均负荷值
Figure DEST_PATH_IMAGE086AAAAA
,则取进行计算,否则,取其最小值。如某一时段的
Figure DEST_PATH_IMAGE084AAA
小于
Figure DEST_PATH_IMAGE086AAAAAAA
,如其该时段负荷的最大值
Figure DEST_PATH_IMAGE088AA
大于
Figure DEST_PATH_IMAGE086AAAAAAAA
,则取
Figure DEST_PATH_IMAGE086AAAAAAAAA
进行计算,否则,取其最大值
Figure DEST_PATH_IMAGE088AAA
。即取贴近实测代表日负荷电流平均值
Figure DEST_PATH_IMAGE086AAAAAAAAAA
的负荷值,形成变化最为平缓的持续负荷曲线:
式中:
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE116
-形成变化最为平缓的持续负荷曲线时选取的第i时段负荷电流值。
求取该条曲线的形状系数便可得到形状系数区间的最小值。
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE118
因此,可以得出负荷曲线的形状系数的区间:
Figure 2013103314970100002DEST_PATH_IMAGE120
上述各实施例的电网节能降损增量能效测评方法,具有思路清晰,操作简单的特点,对于衡量节能技术的降损实证起到了指导性的作用,为该领域的研究开辟了新的思路,具有以下特点:
⑴采用实际测量值作为研究网络损耗的基础,符合实际运行工况,避免了通过损耗计算软件计算得到的损耗值存在的误差;
⑵将采用节能技术前后的网络损耗值归化至同一电网状态水平上,解决了采用节能技术前后的网络损耗值不直接可比的问题;
⑶思路清晰,所采用的算法各步骤物理意义明确,解决了节能技术的节能潜力及效果必须依赖虚拟电网进行电网分析才能量化的问题。
上述各实施例的电网节能降损增量能效测评方法,以电网损耗增量的研究为前提,以施加节能技术前后两个典型量测日的电网损耗量测基础,提出一种用于施加节能技术后的电网降损效果的思路,为量化节能技术为降低电网损耗带来的效益提供了理论依据:
⑴避免了使用复杂的电网分析计算方法,易于操作和推广,符合工程实际,具有普遍的应用价值;
⑵所提出的算法考虑了电力网络采用节能技术前后的运行状态变化,解决了网络损耗值不直接可比的问题,使分析结果客观准确;
⑶可用于电力网络节能量计算和能效评估等节能服务工作中,能够为国家电网公司节能服务体系建设和国家节能减排工作提供有力支持。
综上所述,本发明上述各实施例的电网节能降损增量能效测评方法,可应用于各电压等级的电网中,根据当地量测水平对采用节能技术前后的电网进行电量损耗量测,得到采用节能技术前后的电网电量损耗值;同时在采用节能技术后的电量损耗量测中,记录电网的运行状态,同时结合根据当地电网运行人员提供的电网历史运行状态的数据以及当地电网网架结构,最后将采用节能技术前的电网电量损耗值进行折算,使折算后的电量损耗值与采用无功补偿后的电量损耗值处于同一基准,使采用节能技术前后的电量损耗值变得可以比较,达到了量化无功补偿节能效果的目的,解决节能潜力及效果难以量化的技术问题。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电网节能降损增量能效测评方法,其特征在于,主要包括:
a、增量辨识:进行电网节能降损技术的细化分析;
b、增量捕捉:设计电网节能降损技术的节能效果量测方案;
c、增量实证:电网节能降损技术节能效果测量值修正方法及实证。
2.根据权利要求1所述的电网节能降损增量能效测评方法,其特征在于,所述步骤a,具体包括:
a1、以电网损耗数学模型为基础,建立不同节能技术应用后的电网能效模型,分析可对电网损耗造成改变的各类影响因子;
a2、针对各类影响因子提出电网节能降损的主要提升措施与关键技术,研究所影响损耗的对象,以及损耗与时空尺度等变量的关系。
3.根据权利要求2所述的电网节能降损增量能效测评方法,其特征在于,所述步骤a2具体包括:
1)对于无功补偿这种节能技术,电网电力线路功率损耗                                               
Figure 2013103314970100001DEST_PATH_IMAGE002
和变压器功率损耗
Figure 2013103314970100001DEST_PATH_IMAGE004
如下面两式所示:
Figure 2013103314970100001DEST_PATH_IMAGE006
Figure 2013103314970100001DEST_PATH_IMAGE008
其中,P为网络有功功率,Q为网络无功功率,
Figure 2013103314970100001DEST_PATH_IMAGE010
为网络运行电压,R为线路等值电阻,X为线路等值电抗,
Figure 2013103314970100001DEST_PATH_IMAGE012
为变压器负载系数,
Figure 2013103314970100001DEST_PATH_IMAGE014
为变压器额定负载损耗,为变压器空载损耗,
Figure 2013103314970100001DEST_PATH_IMAGE018
为变压器运行视在功率,
Figure 2013103314970100001DEST_PATH_IMAGE020
为变压器额定电压,
Figure 2013103314970100001DEST_PATH_IMAGE022
为变压器额定视在功率;
对于消除谐波这种节能技术,电网中谐波的存在使得网络谐波损耗增加,对于电缆、电机、电容器等各类电力设备,其谐波损耗都为对应基波损耗的某附加倍数,该附加倍数与网络各次谐波含有量
