CN104158177B - 用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法，该用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法包括以下步骤：根据代表日24小时正点负荷电流值，计算进线均方根电流；利用各变压器高压侧智能表采集到的代表日24小时正点有功功率值，近似计算各变压器日运行等效平均负载；根据变压器日运行等效平均负载量进行均方根电流分摊，得到与变压器相连线路负载电流值，利用基尔霍夫电流定律计算其他线路负载电流值；利用线路负载电流值及功率公式，计算系统线路损耗电量；利用线路负载电流值及双绕组变压器损耗电量公式，计算系统变压器损耗电量。本发明充分利用了目前电网的用电信息采集系统，提高了计算的准确性。

Description

用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法

技术领域

本发明属于电网理论线损计算领域，尤其涉及一种用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法。

背景技术

理论线损计算可以发现电网运行中的薄弱环节，尤其是重损线路、重损变压器，不仅为检验电网规划及改造水平提供可靠、详尽的理论依据，还对全面了解电网的运行情况，提升企业的经济效益有着重要意义。在目前的电网理论线损计算领域中，35kV及以上电压等级的电网理论线损计算已经越来越多的采用潮流计算法，此方法可以保证良好的计算精度和效果。但是，在10kV电压等级电网中，理论线损计算方法众多，其中，容量分摊法是工程中较实用的一种方法，也是使用最多的一种方法。容量分摊法的基本思想是：按各变压器的容量分摊电流，根据分摊的电流和线路电阻计算线路损失功率。主要计算步骤有：1)计算均方根电流值。2)按照变压器容量计算各线路负载电流值。3)按功率公式计算线路和变压器损耗电量。

此方法明显存在严重的缺陷：仅简单按照变压器的容量大小分摊电流，而实际上，线路电流并不只与变压器容量有关，也与变压器的负载率有关，即线路电流与变压器实际运行容量有关。所以，传统的容量分摊法并不能准确计算出线路电流，也就不能准确计算各线路、变压器等的损失电量。鉴于容量分摊法使用广泛但效果并不理想，有必要根据电网运行的现状，在此方法基础上提出新的解决办法。

发明内容

本发明的目的在于，克服传统的容量分摊法由于不能准确计算出线路电流，从而不能准确计算各线路、变压器损失电量的缺点，提供一种用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法。

本发明是这样实现的，一种用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法，该用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊的方法包括以下步骤：

