CN105158555A - 一种配电线路升压运行节约电力电量的测量和验证方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种配电线路升压运行节约电力电量的测量和验证方法，所述方法包括：(1)确定项目边界、约定参数和测量参数；(2)计算损耗电量；(3)计算调整值A_m；(4)建立节约电力和电量的计算模型，计算节约的电力及电量。本发明可操作性强，计算用到的源数据经过较高频次的采集，理论上其本身的数值会更加真实地再现实际情况，结合优化设计的计算模型，有效提高了测量和验证的准确度。节约电量的计算模型具有显著的时序性和迭代性，可便捷地利用计算机处理大量的采集数据，自动完成测量和验证过程中的数据导入、数据处理、节约电力电量的计算，大大减少核证工作中人力、物力的投入，缩短工作时间。

Description

一种配电线路升压运行节约电力电量的测量和验证方法

技术领域

本发明涉及节能量核证方法，具体针对一种配电线路升压运行节约电力电量的测量和验证方法。

背景技术

按照IEC标准，如果选择20kV电压取缔我国现在普遍使用的10kV(6kV)电压，即由110kV降压为20kV，再降为0.4kV供电，能够明显提高线路的供电能力，同时降低线路的输送损耗。对于负荷密度高、电力需求增长迅猛的工业园区、开发区、新城区等经济发展迅速和土地资源有限之间矛盾突出的供电区域，20kV供配电能够有效降低变电站和线路布点密度，节省电网建设投资。

在电力线路的电阻和输送功率不变时，线路的功率损失与运行电压的平方成反比。因此，升高线路的运行电压能够明显减少功率损失。一条配电线路升压后，相比升压前运行节约的损耗电量和功率损失应采用科学的方法测量和计算，满足“可测量”、“可报告”和“可核查”的要求。

在很多情况下，现行的节能量计算都会简单地假设基期工况与统计报告期时相同，通过比较两个阶段的能耗差异计算节能量。对于不同类型的节能项目，由于需求变化导致基期与统计报告期的工况不同，核证节能量时需要进行工况归一处理，这是在实操层面采用《国际节能效果测量和验证规程》(InternationalPerformanceMeasurementandVerificationProtocol，IPMVP)思想指导节能量核证的难点。目前，较为普遍的做法是首先建立基期能耗模型(影响能耗的变量与能耗量之间的关系式)，然后取影响能耗的变量在统计报告期的数值代入基期能耗模型中，就得到校准后的基期能耗，即将基期工况调整到与统计报告期相同后得到校准能耗值。这种调整方法必须建立基期能耗模型，需要测量影响能耗的变量在统计报告期的数值，实际操作时存在较多测量方面的不确定因素，导致测量和验证精度降低、工作量加大。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种配电线路升压运行节约电力电量的测量和验证方法，提出的测量和验证方法以IPMVP的核心思想为指导，针对配电线路升压运行项目建立节约电力电量的测试方案和计算模型，实现了由抽象的框架到具体操作层面的转化。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种配电线路升压运行节约电力电量的测量和验证方法，所述方法包括：

(1)能耗影响参数和项目边界的确定；

(2)计算损耗电量；

(3)计算调整值A_m；

(4)建立节约电力和电量的计算模型，计算节约的电力及电量。

优选的，所述测量和验证方法包括：

(1.1)确定项目边界

所述项目边界的确定包括以下几种情况:

情况1：升压改造变压器母线一条出线的始端至该主干线分支线T节点之间的线路；

情况2：若线路始端为主干线上的T节点，则项目边界为始端至主干线上下一个T节点或者末梢节点(当始端的T节点为该主干线上最后一个时)之间的线路；

情况3：若线路是分支线，线路始端为主干线上的T节点，则项目边界为始端至该分支线上下一个T节点或该分支线末稍节点(当始端的T节点为该分支线上最后一个时)之间的线路；

情况4：对于分支线再分支的情况，与3)中确定项目边界的方法相同；

项目边界不包括分支线及主干线连接的变压器，边界内的线路不允许有分支。

下文如不特别说明，所述线路均为项目边界内的。

(1.2)确定约定参数

约定参数的来源应是下列文件之一：

●电网节能项目的可行性研究报告；

●设备制造商提供的产品说明文件或相关参数；

●第三方检测机构出具的试验报告；

●提交政府机构申请批复的项目文件；

●提交给融资机构进行评估的项目文件等。

第一个约定参数是线路电阻，已知每相导线单位长度电阻率r，即

$r=\frac{\mathrm{\ρ}}{s}---\left(1\right)$

则每相导线的电阻R为

R＝rL(2)

