CN103440596B

CN103440596B - 一种滤除电量效应影响的输电效率评价方法

Info

Publication number: CN103440596B
Application number: CN201310345918.5A
Authority: CN
Inventors: 陈政
Original assignee: Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd
Current assignee: Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2033-08-09
Also published as: CN103440596A

Abstract

本发明公开了一种滤除电量效应影响的输电效率评价方法，包括有以下步骤：1）采用连续函数积分法或离散积分法计算统计周期内输电网络的损耗电量；2）利用步骤1）中计算得到的输电网络损耗电量和输送电量参数，计算扩展电量损耗率指标；3）利用步骤2）的计算结果进行输电网络输电效率评价，扩展电量损耗率指标越低，表明电网输电效率越高，且该指标与输送电量无关，而与节能降损考核因素直接相关。本发明的输电效率评价方法，从原理上滤除了输送电量因素变化影响，保留了对系统网络电阻、运行电压、送电曲线变化等因素的敏感性，避免了常规评价方法中输送电量因素对电量损耗率指标考核造成干扰的问题，使得节能降损考核指标传递的导向性更加明确，针对性更强。

Description

一种滤除电量效应影响的输电效率评价方法

技术领域

本发明是一种滤除电量效应影响的输电效率评价方法，属于电力系统节能降耗技术领域。

背景技术

能源短缺、气候变暖、环境污染已经成为全球关注的焦点问题。节能降耗既是电网企业积极承担社会责任，建设绿色、低碳电网的需要，更是节约运行成本提高企业经济效益的重要途径。为推动节能降耗工作开展，电网企业往往需要制定节能评价体系以及相关节能考核指标，其中输配电网络输电效率是其中最主要的考核指标之一。

目前，常规输配电网络输电效率评价指标为电量损耗率Kloss，电量损耗率Kloss为损耗电量与输送电量的比值，其中损耗电量与电流呈二次正相关，而输送电量与电流呈一次正相关，因此电量损耗率与输送电量大致呈正相关性。综合来看，该指标能在一定程度上反映输配电网络结构、运行电压及无功、输电功率曲线等可优化因素的影响结果，但是仍存在如下严重不足：

(1)电量损耗率随着输送电量波动而大幅变化，无法真实反映相关节能降耗措施应用效果，影响节能降耗工作开展。影响电量损耗率的因素不仅包括网络结构参数、运行电压及无功、输电曲线等节能降耗重要考核因素，还包括了实际输送电量这一非考核因素。在实际应用中，广泛存在因输电量波动因素影响完全掩盖节能降耗措施应用效果的情况。

(2)电量损耗率与输送电量密切相关，也即常规电量损耗率指标应结合输送电量确定，当输送电量无法准确预测时，电量损耗率指标制定将缺乏理论依据。在目前电力系统节能降耗考核体系中，按年度给出电量损耗率考核限制指标是目前广泛采用的方式，然而由于跨区电力交易的不确定性，导致跨区联络通道的节能降耗考核指标制定往往脱离实际。

(3)基于电量损耗率指标的考核体系导向与优先利用绿色能源、跨区资源优化配置等政策导向相矛盾。在当前的电力系统节能降耗考核中，面对输送电量无法准确预测的情况，往往根据经验人为给出电量损耗率的限额考核指标，当实际输送电量降低时，该指标很容易达标或原低于限定值；当实际输送电量较高时，该指标则很有可能超过限定值。以南方电网西电东送为例，云南、贵州地区存在大量的水电、风电等绿色能源，需要通过西电东送通道送到广东地区消纳，但水电、风电均存在年电量难以准确预测的问题，对于西电东送通道应用电量损耗率指标进行考核将显然不利于充分利用西南地区的绿色能源。

基于以上原因，有必要研究建立一种能滤除电量效应影响，但同时保留其他影响因素的新型输电效率评价方法。

发明内容

本发明的目是提供一种滤除电量效应影响的输电效率评价方法。本发明克服常规输电效率评价指标——电量损耗率随着输送电量波动而大幅变化，考核指标难以科学制定，无法真实反映相关节能降耗措施应用效果，与跨区资源优化配置导向相矛盾等方面的问题，本发明通过提出新的扩展电量损耗率指标，滤除输送电量对评价指标的影响，从而达到考核指标易于科学制定，能真实评价节能降耗措施应用效果，以及促进跨区资源优化配置等目的。

