CN110910018A - 一种地区电网综合线损评价指标体系及评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地区电网综合线损评价指标体系，其包括电网结构类指标、线变损失类指标以及变压器运行类指标；所述电网结构类指标包括电量密度和电量结构；所述线变损失类指标包括线路损耗率、变压器损耗率以及线变损比；所述变压器运行类指标包括铜铁损比和容载比。本发明还涉地区电网综合线损评价的方法。本发明的判定误差小，直观迅速，同时可以进行细部判定，提出合理的改善措施。

Description

一种地区电网综合线损评价指标体系及评价方法

技术领域

本发明属于电力网线损评价技术领域，具体涉及一种地区电网综合线损评价指标体系及评价方法。

背景技术

在电网的运行过程中，用户消耗的电量小于电网输送的电量，是由于线路中存在着电阻。电力在输送过程中有着一部分电能转化为了热能或者其他形式的能量，这就是所谓的电路损耗。这部分电路损耗称之为正常线损，可以通过模拟计算得出一个预测值，并且能够通过优化设计和电网升级等方法将其控制在一个合理的范围之内。

线损是衡量电网运行的重要经济性指标，在电网损耗中线损主要集中于线路损耗和变压器损耗两部分，线损率是电力企业在输电过程中，线路损失的电量占总供电量的百分比，其计算公式为：线损率=（损失电量/供电量）×100%。线损率是电网运行经济性的重要指标。降低线损率是电力企业提高经济效益的重要途径。

电网的损耗主要集中在线路损耗和变压器损耗两方面,其中线路损耗占主要部分。变压器损耗分为铁损和铜损，铁损和变压器型号和容量有关系，但和用电量无关，被称为不变损耗。铜损和电流用关，电流越大，损耗越大，称为可变损耗。当铁损等于铜损时，变压器效率最高。实际在工作中，应用线损率单一指标，并不能衡量设备运行状况的优劣，也不能分析影响损耗大小的原因，因为各地区的电网负载、输出、区域内耗电情况不尽相同，应该提出一个综合性的评价体系，用于完善的分析评价产生损耗的原因，为降低损耗、提出改进措施提供指导。

发明内容

本发明的目的是提供一种合理、完善的衡量电网损耗的评价指标体系及评价方法。

本发明采用如下技术方案：

一种地区电网综合线损评价指标体系，其包括电网结构类指标、线变损失类指标以及变压器运行类指标；所述电网结构类指标包括电量密度和电量结构；所述线变损失类指标包括线路损耗率、变压器损耗率以及线变损比；所述变压器运行类指标包括铜铁损比和容载比。

一种根据上述地区电网综合线损评价指标体系进行地区电网综合线损评价的方法，其包括如下步骤：

（1）根据地区原始数据，计算出电量密度、电量结构、线路损耗率、变压器损耗率、线变损比、铜铁损比和容载比；

（2）对比分析各指标数据，包括由电量密度、电量结构指标判断电网结构规划是否合理，由线路损耗率、变压器损耗率、线变损比明确降损方向重点放在线路还是变压器，由铜铁损比和容载比判断变压器运行的经济情况。

（3）得出地区电网综合线损评价的结论，电量密度越高、电量结构越低，则电网结构越合理，对该地区属于降损因素；线路损耗率越低，变压器损耗率越高，线变损比指标值越小，对地区线损降低越有利；铜铁损比在1左右，容载比取值合理，则变压器经济运行，对地区线损降低越有利。

其中，所述地区原始数据包括：面积、供电量、线路损耗电量、变压器损耗电量、最大负荷以及变压器容量；所述供电量包括全地区供电量以及各电压等级供电量；变压器损耗包括变压器铜损电量和变压器铁损电量。

其中，所述电量密度为区域供电量与供电面积之比。

其中，所述电量结构为各电压等级分压供电量占比之和。

其中，线路损耗率为地区线路损耗电量占地区总供电量的百分比。

其中，变压器损耗率为地区变压器损耗电量占地区总供电量的百分比。

其中，线变损比为线路损耗电量与变压器损耗电量之比。

其中，铜铁损比为变压器铜损电量与变压器铁损电量之比。

其中，容载比为变压器容量与最大负荷之比。

本发明的有益效果在于：和现有技术采用单一指标对电网损耗情况进行判定，判定误差大，只能进行宏观判定，无法提出合理的改善措施的方法相比，本发明采用一种对电网运行情况进行评价的新方式。电量密度及电量结构两个指标及其他5个指标共7个指标的综合对比来判定某一地区电网的实际运行情况，使判定体系更加完善。通过单组数据或者多组数据的比对，直接得到电网的运行情况，更加直观也更加迅速。

