CN108695858A - 一种减小无功流动的配电网降损方法 - Google Patents

一种减小无功流动的配电网降损方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种减小无功流动的配电网降损方法，确定待降损的配电网；计算配电网内各负荷的功率因数；判断是否存在功率因数不合规的负荷，若存在则进行整改，直至所有的负荷均合格；计算配电网内各主变无功损耗及主变高压侧功率因数；根据计算的配电网内各主变无功损耗及主变高压侧功率因数在重损主变的低压侧增加无功补偿，抵消主变的无功损耗；计算配电网内各线路无功损耗及线路入口侧功率因数；根据计算的配电网内各线路无功损耗及线路入口侧功率因数在重损线路的出口侧变电站增加无功补偿，抵消线路的无功损耗。本发明不仅能有效降低配电网损耗，同时还能改善无功功率分布，提高电压质量。

Description

一种减小无功流动的配电网降损方法
技术领域
本发明涉及低压配电网技术领域，特别是涉及一种减小无功流动的配电网降损方法。
背景技术
电力系统线损大部分分配在低压配电网上，实现配电网的节能降耗对供电企业提高经济效益，实现目标利润起着举足轻重的作用。
现有的配电网降损方法存在操作流程繁琐，工作效率不高的问题，并且往往采用高成本降损设备，经济性较差。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种减小无功流动的配电网降损方法，本发明采用常规无功补偿装置等降损手段，经济性好。本发明不仅能有效降低配电网损耗，同时还能使无功功率合理分布，提高电压质量。
一种减小无功流动的配电网降损方法，包括：
确定待降损的配电网；
计算配电网内各负荷的功率因数；
判断是否存在功率因数不合规的负荷，若存在则进行整改，直至所有的负荷均合格；
计算配电网内各主变无功损耗及主变高压侧功率因数；
根据计算的配电网内各主变无功损耗及主变高压侧功率因数在重损主变的低压侧增加无功补偿，抵消主变的无功损耗；
计算配电网内各线路无功损耗及线路入口侧功率因数；
根据计算的配电网内各线路无功损耗及线路入口侧功率因数在重损线路的出口侧变电站增加无功补偿，抵消线路的无功损耗。
进一步的，针对所确定的待降损的配电网，需要在仿真软件中进行配电网建模。
进一步的，所述计算配电网内各负荷的功率因数，具体指：获取待降损的配电网内所有负荷的功率值，包括负荷的有功功率和无功功率，计算出该负荷的功率因数。
进一步的，所述不合规负荷是指功率因数低于0.9的负荷，对负荷进行整改是指对不合规负荷进行整改，减少其无功负荷，使负荷的功率因数不低于0.9。
进一步的，所述计算配电网内各主变无功损耗及主变高压侧功率因数，具体为：
对配电网进行潮流计算，计算得到各主变的无功损耗值即主变损耗的无功功率，以及流入主变高压侧的有功功率和无功功率，从而计算得到各主变高压侧功率因数。
进一步的，所述重损主变具体指：将所得各主变的无功损耗进行排序，无功损耗值较大且主变高压侧功率因数低于0.85的主变，将其无功损耗值记为Qmax。
进一步的，所述在重损主变的低压侧增加无功补偿，抵消主变的无功损耗：是指在重损主变的低压侧投入电容或其他容性无功补偿装置；
如果重损主变的低压侧已配置容性无功补偿，则投入该容性无功补偿；如果未配置容性无功补偿或现有补偿装置容量不足，则新增电容器；
投入的无功补偿的总量完全抵消该主变的无功损耗，即无功补偿的容量等于无功损耗值 Qmax，实现抵消主变的无功损耗。
进一步的，计算配电网内各线路无功损耗及线路入口侧功率因数，是指利用PSASP等仿真软件对电网进行潮流计算，计算得到各线路的无功损耗值即线路损耗的无功功率，以及流入线路的有功功率和无功功率，从而计算得到各线路入口侧功率因数。
进一步的，所述在重损线路的出口侧变电站增加无功补偿，其中，重损线路是指对所得各线路的无功损耗进行排序，无功损耗值较大且线路入口侧功率因数低于0.85的线路，将其无功损耗值记为Qlmax；