步骤一，计算进线均方根电流：

式中：I₁′，I₂′…I′₂₄——为代表日24小时I正点负荷电流值；

步骤二，计算各变压器代表日当天运行等效平均负载量：

各变压器智能电表采集到的24个整点有功功率值分别为：

变压器1：P1₁、P1₂、P1₃…P1₂₄；

变压器2：P2₁、P2₂、P2₃…P2₂₄；

变压器3：P3₁、P3₂、P3₃…P3₂₄；

变压器4：P4₁、P4₂、P4₃…P4₂₄；；

P_pq(p＝1,2,3,4，q＝1,2,3…24)——为第p个变压器第q整点的有功功率值；

根据各变压器24点有功功率值，24个整点有功功率和即为代表日当天各变压器流过的电量：

ΔA_T1、ΔA_T2、ΔA_T3、ΔA_T4——为各变压器代表日当天经过的电量；

进而，求得各变压器日运行等效平均负载量：

——为各变压器日运行等效平均负载量；

步骤三，计算各线路负载电流值：

对于直接带变压器的线路，根据变压器日运行等效平均负载量进行电流分摊，负载电流值为：

式中：

I₁,I₂,I₃,I₄——为各带变压器线路的电流值；

计算出带变压器负载的线路的电流值之后，其他线路的电流利用基尔霍夫电流定律求得：

I₆＝I₃+I₄,I₅＝I₆+I₂＝I₃+I₄+I₂

至此，完成所有线路负载电流计算；

步骤四，按照功率公式计算线路损失电量：

各线路损失电量：

式中：

ΔS₁、ΔS₂、ΔS₃、ΔS₄——代表各线路损失功率；

R₁,R₂,R₃,R₄——代表各线路电阻值；

步骤五，按变压器损耗电量公式计算变压器损失电量：

双绕组变压器绕组的损耗电量公式为：

I′_eff——为流过变压器的负载电流值；

I_N——为变压器的额定电流，A；

根据以上公式，得到各变压器损耗电量为：

式中：ΔA_R1、ΔA_R2、ΔA_R3、ΔA_R4——各变压器的损耗电量，kWh；

ΔP_K1、ΔP_K2、ΔP_K3、ΔP_K4——为各变压器的短路损耗功率，kW；

I_N1、I_N2、I_N3、I_N4——为各变压器的额定电流，A。

进一步，步骤一根据代表日24小时正点负荷电流值，计算进线均方根电流。

进一步，步骤二利用各变压器高压侧智能表采集到的代表日24小时正点有功功率值，计算各变压器日运行等效平均负载。

进一步，步骤三根据变压器日运行等效平均负载量进行均方根电流分摊，得到与变压器相连线路负载电流值，利用基尔霍夫电流定律计算其他线路负载电流值。

进一步，步骤四利用线路负载电流值及功率公式，计算系统线路损耗电量。

进一步，步骤五利用线路负载电流值及双绕组变压器损耗电量公式，计算系统变压器损耗电量。

本发明方法充分利用了目前电网中智能电表应用及其具备运行数据自动采集功能的现实条件，在容量分摊法的基础上提出一种计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法，很好的解决了传统容量分摊法存在的计算方法简单，计算结果不准确，故不能准确计算线路和变压器损耗量的缺点，适应了目前电网发展的新形势，充分利用了目前电网的用电信息采集系统，大大提高了计算的准确性，且计算量小，推动10kV理论线损计算系统的开发、完善，与传统的方法相比优势明显，具有较好的工程应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法步骤图；

图2是本发明实施例提供的用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法实施例1的系统实施图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合附图和实施例对本发明的原理做进一步的说明：

如图1所示，本发明实施例的一种用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法包括以下步骤：

S101：计算进线的均方根电流，根据代表日24小时正点负荷电流值，计算均方根电流；

S102：利用各变压器高压侧智能表采集到的代表日24小时正点有功功率值，近似计算各变压器日运行等效平均负载；

S103：根据变压器日运行等效平均负载量进行均方根电流分摊，得到与变压器相连线路的负载电流值，并利用基尔霍夫电流定律计算出其他线路的负载电流值；

S104：利用线路负载电流值及功率公式，计算系统中线路损耗电量；

S105：利用线路负载电流值及双绕组变压器损耗电量公式，计算系统中变压器损耗电量。

本发明的实施例1：

附图2为具有四台变压器的系统潮流分布图，其中，S₁、S₂、S₃、S₄为四台变压器，I为进线电流值，I₁、I₂、I₃…I₆为线路的电流值；

以附图2所示系统为例，一种用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法计算步骤如下：

步骤一，计算进线均方根电流：

式中：I₁′，I₂′…I′₂₄——为代表日24小时I正点负荷电流值；

步骤二，计算各变压器代表日当天运行等效平均负载量：

各变压器智能电表采集到的24个整点有功功率值分别为：

变压器1：P1₁、P1₂、P1₃…P1₂₄；

变压器2：P2₁、P2₂、P2₃…P2₂₄；

变压器3：P3₁、P3₂、P3₃…P3₂₄；

变压器4：P4₁、P4₂、P4₃…P4₂₄；

P_pq(p＝1,2,3,4，q＝1,2,3…24)——为第p个变压器第q整点的有功功率值；

根据各变压器24点有功功率值，可以近似认为24个整点有功功率和即为代表日当天各变压器流过的电量：

ΔA_T1、ΔA_T2、ΔA_T3、ΔA_T4——为各变压器代表日当天经过的电量；

进而，可以求得各变压器日运行等效平均负载量：

——为各变压器日运行等效平均负载量；

步骤三，计算各线路负载电流值：

对于直接带变压器的线路，根据变压器日运行等效平均负载量进行电流分摊，其负载电流值为：

式中：

I₁,I₂,I₃,I₄——为各带变压器线路的电流值；

计算出带变压器负载的线路的电流值之后，其他线路的电流可以利用基尔霍夫电流定律求得：

I₆＝I₃+I₄,I₅＝I₆+I₂＝I₃+I₄+I₂ (式1-5)