本发明的目的由以下技术措施实现：

本发明滤除电量效应影响的输电效率评价方法，包括有以下步骤：

1)采用连续函数积分法或离散积分法计算统计周期内输电网络的损耗电量；

2)利用步骤1)中计算得到的输电网络损耗电量和输送电量参数，计算扩展电量损耗率指标；

3)利用步骤2)的计算结果进行输电网络输电效率评价，扩展电量损耗率指标越低，表明电网输电效率越高，且该指标与输送电量无关，而与节能降损考核因素直接相关。

所述步骤3)中，节能降损考核因素包括有输电网络结构、运行状况以及送电特性。

所述步骤1)中，损耗电量计算的具体方法包括以下步骤：

1.1)建立输电效率评价对象：输电效率评价对象应为非电源元件及其组合；

1.2)计算输电网络输入电量Qins：将所有电流或功率正方向指向评价输电网络内的边界支路输入电量Qink进行累加，得到评价输电网络的总输入电量Qins；

1.3)计算输电网络输出电量Qouts：将所有电流或功率正方向指向评价输电网络外的边界支路输出电量Qoutk进行累加，得到评价输电网络的总输出电量Qouts；

1.4)计算输电网络损耗电量Qloss：由评价输电网络的总输入电量Qins减去总输出电量Qouts，就得到评价输电网络的损耗电量Qloss。

所述步骤1.1)中，非电源元件为变压器、线路。

所述步骤1.2)中，边界支路输入电量Qink采用连续函数积分法或离散积分法计算得到。

所述步骤1.3)中，边界支路输出电量Qoutk采用连续函数积分法或离散积分法计算得到。

所述步骤2)扩展电量损耗率计算的具体方法包括以下步骤：

2.1)计算电量损耗率Kloss：将评价输电网络的损耗电量Qloss除以评价输电网络的总输入电量Qins，得到评价输电网络的电量损耗率Kloss；

2.2)计算扩展电量损耗率Klsex：将评价输电网络的电量损耗率Kloss除以评价输电网络的总输入电量Qins，得到评价输电网络的扩展电量损耗率Klsex。

本发明具有如下优点：

1.针对常规评价指标电量损耗率随着输送电量波动而大幅变化，无法真实反映相关节能降耗措施应用效果的问题，采用滤除电量效益影响建立扩展电量损耗率评价指标，可以真实反映节能降耗措施应用效果。

2.针对常规评价指标电量损耗率存在因输送电量无法预测而导致损耗率考核指标难以科学制定的问题，采用滤除电量效应影响建立扩展电量损耗率评价指标，可以便捷地实现考核指标的科学制定。

3.针对常规评价指标电量损耗率存在的政策导向与跨区资源优化配置导向相矛盾的问题，采用滤除电量效应影响建立扩展电量损耗率评价指标，可以使得节能降耗指标考核与跨区资源优化配置导向相协调。

本发明的输电效率评价方法，采用滤除电量效应影响的扩展电量损耗率新型评价指标，计算便捷，评价科学、准确、全面，在输电效率评价方面，本发明的评价方法及评价结果是有效可行的，能有效满足实际应用需要。

附图说明

下面结合应用实例及附图对本发明专利进一步说明。

图1是应用实例网络结构拓扑示意图。

具体实施方式

上述步骤1)中，损耗电量计算的具体方法包括以下步骤：

在该应用实例中因考核对象参数电流I(t)、电阻R可直接获得，因此损耗电量Qloss可以由以下公式直接计算得到：

Q_{lo s s} = {&Integral;}_{0}^{T} I {(t)}^{2} R d t

所述步骤1.1)中，非电源元件为变压器、线路。

所述步骤2)扩展电量损耗率计算的具体方法包括以下步骤：

2.1)计算电量损耗率Kloss：将评价输电网络的损耗电量Qloss除以评价输电网络的总输入电量Qins，得到评价输电网络的电量损耗率Kloss。

式中，I(t)表示线路电流，R表示线路电阻，U表示线路端电压。

K_{l s e x} = \frac{{&Integral;}_{0}^{T} {(I_{\max S (t)})}^{2} R d t}{{({&Integral;}_{0}^{T} {UI}_{\max S (t) d t})}^{2}} = \frac{I_{\max}^{2} {&Integral;}_{0}^{T} {(S (t))}^{2} R d t}{I_{\max}^{2} {({&Integral;}_{0}^{T} U S (t) d t)}^{2}} = \frac{{&Integral;}_{0}^{T} {(S (t))}^{2} R d t}{{({&Integral;}_{0}^{T} U S (t) d t)}^{2}}