增加无功补偿，是指在重损线路的出口侧变电站投入电容或其他容性无功补偿装置，如果重损线路的出口侧变电站已配置容性无功补偿，则投入该容性无功补偿；如果未配置容性无功补偿或现有补偿装置容量不足，则新增电容器；
进一步的，抵消线路的无功损耗，是指新投入的无功补偿的总量完全抵消该线路的无功损耗，即新投入的无功补偿容量等于无功损耗值Qlmax。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
由于无功功率在电网内长距离传输，会带来大量功率损耗。本发明提供一种减小无功流动的配电网降损方法，通过采用整改不合规负荷以及变压器、线路无功损耗就地补偿的方式，减小配电网内的无功流动，从而达到降低配电网损耗的目的。相比现有的配电网降损方法，该方法原理简单，便于操作，可以大幅提高配电网降损效率，并且采用常规降损装置及手段，成本较低，是一种经济性较好的配电网降损方法。另外本发明不仅能有效降低配电网损耗，同时还能改善无功功率分布，提高电压质量。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的实现流程图。
图2为内蒙古赤峰锦山地区电网。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在配电网降损过程比较繁琐，效率低，经济性差的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种减小无功流动的配电网降损方法。
实施例1：
本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种减小无功流动的配电网降损方法，该一种减小无功流动的配电网降损方法具体操作步骤包括：
步骤1：确定所研究配电网；
根据降损需要确定接下来要研究的配电网，并在PSASP(电力系统分析综合程序)或其他仿真计算软件中，对该配电网建模。
步骤2：计算网内各负荷的功率因数；
通过SCADA系统或其他途径获取所研究配电网内所有负荷的功率值SLi＝PLi+jQLi，包括负荷的有功功率PLi和无功功率QLi，计算出该负荷的功率因数i表征第i个负荷。
步骤3：提出不合规负荷，并进行整改；
所述不合规负荷是指功率因数低于0.9的负荷，所述0.9来源于无功电压标准要求。
所述进行整改是指对不合规负荷进行整改，主要是用户负荷采用无功就地补偿的方式，减少其无功负荷，使负荷的功率因数不低于0.9，满足要求后再行上网。
步骤4：计算网内各主变无功损耗及主变高压侧功率因数；
利用PSASP等仿真软件对电网进行潮流计算，可采用牛顿-拉夫逊法或其他常用的潮流计算方法，计算得到各条线路和各台变压器流入的功率，包括流入主变高压侧的有功功率Pti和无功功率Qti，从而计算得到各主变高压侧功率因数并计算得到各主变的无功损耗值ΔQti。
所述主变高压侧功率因数是指根据流入主变高压侧的有功功率Pti、无功功率Qti计算所得的功率因数，计算公式为
所述主变无功损耗ΔQti，是指主变损耗的无功功率。主变无功损耗ΔQti＝Qti-∑Qi+1，其中Qti是指流入主变的无功功率，∑Qi+1表征流出主变的无功功率，为流入下一级线路或变压器的无功功率之和。
步骤5：在重损主变的低压侧增加无功补偿，抵消主变的无功损耗；
所述重损主变，是指对步骤4中所得各主变无功损耗ΔQti进行排序，无功损耗值较大，大于流入变压器有功功率Pti的4％，且主变高压侧功率因数低于0.85的主变，将其无功损耗值记为ΔQtmax。4％、0.85为降损工作经验所得。
所述增加无功补偿，是指在重损主变的低压侧投入电容或其他容性无功补偿装置。如果重损主变的低压侧已配置容性无功补偿，则投入该容性无功补偿；如果未配置容性无功补偿或现有补偿装置容量不足，则新增电容器。