至此，完成所有线路负载电流计算；

步骤四，按照功率公式计算线路损失电量：

各线路损失电量：

式中：

ΔS₁、ΔS₂、ΔS₃、ΔS₄…ΔS_1N——代表各线路损失功率；

R₁,R₂,R₃,R₄——代表各线路电阻值；

步骤五，按变压器损耗电量公式计算变压器损失电量：

双绕组变压器绕组的损耗电量公式为：

I′_eff——为流过变压器的负载电流值；

I_N——为变压器的额定电流，A；

根据以上公式，得到各变压器损耗电量为：

式中：ΔA_R1、ΔA_R2、ΔA_R3、ΔA_R4——各变压器的损耗电量，kWh；

ΔP_K1、ΔP_K2、ΔP_K3、ΔP_K4——为各变压器的短路损耗功率(铭牌标有数据)，kW；

I_N1、I_N2、I_N3、I_N4——为各变压器的额定电流(铭牌标有数据)，A；

通过以上步骤即可实现10kV电网线路、变压器损失的准确计算，进而完成10kV电网理论线损计算工作。

本发明充分利用了目前电网中智能电表应用及其具备运行数据自动采集功能的现实条件，在容量分摊法的基础上提出10kV电网理论线损计算的日运行等效平均负载分摊法，很好的解决了传统的容量分摊法存在的计算方法简单，计算结果不准确，故不能准确计算线路和变压器损耗量的缺点，适应了目前电网发展的新形势，充分利用了目前电网的用电信息采集系统，大大提高了计算的准确性，且计算量小，推动10kV理论线损计算系统的开发、完善，与传统的方法相比优势明显，具有较好的工程应用价值。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法，其特征在于，该用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法包括以下步骤：

步骤一，计算进线均方根电流：

$I_{eff}=\sqrt{\frac{I_1^{\′}+I_2^{\′}+I_3^{\′}+\mathrm{...}+I_{24}^{\′}}{24}}$

式中：I₁′，I₂′…I′₂₄——为代表日24小时I正点负荷电流值；

步骤二，计算各变压器代表日当天运行等效平均负载量：

各变压器智能电表采集到的24个整点有功功率值分别为：

变压器1：P1₁、P1₂、P1₃…P1₂₄；

变压器2：P2₁、P2₂、P2₃…P2₂₄；

变压器3：P3₁、P3₂、P3₃…P3₂₄；

变压器4：P4₁、P4₂、P4₃…P4₂₄；

P_pq(p＝1,2,3,4，q＝1,2,3…24)——为第p个变压器第q整点的有功功率值；

根据各变压器24点有功功率值，24个整点有功功率和即为代表日当天各变压器流过的电量：

${\mathrm{\ΔA}}_{T1}={\Σ}_{k=1}^{24}P{1}_k,{\mathrm{\ΔA}}_{T2}={\Σ}_{k=1}^{24}P{2}_k,{\mathrm{\ΔA}}_{T3}={\Σ}_{k=1}^{24}P{3}_k,{\mathrm{\ΔA}}_{T4}={\Σ}_{k=1}^{24}P{4}_k$

ΔA_T1、ΔA_T2、ΔA_T3、ΔA_T4——为各变压器代表日当天经过的电量；

进而，求得各变压器日运行等效平均负载量：

${\stackrel{\‾}{S}}_{T1}=\frac{{\mathrm{\ΔA}}_{T1}}{24},{\stackrel{\‾}{S}}_{T2}=\frac{{\mathrm{\ΔA}}_{T2}}{24},{\stackrel{\‾}{S}}_{T3}=\frac{{\mathrm{\ΔA}}_{T3}}{24},{\stackrel{\‾}{S}}_{T4}=\frac{{\mathrm{\ΔA}}_{T4}}{24}$

——为各变压器日运行等效平均负载量；

步骤三，计算各线路负载电流值：

对于直接带变压器的线路，根据变压器日运行等效平均负载量进行电流分摊，负载电流值为：

$I_1=\frac{{\stackrel{\‾}{S}}_{T1}}{{\stackrel{\‾}{S}}_{T1}+{\stackrel{\‾}{S}}_{T2}+{\stackrel{\‾}{S}}_{T3}+{\stackrel{\‾}{S}}_{T4}}\×I_{eff},I_2=\frac{{\stackrel{\‾}{S}}_{T2}}{{\stackrel{\‾}{S}}_{T1}+{\stackrel{\‾}{S}}_{T2}+{\stackrel{\‾}{S}}_{T3}+{\stackrel{\‾}{S}}_{T4}}\×I_{eff}$