上两式中，ρ为导线材料的电阻率，单位Ω·mm²/km；s为导线的截面积，单位mm²；L为单相导线长度，单位km；当线路被分段，且使用不同型号的导线时，需分别计算各分段导线的电阻并求和得到线路总电阻。

第二个约定参数是线路首端电压，取线路标称电压的值为线路首端电压；

(1.3)确定测量参数

基期或统计报告期m个时段中，每个时段包含的n个采集周期线路的输电量是测量参数，通过电能表测量得到。

优选的，所述步骤(2)包括：

将基期和统计报告期都分成m个时段，一个时段包含n个采集周期，线路在一个时段的损耗电量E_t为：

$E_t=\frac{n\mathrm{\τ}R}{U^2}{S_t}^2---\left(3\right)$

式中，τ为采集周期的长度，τ＝t₂-t₁，t2、t1为相邻两次采样时刻，单位h；S_t为线路首端输送功率在n个采集周期的均方根，单位kVA；U为线路首端电压；

$S_t=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{S}_{\mathrm{\τ}.i}^2}{n}}---\left(4\right)$

式中，S_τ.i为线路首端在第i个采集周期的平均输送功率，单位kVA；

根据积分中值定理，得出在一个采集周期线路的平均输送功率

$S_{\mathrm{\τ}}=\frac{E_{\mathrm{\τ}}}{t_2-t_1}=\frac{E_{\mathrm{\τ}}}{\mathrm{\τ}}---\left(5\right)$

E_τ为线路在一个采集周期的输送电量，单位kWh；

将式(5)代入式(4)，得到

$S_t=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\left(\frac{E_{\mathrm{\τ}.i}}{\mathrm{\τ}}\right)}^2}{n}}=\frac{1}{\mathrm{\τ}}\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{E}_{\mathrm{\τ}.i}^2}{n}}---\left(6\right)$

E_τ.i为第i个采集周期的输送电量；

将式(6)代入式(3)，计算线路在一个时段的损耗电量E_t为

$E_t=\frac{nR\mathrm{\τ}}{U^2}{S_t}^2=\frac{nR\mathrm{\τ}}{U^2}\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{E}_{\mathrm{\τ}.i}^2}{{\mathrm{\τ}}^{2}n}=\frac{R}{{\mathrm{\τU}}^2}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{E}_{\mathrm{\τ}.i}^2---\left(7\right)$

基期或统计报告期划分的时段数为m，则基期或统计报告期的损耗电量E_loss为所有时段损耗电量的累加值，根据式(7)得：

$E_{loss}=\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{E}_{t.i}=\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}\frac{R}{{\mathrm{\τU}}^2}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{E}_{\mathrm{\τ}.i}^2=\frac{R}{{\mathrm{\τU}}^2}\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{E}_{\mathrm{\τ}.i}^2=a\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{E}_{\mathrm{\τ}.i}^2---\left(8\right)$

式中，E_t,i为第i个时段的损耗电量；

由式(8)可知，只需测量基期(或统计报告期)m个时段中，每个时段n个采集周期线路的输电量，就可计算出基期(或统计报告期)的损耗电量。

电量的计量须满足相关标准要求。

优选的，当实际运行电压偏离标称电压较大时(如超过10％时)，且测量和验证结果不能满足精度要求时，调整参数来源和损耗电量E_loss的计算公式；

所述调整为将线路首端电压作为测量参数，测量基期或统计报告期一个时段内n个采集周期线路首端运行电压，并计算其平均值U_p替代线路的标称电压，将U_p作为线路首端电压，一个时段内n个采集周期线路首端运行电压通过电能表测量得到；

损耗电量E_loss调整为：

$E_{loss}=\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{E}_{t.i}=\frac{R}{\mathrm{\τ}}\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}\frac{1}{U_{p.i}^2}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{E}_{\mathrm{\τ}.i}^2=b\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}\frac{1}{U_{p.i}^2}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{E}_{\mathrm{\τ}.i}^2---\left(9\right)$

式中，U_p,i为基期或统计报告期第i个时段内n个采集周期线路首端运行电压的平均值U_p。

优选的，所述调整值A_m是将线路在基期的输送电量调整为统计报告期的输送电量，需要增加或减少基期因为少送或多送ΔE的电量带来的损耗电量；

ΔE＝基期输送电量E—统计报告期输送电量E′(10)