所述抵消主变的无功损耗，是指投入的无功补偿的总量QC完全抵消该主变的无功损耗ΔQti，即无功补偿的容量等于无功损耗值QC＝ΔQti＝ΔQtmax。
步骤6：计算网内各线路无功损耗及线路入口侧功率因数；
同步骤4利用PSASP等仿真软件对电网进行潮流计算，可采用牛顿-拉夫逊法或其他常用的潮流计算方法，计算得到各条线路和各台变压器流入的功率，包括流入各条线路的有功功率Pli和无功功率Qli，从而计算得到各线路入口侧功率因数并计算得到各线路的无功损耗值ΔQli。
所述线路入口侧功率因数是指根据流入线路的有功功率Pli、无功功率Qli计算所得的功率因数，计算公式为
所述线路无功损耗ΔQli，是指线路损耗的无功功率。线路无功损耗ΔQli＝Qli-∑Qi+1，其中Qli是指流入线路的无功功率，∑Qi+1表征流出线路的无功功率，为流入下一级线路或变压器的无功功率之和。
步骤7：在重损线路的出口侧变电站增加无功补偿，抵消线路的无功损耗。
所述重损线路，是指对步骤6中所得各线路无功损耗ΔQli进行排序，无功损耗值较大，大于流入线路有功功率Pli的4％，且线路入口侧功率因数低于0.85的线路，将其无功损耗值记为ΔQlmax。4％、0.85为降损工作经验所得。
所述增加无功补偿，是指在重损线路的出口侧变电站投入电容或其他容性无功补偿装置。如果重损线路的出口侧变电站已配置容性无功补偿，则投入该容性无功补偿；如果未配置容性无功补偿或现有补偿装置容量不足，则新增电容器。
所述抵消线路的无功损耗，是指新投入的无功补偿的总量QC完全抵消该线路的无功损耗ΔQli，即新投入的无功补偿容量等于无功损耗值QC＝ΔQli＝ΔQlmax。
实施例2：
下面以内蒙古赤峰锦山地区电网作为本发明的一个实施例，对本发明的发明内容做进一步说明。
首先确定研究电网为锦山地区电网，在PSASP(电力系统分析综合程序)中对该电网进行建模，内蒙古赤峰锦山地区电网接线图如图2所示。
通过SCADA系统获取锦山地区电网内所有负荷的功率值，并计算得到各负荷功率因数，如表1所示。
表1：锦山地区各变电站负荷情况
其中，旺业甸变、牛营子变的负荷功率因数低于0.9，因此旺业甸变负荷、牛营子变负荷为不合规负荷。
对旺业甸变负荷、牛营子变负荷进行整改，采用无功就地补偿的方式，降低无功负荷值，将旺业甸变、牛营子变的负荷功率因数整改为0.9，整改后的旺业甸变、牛营子变的负荷功率值如下表所示：
表2：旺业甸变、牛营子变整改后负荷值
将旺业甸变、牛营子变整改后的负荷值录入PSASP,在PSASP仿真软件中，采用牛顿-拉夫逊法对该电网进行潮流计算，得到各条线路和各台变压器流入的功率，包括流入主变高压侧的有功功率Pti和无功功率Qti。并计算得到各主变高压侧功率因数以及各主变的无功损耗值ΔQti。
下表为各主变流入功率、高压侧功率因数、无功损耗计算结果。
表3：各主变计算结果表
其中，仅旺业甸变的高压侧功率因数低于0.85，且无功损耗大于流入有功功率的4％，为重损变压器。旺业甸变无功损耗为0.18Mvar，ΔQtmax＝0.18Mvar。
旺业甸变未配置无功补偿装置，因此需在旺业甸变新增电容器，容量为0.18Mvar。用于抵消主变无功损耗。
在PSASP仿真软件中，新增旺业甸变0.18Mvar电容器并投入，采用牛顿-拉夫逊法对该电网进行潮流计算，得到各条线路和各台变压器流入的功率，包括流入各条线路的有功功率 Pli和无功功率Qli。并计算得到各线路入口侧功率因数以及各线路的无功损耗值ΔQli。
下表为各线条流入功率、入口侧功率因数、无功损耗计算结果。
表4：各线路计算结果表
其中，仅旺业甸变至美林谷变变得旺美线入口侧功率因数低于0.85，且无功损耗大于流入有功功率的4％，为重损线路。旺美线无功损耗为0.13Mvar，ΔQlmax＝0.13Mvar。
美林谷变未配置无功补偿装置，因此需在美林谷变新增电容器，容量为0.13Mvar。用于抵消线路无功损耗。