附图说明

图1为地区电网综合线损指标体系。

图2为实施例3中电网结构类线损指标值。

图3为实施例3中线变损失类线损指标值。

图4为实施例3中变压器运行类线损指标值。

具体实施方式

本发明提供实施例是为了详尽的且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

实施例1

如图1所示，一种地区电网综合线损评价指标体系，其包括电网结构类指标、线变损失类指标以及变压器运行类指标；所述电网结构类指标包括电量密度和电量结构；所述线变损失类指标包括线路损耗率、变压器损耗率以及线变损比；所述变压器运行类指标包括铜铁损比和容载比。

电量密度

根据得到的电量密度数值来判断电网整体的电力线路分布的疏密情况；电量密度重点考查本区域供应电量与供电面积的比值情况，因此对该指标定义如下：

电量密度=供电量/地区区域面积

电网结构是影响技术损耗的重要因素，电量密度与电网结构关系密切，电量密度大，输电距离相对较小，宜采用高电压等级大容量变压器，可以降低线路及变压器损耗。

电量结构

根据得到的电量结构数值来判断电网整体输出电量所经过的电压等级情况。

定义电量结构指数：各电压等级分压供电量占比之和。电量结构指数越高说明输出电量所经过的电压等级越多，即高电压等级输出电量少、电量结构差，属于增损因素。

电量结构=∑（某电压等级供电量/代表日供电量）

电量结构是影响综合线损率的另一个非常重要的因素。如果低电压等级电网并网机组容量大，上网电量多，可以实现发电、用电在较低电压等级就地平衡，减少高电压等级的网损；如果趸售电量占比大或高电压用户用电量占比大，可以实现在较高电压等级供售平衡，减少低电压等级的损耗。最优化的电量结构，是各电压等级的上网电量与本级的用电量相互平衡，各电压等级间过网电量最小。

线路损耗率

根据得到的线路损耗率来判断某一地区整体的线路损耗状况。线路损耗率是地区线路损耗电量占地区总供电量的百分比。相对于地区线损率，线路损耗率剔除了变损的影响，与供电密度相关性更大。

线路损耗率=线路总损耗电量/供电量×100%。

变压器损耗率

根据得到的变压器损耗率来判断某一地区整体的变压器损耗状况；变电压器损耗率是地区变压器损耗电量占地区总供电量的百分比。相对于线路损耗率，变压器损耗率也是元件损耗率的重要组成部分，变压器损耗与线路损耗共同组成分压损失的主要部分。

变压器损耗率=变压器总损耗电量/该电压等级供电量×100%。

线变损比

根据得到的线变损比判断某一地区线路损耗和变压器损耗的占比情况；线变损比，主要对比地区线路损耗和变压器损耗的占比情况，辅助选择该地区的降损方向。

线变损比=线路损耗电量/变压器损耗电量

线路损失是地区降损的重点，变压器损失占比幅度也很大，但比线路损失波动幅度小，因此，线变损比指标值越小，对地区线损降低越有利。

铜铁损比

根据得到的铜铁损比判断某一地区变压器运行的经济情况；

铜铁损比是分析变压器损耗构成的指标，间接反映变压器运行状态（空载、轻载、经济运行、重载等），一般情况下，变压器铜铁损比在1左右运行比较经济，变压器铜铁损比越大反映变压器负载越大，反之则说明变压器负载低。

变压器铜铁损比=变压器铜损电量/变压器铁损电量。

容载比

根据得到的容载比判断某一地区规划合理情况。

容载比=变压器总容量/最大负荷

容载比就是变电设备总容量与供电区最大负荷（网供负荷）之比，它表明该地区、该站或该变压器的安装容量与最高实际运行容量的关系，反映容量备用情况。当容载比取值增加时，在相同负荷水平下，变压器总容量将增加，使电网建设投资增加，也会使电网运行成本增加，从而使电费增加，或使电网企业经济效益降低。因而容载比不宜取值过大。相反，若容载比取值减小，可能使电网的适应性变差，使调度不够灵活，甚至发生卡脖子现象。因而，容载比取值也不宜过小。

实施例2

利用实施例1中的地区电网综合线损评价指标体系进行地区电网综合线损评价的方法，其包括如下步骤：

（1）根据地区原始数据参数，计算出电量密度、电量结构、线路损耗率、变压器损耗率、线变损比、铜铁损比和容载比。

所述地区原始数据包括：面积、供电量、线路损耗电量、变压器损耗电量、最大负荷以及变压器容量；所述供电量包括全地区供电量以及各电压等级供电量；所述变压器损耗包括变压器铜损电量和变压器铁损电量。