升压后线路在统计报告期的输送电量为E′，对应的统计报告期线损率为λ′_loss，统计报告期的输送电量E′与基期输送电量E比较，可以增大也可以减少，差值ΔE取决于线路供电需求的变化；

由线损率的定义可知基期的线损率λ_loss(此处用线路的功率损失与线路输电功率的比值表示)还可以表示为：

${\mathrm{\λ}}_{loss}=\frac{I^{2}R}{UI}=\frac{\mathrm{\Δ}U}{U}---\left(11\right)$

式中，ΔU为线路上的电压损失，单位kV；I为线路上的负荷电流，单位kA；U为线路首端电压单位kV；R为线路电阻，单位Ω；

《电能质量供电电压偏差》(GB/T12325-2008)规定了供电电压偏差的限值

(1)“35kV及以上供电电压正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的10％”；

(2)“20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7％”；

(3)“220V单相供电电压偏差为标称电压的+7％。-10％”。

当线路标称电压给定时，λ_loss的正常变化量须小于0.1，线路电阻R通常远远小于负荷电阻R_L，负荷电流的变化不会引起线路的电压损失发生大幅度的波动；

在计算校准能耗调整值A_m时，近似认为基期的线损率λ_loss不变，A_m即是基期多送或少送ΔE电量的损耗A_m＝λ_lossΔE；

当ΔE>0时，即基期输送的电量多于统计报告期，节电量则需要扣除基期多送了ΔE电量产生的损耗，调整值A_m为正值_；

由于基期实际的平均输电功率大于计算的情况，通过上文计算的λ_loss大于实际值，计算得出的节电量会小于实际值，符合保守性原则；

当ΔE<0时，即基期输送的电量少于统计报告期，节电量则需要增加基期多送了ΔE电量产生的损耗，调整值A_m为负值。

由于基期实际的平均输电功率小于计算的情况，通过上文计算的λ_loss小于实际值，计算得出的节电量会小于实际值，符合保守性原则；

优选的，所述节约电力和电量的计算模型包括：

(1)所述节约电力和电量的计算模型忽略了基期和统计报告期线路因运行电压波动情况的差异对节约电量和电力的影响，只考虑线路在基期(或统计报告期)输送电量(或平均功率)变化的影响。基期线路的损耗率λ_loss另一种表示为：

λ_loss＝E_base,loss/E(12)

A_m＝λ_lossΔE(13)

上式中，E_base,loss为基期线路的损耗电量，单位kWh；E为基期线路的输送电量，单位kWh；ΔE为基期和统计报告期输送电量差值，单位kWh；

根据IPMVP，线路升压运行节约的电量为：

ΔE_loss＝E′_loss-E_base,loss+A_m(14)

根据《企业节能量计算方法》(GB/T13234-2009)4.4“节能量计算值为负时表示节能”的规定，公式应为统计报告期的损耗电量减去基期的损耗电量，再加上调整量。这样在项目具有节能效果时，节能量计算值才为负值。

将式(13)代入式(14)，得到线路升压运行项目节约的电量为

ΔE_loss＝E′_loss-E_base,loss+λ_lossΔE(15)

式中，E′_loss为统计报告期的损耗电量，单位kWh；

E_base,loss为基期的损耗电量，单位kWh；

基期和统计报告期的损耗电量均可采用式(8)或式(9)计算，在不考虑线损管理因素带来的误差时，也可用同一时期电能表计量的线路注入电量与供出电量的差值替代损耗电量的计算值。

节约电力的计算包括：

(2)计算输电线路的有功损耗功率：输电线路的有功损耗功率与其上流过的电流大小有关，可表示为：

$P_{loss}=\frac{S^2}{U^2}R---\left(16\right)$

式中，P_loss为线路有功功率损耗，单位kW；S为线路的输送功率，单位kVA；U为线路首端运行电压，单位kV；R为线路电阻，单位kΩ；

令线路在统计报告期输送的最大功率为S′_max(由导线的安全电流确定)，由式(16)知，基期在输送功率为S′_max时，线路损失功率为：

$P_{loss}=\frac{{S_{max}^{\&prime;}}^2}{U^2}R=\frac{C}{U^2}---\left(17\right)$

式中，C＝S′_max ²R；

统计报告期在输送功率为S′_max时，线路的最大损失功率为

$P_{loss}^{\&prime;}=\frac{{S_{max}^{\&prime;}}^2}{U^{\&prime;2}}R=\frac{C}{U^{\&prime;2}}---\left(18\right)$