$I_2=\frac{{\stackrel{\‾}{S}}_{T3}}{{\stackrel{\‾}{S}}_{T1}+{\stackrel{\‾}{S}}_{T2}+{\stackrel{\‾}{S}}_{T3}+{\stackrel{\‾}{S}}_{T4}}\×I_{eff},I_4=\frac{{\stackrel{\‾}{S}}_{T4}}{{\stackrel{\‾}{S}}_{T1}+{\stackrel{\‾}{S}}_{T2}+{\stackrel{\‾}{S}}_{T3}+{\stackrel{\‾}{S}}_{T4}}\×I_{eff}$

式中：

I₁,I₂,I₃,I₄——为各带变压器线路的电流值；

计算出带变压器负载的线路的电流值之后，其他线路的电流利用基尔霍夫电流定律求得：

I₆＝I₃+I₄,I₅＝I₆+I₂＝I₃+I₄+I₂

至此，完成所有线路负载电流计算；

步骤四，按照功率公式计算线路损失电量：

各线路损失电量：

${\mathrm{\ΔS}}_1=I_1^2{R}_1*24,{\mathrm{\ΔS}}_2=I_2^2{R}_2*24,{\mathrm{\ΔS}}_3=I_3^2{R}_3*24,{\mathrm{\ΔS}}_4=I_4^2{R}_4*24;$

式中：

ΔS₁、ΔS₂、ΔS₃、ΔS₄——代表各线路损失功率；

R₁,R₂,R₃,R₄——代表各线路电阻值；

步骤五，按变压器损耗电量公式计算变压器损失电量：

双绕组变压器绕组的损耗电量公式为：

${\mathrm{\ΔA}}_R={\mathrm{\ΔP}}_K{\left(\frac{I_{eff}^{\′}}{I_N}\right)}^{2}t$

I′_eff——为流过变压器的负载电流值；

I_N——为变压器的额定电流，单位为A；

根据以上公式，得到各变压器损耗电量为：

${\mathrm{\ΔA}}_{R1}={\mathrm{\ΔP}}_{K1}{\left(\frac{I_1}{I_{N1}}\right)}^2*24$

${\mathrm{\ΔA}}_{R2}={\mathrm{\ΔP}}_{K2}{\left(\frac{I_2}{I_{N2}}\right)}^2*24$

${\mathrm{\ΔA}}_{R3}={\mathrm{\ΔP}}_{K3}{\left(\frac{I_3}{I_{N3}}\right)}^2*24$

${\mathrm{\ΔA}}_{R4}={\mathrm{\ΔP}}_{K4}{\left(\frac{I_4}{I_{N4}}\right)}^2*24$

式中：ΔA_R1、ΔA_R2、ΔA_R3、ΔA_R4——各变压器的损耗电量，单位为kWh；

ΔP_K1、ΔP_K2、ΔP_K3、ΔP_K4——为各变压器的短路损耗功率，单位为kW；

I_N1、I_N2、I_N3、I_N4——为各变压器的额定电流，单位为A。

2.根据权利要求1所述的用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法，其特征在于，步骤一根据代表日24小时正点负荷电流值，计算进线均方根电流。

3.根据权利要求1所述的用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法，其特征在于，步骤二利用各变压器高压侧智能表采集到的代表日24小时正点有功功率值，计算各变压器日运行等效平均负载。

4.根据权利要求1所述的用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法，其特征在于，步骤三根据变压器日运行等效平均负载量进行均方根电流分摊，得到与变压器相连线路负载电流值，利用基尔霍夫电流定律计算其他线路负载电流值。

5.根据权利要求1所述的用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法，其特征在于，步骤四利用线路负载电流值及功率公式，计算系统线路损耗电量。

6.根据权利要求1所述的用于计算10kV电网理论线损的日运行等效平均负载分摊方法，其特征在于，步骤五利用线路负载电流值及双绕组变压器损耗电量公式，计算系统变压器损耗电量。