（2）对比分析个指标数据。

电量密度重点考查本区域供应电量与供电面积的比值情况，电网结构是影响技术损耗的重要因素，电量密度与电网结构关系密切，电量密度大，输电距离相对较小，宜采用高电压等级大容量变压器，可以降低线路及变压器损耗。通过对电量密度的比对能够得到某地区内电网建设的实际情况，当地区面积、人口密度相似的情况下，高电量密度必然意味着电网的投入偏大，电网过密，电网的利用率偏低。线损率也会上升，这就提示该区域内的电网建设超出了正常的建设速度或者电网进行了超速发展，需要适当放慢电网的搭建速度，等待人口密度、经济发展速度的配套上升。

电量结构是影响综合线损率的另一个非常重要的因素。如果低电压等级电网并网机组容量大，上网电量多，可以实现发电、用电在较低电压等级就地平衡，减少高电压等级的网损；如果趸售电量占比大或高电压用户用电量占比大，可以实现在较高电压等级供售平衡，减少低电压等级的损耗。最优化的电量结构，是各电压等级的上网电量与本级的用电量相互平衡，各电压等级间过网电量最小。

线路损耗率是地区线路损耗电量占地区总供电量的百分比。相对于地区线损率，线路损耗率剔除了变损的影响，与供电密度相关性更大。线路损失率反应了线路损耗在总发电量中的占比，能够直接反映出电网中线路运行的健康状况。当线路损失率过高时，意味着线路老化严重，需要针对线路进行维修、维护与升级。

变压器损耗率是地区变压器损耗电量占地区总供电量的百分比。相对于线路损耗率，变压器损耗率也是元件损耗率的重要组成部分，变压器损耗与线路损耗共同组成分压损失的主要部分。

线路损失是地区降损的重点，变压器损失占比幅度也很大，但比线路损失波动幅度小，因此，线变损比指标值越小，对地区线损降低越有利。线路损耗占比是反映线路损耗在总损耗中的比重情况，通过这个指标能够得到是线路损耗大还是变压器损耗大，进而确定需要维修或者升级的目标，给维修维护工作提供参考。

铜铁损比是分析变压器损耗构成的指标，间接反映变压器运行状态（空载、轻载、经济运行、重载等），一般情况下，变压器铜铁损比在1左右运行比较经济，变压器铜铁损比越大反映变压器负载越大，反之则说明变压器负载低。

容载比就是变电设备总容量与供电区最大负荷（网供负荷）之比，它表明该地区、该站或该变压器的安装容量与最高实际运行容量的关系，反映容量备用情况。当容载比取值增加时，在相同负荷水平下，变压器总容量将增加，使电网建设投资增加，也会使电网运行成本增加，从而使电费增加，或使电网企业经济效益降低。因而容载比不宜取值过大。相反，若容载比取值减小，可能使电网的适应性变差，使调度不够灵活，甚至发生卡脖子现象。因而，容载比取值也不宜过小。线载比直接反应了线路的工作效率，线载比过高说明线路建设速度严重滞后，无法满足用电需求；线载比过低则说明线路建设已经超出用电需求，需要适当停止电网的建设速度，等待电力需求的进一步提高。

通过判定能够得到电网更加实际的运行情况，比如电网密度和容载比是相互影响的，当容载比保持不变而电网密度上升时，说明电网运行稳定，电网的建设速度刚好满足用电需要的速度。

线路损失率、变压器损失率和线变损比是相互影响的，比如线路损失率上升速度快时，说明线路的运行不经济，需要改变运行方式，优化潮流分布；线路损耗占比下降时，说明变压器运行不经济，此时需要更新老旧变压器。