式中，U′为线路在统计报告期的运行电压，单位kV；

线路升压运行节约的电力属于永久性的，即：

ΔP_loss＝P′_loss-P_loss(19)

式中，ΔP_loss为线路升压运行减少的最大损耗功率，单位kW；

P_loss为基期线路的最大损耗功率，单位kW；

P′_loss为统计报告期线路的最大损耗功率，单位kW；

与节约电量对符号的要求一致，计算值为负表示节约了电力。

由式(17)、式(18)和式(19)可知，线路升压后节约的最大电力为：

${\mathrm{\&Delta;P}}_{loss}=\left(\frac{U^2-U^{\&prime;2}}{U^{\&prime;2}{U}^2}\right)C---\left(20\right)$

进一步的，将影响线路损耗的参数分成测量参数和约定参数两类；

所述约定参数包括线路首端电压、线路电阻；

所述测量参数包括基期或统计报告期m个时段中，每个时段n个采集周期线路的输电量；当线路运行电压偏离标称电压较大(≥10％)，且测量和验证精度不满足要求时，适当调整参数来源及损耗电量E_loss的计算公式；

调整后，约定参数为线路电阻，测量参数为基期(或统计报告期)m个时段内，每个时段n个采集周期线路首端运行电压、基期(或统计报告期)m个时段中，每个时段n个采集周期线路的输电量，测量参数由电能表采集得到。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明不需要建立基期或统计报告期能耗模型。当电网运行电压在标称电压附近微小波动时，本发明提出的测量和验证方法仅需测量线路首端的输送电量；当运行电压偏离标称电压较大时，为满足测量和验证精度要求，可要求测量线路首端电压。由此得知，该方法的优点之一是可操作性强，一方面要求测量的参数少，而且影响测量不确定性的因素少；另一方面还可充分利用配电网已安装的电能计量装置进行监测。

在损耗电量计算模型中，将基期(或统计报告期)分成了多个时段，每个时段依据采集频次又细分成多个采集周期，每个采集周期都会采集测量参数。该方法的优点之二是计算用到的源数据经过较高频次的采集，理论上其本身的数值会更加真实地再现实际情况，结合优化设计的计算模型，有效提高了测量和验证的准确度。

该方法可充分利用电网中已经安装的电能计量设备，节约电量的计算模型具有显著的时序性和迭代性，易于计算机编程实现。该方法的优点之三是可便捷地利用计算机处理大量的采集数据，自动完成测量和验证过程中的数据采集、数据处理、节约电力电量的计算，大大减少核证工作中人力、物力的投入，缩短工作时间。

附图说明

图1为本发明中IPMVP节能量计算思想示意图；

图2为本发明中低压配电线路的等效电路示意图；

图3为本发明中项目边界示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明:

一种配电线路升压运行节约电力电量的测量和验证方法，所述方法包括：

(1)确定项目边界、约定参数和测量参数；

(1.1)确定项目边界

所述项目边界的确定包括以下几种情况:

情况1：升压改造变压器母线一条出线的始端至该主干线分支线T节点之间的线路；

情况2：若线路始端为主干线上的T节点，则项目边界为始端至主干线上下一个T节点或者末梢节点(当始端的T节点为该主干线上最后一个时)之间的线路；

情况3：若线路是分支线，线路始端为主干线上的T节点，则项目边界为始端至该分支线上下一个T节点或该分支线末稍节点(当始端的T节点为该分支线上最后一个时)之间的线路；

情况4：对于分支线再分支的情况，与3)中确定项目边界的方法相同；

项目边界不包括分支线及主干线连接的变压器，边界内的线路不允许有分支。

下文如不特别说明，所述线路均为项目边界内的。

(1.2)确定约定参数

第一个约定参数是线路电阻，已知每相导线单位长度电阻率r，即

$r=\frac{\mathrm{\&rho;}}{s}---\left(1\right)$

则每相导线的线路电阻R为

R＝rL(2)