Figure 2013103314970100001DEST_PATH_IMAGE024
有关:
Figure 2013103314970100001DEST_PATH_IMAGE026
式中,PH为谐波损耗;P1为基波损耗;n为谐波次数;HRIn为第n次谐波含有量;C1,C2为指数,不同设备、不同含义的附加损耗指数不同;
3)对于减少三相不平衡程度这种节能技术,当各相负荷电流和功率因数都不相等时,三相不平衡的情况下的线路有功损耗和变压器有功损耗都要比三相平衡下的有功损耗大。
4.根据权利要求1所述的电网节能降损增量能效测评方法,其特征在于,所述步骤b,具体包括:
明确电网节能降损技术效果的量测指标:应包含电量损耗、功率损耗、潮流分布和网络电压等电网状态量;其中,当前对于电网损耗的考察多集中于基于时间周期的电能量,因而能量损耗属于必须量测的物理量;由于负荷存在很强的波动性和随机性,单纯用能量损耗很难得到准确的结果,需要增补功率损耗量的量测;在考虑对上下级电网损耗影响时,需要充分考虑电网的运行状态,因而需要量测某些元件的潮流分布与电压水平;
上述量测指标中,电量损耗和功率损耗在电网损耗中基本都体现在电网中的主要电力设备上,即变压器损耗和线路损耗,因此在电量损耗和功率损耗的量测应重点对变压器和线路进行量测;
在量测中需注意测量点的选取问题,对于35kV及以上电压等级网络,需在已有测量点的基础上增加少量新测量点,才能进行量测工作;对于10kV及以下电压等级网络,由于配电网已有测量点较少,需在分析配变所带负荷类型的基础上增加大量测量点。
5.根据权利要求1所述的电网节能降损增量能效测评方法,其特征在于,所述步骤c,具体包括:
c1、针对每种节能降损关键技术的具体特点,研究得出电网节能降损效果的测量值修正方法;
在此基础上,总结各类节能降耗关键技术的特点及其量测典型方案和效果评价指标,构建各类节能降耗关键技术验证指标体系及其评估方法,并利用各类节能降耗技术量测与效果评价数据结果,构建静止无功补偿器、节能型变压器、大截面导线、电能质量治理等典型电网节能降损技术工程应用效果数据库和测量数据库;
c2、利用形状系数的概念,实证分析各类节能技术降损效果;形状系数为反映负荷的均方根电流与平均电流等效关系的量,用k表示,为大于1的值:
式中:Ipj-为代表日负荷电流的平均值;Ijf-为代表日负荷电流的均方根值
Figure DEST_PATH_IMAGE030A
形状系数为反映负荷的均方根电流与平均电流等效关系的量,通常通过代表日负荷曲线求取,由于无法做到对电网运行状态的实时采集,同时各个时刻的实际负荷本身存在着不确定性,使得实际的负荷曲线与代表日负荷曲线之间存在差异;
考虑以上因素,可确定负荷曲线是在一个包含代表日负荷曲线的有一定宽度的带状区域内变动,由此带状区域获取形状系数的区间值。
6.根据权利要求5所述的电网节能降损增量能效测评方法,其特征在于,在步骤c2中,在每隔预设时长采集一次电网状态的基础上,所述获取形状系数的区间值的操作,具体包括:
1)求出实测代表日负荷电流的平均值:
Figure DEST_PATH_IMAGE033
式中:Ii-代表日第i时段的负荷电流值,Ipj-代表日负荷电流的平均值;
2)求形状系数区间的最大值:
如某一时段实测代表日负荷电流值
Figure DEST_PATH_IMAGE035
大于负荷电流平均值
Figure DEST_PATH_IMAGE037
,则取该时段负荷电流的最大值
Figure DEST_PATH_IMAGE039
,如
Figure DEST_PATH_IMAGE035A
小于,则取该时段负荷电流的最小值
Figure DEST_PATH_IMAGE043
;即取远离实测代表日负荷电流平均值
Figure DEST_PATH_IMAGE037AA
的负荷值,形成变化最为剧烈的持续负荷曲线;
求取该条曲线的形状系数便可得到形状系数区间的最大值:
式中:
Figure 2013103314970100001DEST_PATH_IMAGE048
-形成变化最为剧烈的持续负荷曲线时选取的第i时段负荷电流值;
3)求取形状系数区间的最小值:
Figure 2013103314970100001DEST_PATH_IMAGE050
如某一时段实测代表日负荷电流值大于负荷电流平均值
Figure DEST_PATH_IMAGE037AAA
,如其该时段负荷的最小值
Figure DEST_PATH_IMAGE043A
小于平均负荷值
Figure DEST_PATH_IMAGE037AAAA
,则取
Figure DEST_PATH_IMAGE037AAAAA
进行计算,否则,取其最小值
Figure DEST_PATH_IMAGE043AA
如某一时段的
Figure DEST_PATH_IMAGE035AAA
小于,如其该时段负荷的最大值
Figure DEST_PATH_IMAGE039A
大于
Figure DEST_PATH_IMAGE037AAAAAAA
,则取
Figure DEST_PATH_IMAGE037AAAAAAAA
进行计算,否则,取其最大值
Figure DEST_PATH_IMAGE039AA
;即取贴近实测代表日负荷电流平均值
Figure DEST_PATH_IMAGE037AAAAAAAAA
的负荷值,形成变化最为平缓的持续负荷曲线:
Figure DEST_PATH_IMAGE065
式中:
Figure DEST_PATH_IMAGE067
-形成变化最为平缓的持续负荷曲线时选取的第i时段负荷电流值;
求取该条曲线的形状系数便可得到形状系数区间的最小值:
Figure DEST_PATH_IMAGE069
因此,可以得出负荷曲线的形状系数的区间:
Figure DEST_PATH_IMAGE071
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