（3）得出地区电网综合线损评价的结论。

实施例3

以具体地区为例，对实施例2的评价过程进行详细的说明。

步骤1：选择6个地区，给出6个地区各地区原始数据参数，如表1，根据提供的原始数据计算出各指标值。

表1 各地区原始数据

。

按各指标定义计算出各地区线损评价指标参数，参见表2。

表2 各地区线损指标结果

。

从表2可以看出，地区A电量密度6.74，电量结构2.26，线路损耗率0.75，变压器损耗率0.45，线变损比1.70，铜铁损比0.49，容载比3.65。

地区B电量密度3.60，电量结构2.37，线路损耗率0.98，变压器损耗率0.54，线变损比1.80，铜铁损比0.46，容载比3.44。

地区C电量密度4.57，电量结构2.16，线路损耗率0.64 ，变压器损耗率0.47，线变损比1.40，铜铁损比0.40，容载比3.47。

地区D电量密度6.83，电量结构2.28，线路损耗率0.63，变压器损耗率0.57，线变损比1.10，铜铁损比0.52，容载比3.73。

地区E电量密度5.44，电量结构2.16，线路损耗率0.97，变压器损耗率0.45，线变损比2.10，铜铁损比0.45，容载比3.30。

地区F电量密度3.79，电量结构2.20，线路损耗率0.55，变压器损耗率0.56，线变损比1.00，铜铁损比0.33，容载比4.05。

制作折线图观察6各地区各指标趋势，分为三类：电网结构类如图2所示，线变损失类如图3所示，变压器运行类如图4所示。

步骤二：对比分析各指标数据。

根据表2得到的各指标值，地区B电量密度指数最小，电量结构指数最大，两项都是增损因素，因此造成了地区电网损耗率最大。

地区c电量结构指数最小，电量结构最优，各电压等级的上网电量与本级的用电量相互平衡，各电压等级间过网电量最小，是造成c地区电网损耗率最小的重要原因。

地区f线变损比接近1，说明线路损耗及变压器损耗相近，其他地区线变损比均大于1，说明电网中的损耗集中在线路上，电网线路建设滞后，应规划新建线路。

各地容载比均大于3，说明各地变压器建设颇具规模，不用额外再建设变压器。

各地铜铁损比均不大于0.5，小于经济运行点1，说明负荷不大，变压器偏轻载，运行不经济。

步骤三：得出结论。通过对比分析六个地区的各个指标，可对各地区电网降损做如下建议：

地区A线损率较低，但变压器损失率一般，但线路损失率偏高，容载比合理，建议建议适当放缓线路建设，着重于电源建设和运行方式的优化。

地区B线损率高,线路损失率高,电量密度低及电量结构指数高。建议进行电网建设时重点考虑新建线路，优化电网结构。

地区C线损率低，线路损失率高于变压器损失率，电量结构指数低电量密度指数始终，说明地区电网建设较优，电网的建设已经满足当地经济的发展。铜铁损比低，变压器运行不经济，发展电网时应注重负荷的提升。

地区D电量密度最高，线损率较低，但线路损失率偏高，电量密度最高，建议适当放缓线路建设，着重于电源建设和运行方式的优化。

地区E电量密度高，电量结构指数低，线路损失占比和线路损失率高，由于线路负荷大导致线损率高，在进行电网建设重点考虑新建线路的同时，也应优化运行方式。

地区F线损率低，线路损失率与变压器损失率基本持平，电量密度及电量结构指数低，说明地区人口经济规模偏低，电网的建设已经满足当地经济的发展。容载比最高，说明电网负荷较低，发展电网时应注重负荷的提升。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地区电网综合线损评价指标体系，其特征在于，其包括电网结构类指标、线变损失类指标以及变压器运行类指标；所述电网结构类指标包括电量密度和电量结构；所述线变损失类指标包括线路损耗率、变压器损耗率以及线变损比；所述变压器运行类指标包括铜铁损比和容载比。

2.一种根据权利要求1所述的地区电网综合线损评价指标体系进行地区电网综合线损评价的方法，其特征在于，其包括如下步骤：

（1）根据地区原始数据计算出电量密度、电量结构、线路损耗率、变压器损耗率、线变损比、铜铁损比和容载比；

（2）对比分析各指标数据，由电量密度、电量结构指标判断电网结构规划是否合理，由线路损耗率、变压器损耗率、线变损比明确降损方向重点放在线路还是变压器，由铜铁损比和容载比判断变压器运行的经济情况；

（3）得出地区电网综合线损评价的结论，电量密度越高、电量结构越低，则电网结构越合理，对该地区属于降损因素；线路损耗率越低，变压器损耗率越高，线变损比指标值越小，对地区线损降低越有利；铜铁损比在1左右，容载比取值合理，则变压器经济运行，对地区线损降低越有利。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述地区原始数据包括：面积、供电量、线路损耗电量、变压器损耗电量、最大负荷以及变压器容量；所述供电量包括全地区供电量以及各电压等级供电量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电量密度为区域供电量与供电面积之比。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电量结构为各电压等级分压供电量占比之和。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，线路损耗率为地区线路损耗电量占地区总供电量的百分比。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，变压器损耗率为地区变压器损耗电量占地区总供电量的百分比。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，线变损比为线路损耗电量与变压器损耗电量之比。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，铜铁损比变压器铜损电量与变压器铁损电量之比。

10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，容载比为变压器容量与最大负荷之比。

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