上两式中，ρ为导线材料的电阻率，单位Ω·mm²/km；s为导线的截面积，单位mm²；L为单相导线长度，单位km；

第二个约定参数是线路首端电压，取线路标称电压的值为线路首端电压；

(1.3)确定测量参数

所述测量参数为基期或统计报告期m个时段中，每个时段包含的n个采集周期线路的输电量，通过电能表测量得到。

(2)计算损耗电量；

将基期和统计报告期都分成m个时段，一个时段包含n个采集周期，线路在一个时段的损耗电量E_t为：

$E_t=\frac{n\mathrm{\&tau;}R}{U^2}{S_t}^2---\left(3\right)$

式中，τ为采集周期的长度，τ＝t₂-t₁，t2、t1为相邻两次采样时刻，单位h；S_t为线路首端输送功率在n个采集周期的均方根，单位kVA；U为线路首端电压，单位kV；

$S_t=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{S}_{\mathrm{\&tau;}.i}^2}{n}}---\left(4\right)$

式中，S_τ.i为线路首端在第i个采集周期的平均输送功率，单位kVA；

根据积分中值定理，得出在一个采集周期线路的平均输送功率

$S_{\mathrm{\&tau;}}=\frac{E_{\mathrm{\&tau;}}}{t_2-t_1}=\frac{E_{\mathrm{\&tau;}}}{\mathrm{\&tau;}}---\left(5\right)$

E_τ为线路在一个采集周期的输送电量，单位kWh；

将式(5)代入式(4)，得到

$S_t=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}\left(\frac{E_{\mathrm{\&tau;}.i}}{\mathrm{\&tau;}}\right)}{n}}=\frac{1}{\mathrm{\&tau;}}\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{E}_{\mathrm{\&tau;}.i}^2}{n}}---\left(6\right)$

将式(6)代入式(3)，计算线路在一个时段的损耗电量E_t为

$E_t=\frac{nR\mathrm{\&tau;}}{U^2}{S_t}^2=\frac{nR\mathrm{\&tau;}}{U^2}\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{E}_{\mathrm{\&tau;}.i}^2}{{\mathrm{\&tau;}}^{2}n}=\frac{R}{{\mathrm{\&tau;U}}^2}\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{E}_{\mathrm{\&tau;}.i}^2---\left(7\right)$

基期或统计报告期的损耗电量E_loss为所有时段损耗电量的累加值，根据式(7)得：

$E_{loss}=\underset{i=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}{E}_{t.i}=\underset{i=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}\frac{R}{{\mathrm{\&tau;U}}^2}\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{E}_{\mathrm{\&tau;}.i}^2=\frac{R}{{\mathrm{\&tau;U}}^2}\underset{i=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{E}_{\mathrm{\&tau;}.i}^2=a\underset{i=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{E}_{\mathrm{\&tau;}.i}^2---\left(8\right)$

式中，E_t,i为第i个时段的损耗电量。

(3)计算调整值A_m；

所述调整值A_m是将线路在基期的输送电量调整为统计报告期的输送电量，需要增加或减少基期因为少送或多送ΔE的电量带来的损耗电量；

ΔE＝基期输送电量E—统计报告期输送电量E′(10)

升压后线路在统计报告期的输送电量为E′，对应的统计报告期线损率为λ′_loss，统计报告期的输送电量E′与基期输送电量E比较，可以增大也可以减少，差值ΔE取决于线路供电需求的变化；

由线损率的定义可知用线路的功率损失与线路输电功率的比值表示基期的线损率λ_loss为：

${\mathrm{\&lambda;}}_{loss}=\frac{I^{2}R}{UI}=\frac{\mathrm{\&Delta;}U}{U}---\left(11\right)$

式中，ΔU为线路上的电压损失，单位kV；I为线路上的负荷电流，单位kA；U为线路首端电压，单位kV，R为线路电阻，单位Ω；

在计算校准能耗调整值A_m时，近似认为基期的线损率λ_loss不变，A_m即是基期多送或少送ΔE电量的损耗A_m＝λ_lossΔE；

当ΔE>0时，即基期输送的电量多于统计报告期，节电量则需要扣除基期多送了ΔE电量产生的损耗，调整值A_m为正值；

当ΔE<0时，即基期输送的电量少于统计报告期，节电量则需要增加基期多送了ΔE电量产生的损耗，调整值A_m为负值。

当实际运行电压偏离标称电压超过10％，测量和验证结果不能满足精度要求时，调整约定参数、测量参数和损耗电量E_loss的计算公式；

所述调整为将线路首端电压作为测量参数，测量基期或统计报告期一个时段内n个采集周期线路首端运行电压并计算其平均值U_p，通过电能表测量得到，将U_p作为线路首端电压；