式中，I(t)表示线路电流，R表示线路电阻，U表示线路端电压,表示线路电流最大值，S(t)表示时间周期T内电流变化特征曲线，该特征曲线与输送电量不相关。

从以上扩展电量损耗率K_lsex指标计算公式可以看出，扩展电量损耗率指标仅与网络电阻(R)、运行电压(U)、以及送电曲线特性(S)相关，而与输送电量无关。

假定图1所示应用实例运行在以下工况：

1)运行工况A(基础运行工况)：线路电阻值1Ω，线路电阻端电压10V，流经电流1A，持续时间1S；

2)运行工况B(增加输送电量工况)：线路电阻值1Ω，线路电阻端电压10V，流经电流2A，持续时间1S；

3)运行工况C(增加输送电量、同时降低线路电阻工况)：线路电阻值0.5Ω，线路电阻端电压10V，流经电流2A，持续时间1S；

4)运行工况D(增加输送电量、同时提高运行电压工况)：线路电阻值1Ω，线路电阻端电压20V，流经电流2A，持续时间1S。

各运行工况下的电量损耗率和扩展电量损耗率计算结果对比分析如下：

1)基础运行工况(工况A)下，电量损耗率为0.1，扩展电量损耗率为0.01；

2)增加输送电量工况(工况B)下，该工况线路电阻及运行电压等降损考核因素均未变化，但电量损耗率随着输送电量增加而增大到0.2，与此对应本发明提出的扩展电量损耗率仍为0.01，真实反映了降损考核因素的变化情况；

3)在增加输送电量、同时降低线路电阻工况(工况C)下，该工况线路电阻减少二分之一，降损措施显著，但电量损耗率仍为0.1，降低线路电阻带来的降损效果完全被增加输送电量影响所掩盖，与此对应本发明提出的扩展电量损耗率为0.005，真实反映了减少线路电阻带来的降损效果；

4)在增加输送电量、同时提高运行电压工况(工况D)下，该工况运行电压提高1倍，但电量损耗率仍为0.1，提高运行电压带来的降损效果同样被增加输送电量影响所掩盖，与此对应本发明提出的扩展电量损耗率为0.0025，真实反映了提高运行电压带来的降损效果。

因此，本发明的滤除电量效应影响的输电效率评价方法，能够完全滤除电量效应影响，但同时保留对系统网络电阻、运行电压、送电曲线变化等因素的敏感性，避免了常规评价方法中输送电量因素对电量损耗率指标考核造成干扰的问题，使得节能降损考核指标传递的导向性更加明确，针对性更强，对于正确引导电网节能降损与能源资源优化配置工作具有重要意义。本发明的输电效率评价方法计算便捷，评价科学、准确、全面，在输电效率评价方面，本发明的评价方法是有效可行的输电效率评价手段。

Claims

1.一种滤除电量效应影响的输电效率评价方法，其特征在于包括有以下步骤：

1）采用连续函数积分法或离散积分法计算统计周期内输电网络的损耗电量；

2）利用步骤1）中计算得到的输电网络损耗电量和输送电量参数，计算扩展电量损耗率指标；

3）利用步骤2）的计算结果进行输电网络输电效率评价，扩展电量损耗率指标越低，表明电网输电效率越高，且该指标与输送电量无关，而与节能降损考核因素直接相关；

所述步骤2）扩展电量损耗率计算的具体方法包括以下步骤：

2.1）计算电量损耗率Kloss：将评价输电网络的损耗电量Qloss除以评价输电网络的总输入电量Qins，得到评价输电网络的电量损耗率Kloss；

2.2）计算扩展电量损耗率Klsex：将评价输电网络的电量损耗率Kloss除以评价输电网络的总输入电量Qins，得到评价输电网络的扩展电量损耗率Klsex；

所述步骤1）中，损耗电量计算的具体方法包括以下步骤：

1.1）建立输电效率评价对象：输电效率评价对象应为非电源元件及其组合；

1.2）计算输电网络输入电量Qins：将所有电流或功率正方向指向评价输电网络内的边界支路输入电量Qink进行累加，得到评价输电网络的总输入电量Qins；

1.3）计算输电网络输出电量Qouts：将所有电流或功率正方向指向评价输电网络外的边界支路输出电量Qoutk进行累加，得到评价输电网络的总输出电量Qouts；

1.4）计算输电网络损耗电量Qloss：由评价输电网络的总输入电量Qins减去总输出电量Qouts，就得到评价输电网络的损耗电量Qloss；

所述步骤1.2）中，边界支路输入电量Qink采用连续函数积分法或离散积分法计算得到；

所述步骤1.3）中，边界支路输出电量Qoutk采用连续函数积分法或离散积分法计算得到。

2.根据权利要求1所述的滤除电量效应影响的输电效率评价方法，其特征在于所述步骤3）中，节能降损考核因素包括有输电网络结构、运行状况以及送电特性。

3.根据权利要求1所述的滤除电量效应影响的输电效率评价方法，其特征在于所述步骤1.1）中，非电源元件为变压器、线路。