经上述操作后，该锦山地区电网有功损耗由1.711MW降低至1.3MW，降低了24％。降损效果良好。
本申请的上述一种减小无功流动的配电网降损方法，种原理简单，便于操作，可以大幅提高配电网降损效率，并且采用常规降损装置及手段，经济性较好的配电网降损方法。本发明不仅能有效降低配电网损耗，同时还能改善无功功率分布，提高电压质量。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种减小无功流动的配电网降损方法，其特征是，包括：
确定待降损的配电网；
计算配电网内各负荷的功率因数；
判断是否存在功率因数不合规的负荷，若存在则进行整改，直至所有的负荷均合格；
计算配电网内各主变无功损耗及主变高压侧功率因数；
根据计算的配电网内各主变无功损耗及主变高压侧功率因数在重损主变的低压侧增加无功补偿，抵消主变的无功损耗；
计算配电网内各线路无功损耗及线路入口侧功率因数；
根据计算的配电网内各线路无功损耗及线路入口侧功率因数在重损线路的出口侧变电站增加无功补偿，抵消线路的无功损耗。
2.如权利要求1所述的一种减小无功流动的配电网降损方法，其特征是，针对所确定的待降损的配电网，需要在仿真软件中进行配电网建模。
3.如权利要求1所述的一种减小无功流动的配电网降损方法，其特征是，所述计算配电网内各负荷的功率因数，具体指：获取待降损的配电网内所有负荷的功率值，包括负荷的有功功率和无功功率，计算出该负荷的功率因数。
4.如权利要求1所述的一种减小无功流动的配电网降损方法，其特征是，所述不合规负荷是指功率因数低于0.9的负荷，对负荷进行整改是指对不合规负荷进行整改，减少其无功负荷，使负荷的功率因数不低于0.9。
5.如权利要求1所述的一种减小无功流动的配电网降损方法，其特征是，所述计算配电网内各主变无功损耗及主变高压侧功率因数，具体为：
对配电网进行潮流计算，计算得到各主变的无功损耗值即主变损耗的无功功率，以及流入主变高压侧的有功功率和无功功率，从而计算得到各主变高压侧功率因数。
6.如权利要求5所述的一种减小无功流动的配电网降损方法，其特征是，所述重损主变具体指：将所得各主变的无功损耗进行排序，无功损耗值较大且主变高压侧功率因数低于0.85的主变，将其无功损耗值记为Qmax。
7.如权利要求1所述的一种减小无功流动的配电网降损方法，其特征是，所述在重损主变的低压侧增加无功补偿，抵消主变的无功损耗：是指在重损主变的低压侧投入电容或其他容性无功补偿装置；
如果重损主变的低压侧已配置容性无功补偿，则投入该容性无功补偿；如果未配置容性无功补偿或现有补偿装置容量不足，则新增电容器；
投入的无功补偿的总量完全抵消该主变的无功损耗，即无功补偿的容量等于无功损耗值Qmax，实现抵消主变的无功损耗。
8.如权利要求1所述的一种减小无功流动的配电网降损方法，其特征是，计算配电网内各线路无功损耗及线路入口侧功率因数，是指利用仿真软件对电网进行潮流计算，计算得到各线路的无功损耗值即线路损耗的无功功率，以及流入线路的有功功率和无功功率，从而计算得到各线路入口侧功率因数。
9.如权利要求8所述的一种减小无功流动的配电网降损方法，其特征是，所述在重损线路的出口侧变电站增加无功补偿，其中，重损线路是指对所得各线路的无功损耗进行排序，无功损耗值较大且线路入口侧功率因数低于0.85的线路，将其无功损耗值记为Qlmax；
增加无功补偿，是指在重损线路的出口侧变电站投入电容或其他容性无功补偿装置，如果重损线路的出口侧变电站已配置容性无功补偿，则投入该容性无功补偿；如果未配置容性无功补偿或现有补偿装置容量不足，则新增电容器。
10.如权利要求9所述的一种减小无功流动的配电网降损方法，其特征是，抵消线路的无功损耗，是指新投入的无功补偿的总量完全抵消该线路的无功损耗，即新投入的无功补偿容量等于无功损耗值Qlmax。
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