损耗电量E_loss调整为：

$E_{loss}=\underset{i=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}{E}_{t.i}=\frac{R}{\mathrm{\&tau;}}\underset{i=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}\frac{1}{U_{p.i}^2}\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{E}_{\mathrm{\&tau;}.i}^2=b\underset{i=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}\frac{1}{U_{p.i}^2}\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{E}_{\mathrm{\&tau;}.i}^2---\left(9\right)$

式中，U_p,i为基期或统计报告期第i个时段内n个采集周期线路首端运行电压的平均值U_p。

(4)建立节约电力和电量的计算模型，计算节约的电力及电量。

节约电量的计算包括：

1)基期线路的损耗率λ_loss另一种表示为：

λ_loss＝E_base,loss/E(12)

A_m＝λ_lossΔE(13)

上式中，E_base,loss为基期线路的损耗电量，单位kWh；E为基期线路的输送电量，单位kWh；ΔE为基期和统计报告期输送电量差值，单位kWh；

根据《国际节能效果测量和验证规程》线路升压运行节约的电量为：

ΔE_loss＝E′_loss-E_base,loss+A_m(14)

将式(13)代入式(14)：

ΔE_loss＝E′_loss-E_base,loss+λ_lossΔE(15)

式中，E′_loss为统计报告期的损耗电量，单位kWh；

E_base,loss为基期的损耗电量，单位kWh；

基期和统计报告期的损耗电量均采用式(8)或式(9)计算。

节约电力的计算包括：

2)计算输电线路的有功损耗功率：

$P_{loss}=\frac{S^2}{U^2}R---\left(16\right)$

式中，P_loss为线路有功功率损耗，单位kW；S为线路的输送功率，单位kVA；U为线路首端运行电压，单位kV；R为线路电阻，单位kΩ；

令线路在统计报告期输送的最大功率为S′_max，由式(16)知，基期在输送功率为S′_max时，线路损失功率为：

$P_{loss}=\frac{{S_{\max }^{\&prime;}}^2}{U^2}R=\frac{C}{U^2}---\left(17\right)$

式中，C＝S′_max ²R；

统计报告期在输送功率为S′_max时，线路的最大损失功率为

$P_{loss}^{\&prime;}=\frac{{S_{\max }^{\&prime;}}^2}{U^{\&prime;2}}R=\frac{C}{U^{\&prime;2}}---\left(18\right)$

式中，U′为线路在统计报告期的运行电压，单位kV；

线路升压运行节约的电力属于永久性的，即：

ΔP_loss＝P′_loss-P_loss(19)

式中，ΔP_loss为线路升压运行减少的最大损耗功率，单位kW；

P_loss为基期线路的最大损耗功率，单位kW；

P′_loss为统计报告期线路的最大损耗功率，单位kW；

由式(17)、式(18)和式(19)可知，线路升压后节约的最大电力为：

${\mathrm{\&Delta;P}}_{loss}=\left(\frac{U^2-U^{\&prime;2}}{U^{\&prime;2}{U}^2}\right)C---\left(20\right)$

将影响线路损耗的参数分成测量参数和约定参数两类；

所述约定参数包括线路首端电压、线路电阻；

所述测量参数包括基期或统计报告期m个时段中，每个时段n个采集周期线路的输电量；

调整后，所述约定参数为线路电阻；

所述测量参数包括m个时段中，每个时段n个采集周期的线路首端电压和基期或统计报告期m个时段中，每个时段n个采集周期线路的输电量。

最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种配电线路升压运行节约电力电量的测量和验证方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)确定项目边界、约定参数和测量参数；

(2)计算损耗电量；

(3)计算调整值A_m；

(4)建立节约电力和电量的计算模型，计算节约的电力及电量。

2.如权利要求1所述测量和验证方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：

(1.1)确定项目边界

所述项目边界包括:

a)升压改造变压器母线一条出线的始端至主干线分支线T节点之间的线路；

b)若线路始端为主干线上的T节点，则项目边界为始端至主干线上下一个T节点或者末梢节点之间的线路；

c)若线路是分支线，线路始端为主干线上的T节点，则项目边界为始端至该分支线上下一个T节点或该分支线末稍节点之间的线路；

d)对于分支线再分支的情况，与c)中确定项目边界的方法相同；

项目边界不包括分支线及主干线连接的变压器，边界内的线路不允许有分支；

(1.2)确定约定参数

第一个约定参数是线路的电阻，已知每相导线单位长度电阻率r，即

$r=\frac{\mathrm{\&rho;}}{s}---\left(1\right)$

则每相导线的线路电阻R为

R＝rL(2)

上两式中，ρ为导线材料的电阻率，单位Ω·mm²/km；s为导线的截面积，单位mm²；L为单相导线长度，单位km；

第二个约定参数是线路的首端电压，取线路标称电压的值为线路首端电压；

(1.3)确定测量参数

所述测量参数为基期或统计报告期m个时段中，每个时段包含的n个采集周期线路的输电量，通过电能表测量得到。

3.如权利要求1所述测量和验证方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：

将基期和统计报告期都分成m个时段，一个时段包含n个采集周期，线路在一个时段的损耗电量E_t为：

$E_t=\frac{n\mathrm{\&tau;}R}{U^2}{S_t}^2---\left(3\right)$

式中，τ为采集周期的长度，τ＝t₂-t₁，t2、t1为相邻两次采样时刻，单位h；S_t为线路首端输送功率在n个采集周期的均方根，单位kVA；U为线路首端电压，单位kV；

$S_t=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{S}_{\mathrm{\&tau;}.i}^2}{n}}---\left(4\right)$

式中，S_τ.i为线路首端在第i个采集周期的平均输送功率，单位kVA；

根据积分中值定理，得出在一个采集周期线路的平均输送功率

$S_{\mathrm{\&tau;}}=\frac{E_{\mathrm{\&tau;}}}{t_2-t_1}=\frac{E_{\mathrm{\&tau;}}}{\mathrm{\&tau;}}---\left(5\right)$

E_τ为线路在一个采集周期的输送电量，单位kWh；

将式(5)代入式(4)，得到

$S_t=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{\left(\frac{E_{\mathrm{\&tau;}.i}}{\mathrm{\&tau;}}\right)}^2}{n}}=\frac{1}{\mathrm{\&tau;}}\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{E}_{\mathrm{\&tau;}.i}^2}{n}}---\left(6\right)$

E_τ.i为第i个采集周期的输送电量；

将式(6)代入式(3)，计算线路在一个时段的损耗电量E_t为

$E_t=\frac{nR\mathrm{\&tau;}}{U^2}{S_t}^2=\frac{nR\mathrm{\&tau;}}{U^2}\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{E}_{\mathrm{\&tau;}.i}^2}{{\mathrm{\&tau;}}^{2}n}=\frac{R}{{\mathrm{\&tau;U}}^2}\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{E}_{\mathrm{\&tau;}.i}^2---\left(7\right)$

基期或统计报告期的损耗电量E_loss为所有时段损耗电量的累加值，根据式(7)得：

$E_{loss}=\underset{i=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}{E}_{t.i}=\underset{i=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}\frac{R}{{\mathrm{\&tau;U}}^2}\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{E}_{\mathrm{\&tau;}.i}^2=\frac{R}{{\mathrm{\&tau;U}}^2}\underset{i=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{E}_{\mathrm{\&tau;}.i}^2=a\underset{i=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{E}_{\mathrm{\&tau;}.i}^2---\left(8\right)$

式中，E_t,i为第i个采集周期的损耗电量。

4.如权利要求2或3所述测量和验证方法，其特征在于，当实际运行电压偏离标称电压超过10％，测量和验证结果不能满足精度要求时，调整约定参数、测量参数和损耗电量E_loss的计算公式；

所述调整为将线路首端电压作为测量参数，测量基期或统计报告期一个时段内n个采集周期线路首端运行电压并计算其平均值U_p，通过电能表测量得到，将U_p作为线路首端电压；

损耗电量E_loss调整为：

$E_{loss}=\underset{i=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}{E}_{t.i}=\frac{R}{\mathrm{\&tau;}}\underset{i=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}\frac{1}{U_{p.i}^2}\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{E}_{\mathrm{\&tau;}.i}^2=b\underset{i=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}\frac{1}{U_{p.i}^2}\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{E}_{\mathrm{\&tau;}.i}^2---\left(9\right)$

式中，U_p,i为基期或统计报告期第i个时段内n个采集周期线路首端运行电压的平均值U_p。

5.如权利要求1所述测量和验证方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述调整值A_m是将线路在基期的输送电量调整为统计报告期的输送电量，需要增加或减少基期因为少送或多送ΔE的电量带来的损耗电量；

ΔE＝基期输送电量E-统计报告期输送电量E′(10)

升压后线路在统计报告期的输送电量为E′，对应的统计报告期线损率为λ′_loss，统计报告期的输送电量E′与基期输送电量E比较，可以增大也可以减少，差值ΔE取决于线路供电需求的变化；

由线损率的定义：用线路的功率损失与线路输电功率的比值表示基期的线损率λ_loss为：

${\mathrm{\&lambda;}}_{loss}=\frac{I^{2}R}{UI}=\frac{\mathrm{\&Delta;}U}{U}---\left(11\right)$

式中，ΔU为线路上的电压损失，单位kV；I为线路上的负荷电流，单位kA；U为线路首端电压，单位kV，R为线路电阻，单位Ω；

在计算校准能耗调整值A_m时，近似认为基期的线损率λ_loss不变，A_m即是基期多送或少送ΔE电量的损耗A_m＝λ_lossΔE；

当ΔE>0时，即基期输送的电量多于统计报告期，节电量则需要扣除基期多送了ΔE电量产生的损耗，调整值A_m为正值；

当ΔE<0时，即基期输送的电量少于统计报告期，节电量则需要增加基期多送了ΔE电量产生的损耗，调整值A_m为负值。

6.如权利要求1所述测量和验证方法，其特征在于，所述步骤(4)中，节约电量的计算包括：

(1)基期线路的损耗率λ_loss另一种表示为：

λ_loss＝E_base,loss/E(12)

A_m＝λ_lossΔE(13)

上式中，E_base,loss为基期线路的损耗电量，单位kWh；E为基期线路的输送电量，单位kWh；ΔE为基期和统计报告期输送电量差值，单位kWh；

根据《国际节能效果测量和验证规程》，线路升压运行节约的电量为：

ΔE_loss＝E′_loss-E_base,loss+A_m(14)

将式(13)代入式(14)：

ΔE_loss＝E′_loss-E_base,loss+λ_lossΔE(15)

式中，E′_loss为统计报告期的损耗电量，单位kWh；

E_base,loss为基期的损耗电量，单位kWh；

基期和统计报告期的损耗电量均采用式(8)或式(9)计算。

7.如权利要求1所述测量和验证方法，其特征在于，所述步骤(4)中，节约电力的计算包括：

计算输电线路的有功损耗功率：

$P_{loss}=\frac{S^2}{U^2}R---\left(16\right)$

式中，P_loss为线路有功功率损耗，单位kW；S为线路的输送功率，单位kVA；U为线路首端运行电压，单位kV；R为线路电阻，单位kΩ；

令线路在统计报告期输送的最大功率为S′_max，由式(16)知，基期在输送功率为S′_max时，线路损失功率为：

$P_{loss}=\frac{{S_{max}^{\&prime;}}^2}{U^2}R=\frac{C}{U^2}---\left(17\right)$

式中，C＝S′_max ²R；

统计报告期在输送功率为S′_max时，线路的最大损失功率为

$P_{loss}^{\&prime;}\frac{{S_{\max }^{\&prime;}}^2}{U^{\&prime;2}}R=\frac{C}{U^{\&prime;2}}---\left(18\right)$

式中，U′为线路在统计报告期的运行电压，单位kV；

线路升压运行节约的电力属于永久性的，即：

ΔP_loss＝P′_loss-P_loss(19)

式中，ΔP_loss为线路升压运行减少的最大损耗功率，单位kW；

P_loss为基期线路的最大损耗功率，单位kW；

P′_loss为统计报告期线路的最大损耗功率，单位kW；

由式(17)、式(18)和式(19)可知，线路升压后节约的最大电力为：

${\mathrm{\&Delta;P}}_{loss}=\left(\frac{U^2-U^{\&prime;2}}{U^{\&prime;2}{U}^2}\right)C---\left(20\right).$

8.如权利要求4所述测量和验证方法，其特征在于，将影响线路损耗的参数分成测量参数和约定参数两类；

所述约定参数包括线路首端电压、线路电阻；

所述测量参数包括基期或统计报告期m个时段中，每个时段n个采集周期线路的输电量；

调整后，所述约定参数为线路电阻；

所述测量参数包括m个时段中，每个时段n个采集周期的线路首端电压和基期或统计报告期m个时段中，每个时段n个采集周期线路的输电量。