CN111293692A - 一种降低配电网线损的优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种降低配电网线损的优化方法，包括，展开配电网线路线损数据分析；加强计量管理；采用自动化线损管理规范基础资料的收集与整理；通过算法准确计算出配电网中可变损耗与固定损耗：利用计算出的结果配合配电技术改造电网中不合理的网络结构，通过采用管理降损与技术降损相结合的方式，对于通过管理手段降损之后，配电网线损未达标，可以通过技术手段降低高线损配电线路，两者相结合能够更加高效的完成配电网线损的优化。

Description

一种降低配电网线损的优化方法

技术领域

本发明涉及电网降损技术领域，特别是，涉及一种降低配电网线损的优化方法。

背景技术

目前，线损考核对电网公司来说是非常重要的一项指标，线损率是反映一个企业管理水平高低、运行分析能力强弱、经济效益好坏等的一项综合指标。供电企业为了降低线损，既要要建立完善的管理体系，明倍，提出确各部门职责，又要有先进的技术支撑，同时具备完善的降损措施，才能事半功降低线损的管理和技术措施，而现有的电网公司针对线损管理的方式只是单一从线损的理论计算所得结果，采取一定措施来降低线损。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的单一的线损管理缺陷，从而提供一种降低配电网线损的优化方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种降低配电网线损的优化方法，包括，

展开配电网线路线损数据分析；

加强计量管理；

采用自动化线损管理规范基础资料的收集与整理；

通过算法准确计算出配电网中可变损耗与固定损耗；

利用计算出的结果配合配电技术改造电网中不合理的网络结构。

作为本发明所述降低配电网线损的优化方法的一种优选方案，其中：所述加强计量管理具体包括：

展开计量设备的轮换，减少计量装置本身损失；

计量采取必要手段，将互感器压降调整在合理水平；

定期展开监抄以及对计量参数进行校核。

作为本发明所述降低配电网线损的优化方法的一种优选方案，其中：：所述采用自动化线损管理能够实现大客户和配变的在线监控和远程抄表，为线损的实时统计和分析提供数据。

作为本发明所述降低配电网线损的优化方法的一种优选方案，其中：所述配电网中的可变损耗功率的具体公式为：

式中：P为配电网运行有功功率；U为配电网运行电压；R_dz＝R_dl+R_db配电网线路与配电等值电阻之和；

配电网功率因素；

配电网的固定损耗功率的具体公式为：

ΔP₂＝(U/U_e)²∑ΔP₀

式中：U_e为额定运行电压；∑ΔP₀配变铁损之和，

配电网的线损率具体公式为：

ΔP％＝(ΔP₁+ΔP₂)/P×100％

由以上公式可知：通过改变电压、负荷、功率因数、配电网等值电阻等方式，来降低可变损耗与固定损耗，可以达到降损节能的目的。

作为本发明所述降低配电网线损的优化方法的一种优选方案，其中：由上述公式推导可知降损的具体措施可包括：改变运行电压；更换高损变压器；提高功率因数以及调整负荷曲线形状系数等。

作为本发明所述降低配电网线损的优化方法的一种优选方案，其中：当负荷、功率因数、配电线路和配电变压器保持不变时，改变运行电压，当运行电压提高后，配电网可变损耗降低，具体公式为：

ΔP＝ΔP₁-ΔP^·＝(S²/U²)R-S²R/[U²(1+a)²]

＝(S²/U²)R[1-1/(1+a)²]

可降低的可变损耗用百分数表示为：

式中：ΔP₁,ΔP^·为电压提高前、后的有功功率损耗；a为电压升高率。

作为本发明所述降低配电网线损的优化方法的一种优选方案，其中：所述更换高损变压器是由于变压器长时间工作，导致变压器效率降低，其中变压器效率是指变压器输出功率与输入功率之比，具体公式为：

式中：η为变压器效率；P₁为输入功率；P₂为输出功率；U₂为二次额定电压；I₂为二次额定电流；

负荷功率因数；ΔP₀变压器铁损；

一般地，单台变压器经济负载功率定义为：

式中：S_e为变压器额定容量；ΔP₀为变压器空载损耗；ΔP_k为变压器铜耗；

为变压器二次侧负荷功率因数。

作为本发明所述降低配电网线损的优化方法的一种优选方案，其中：所述配电技术改造包括选择合理的配电变压器和平衡配网线路中三相负荷，以及做好电网的无功补偿，其中所述平衡三相负荷主要采用人工不定期测量、调整负荷使其均匀等距分配在三相上，以及安装三相不平衡及无功补偿装置。

本发明的有益效果：

本发明提供一种降低配电网线损的优化方法，通过采用管理降损与技术降损相结合的方式，对于通过管理手段降损之后，配电网线损未达标，可以通过技术手段降低高线损配电线路，两者相结合能够更加高效的完成配电网线损的优化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明优化方法具体流程图；

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本实施例提供了一种降低配电网线损的优化方法，包括：

S1：展开配电网线路线损数据分析；

S2：加强计量管理；

S3：采用自动化线损管理规范基础资料的收集与整理；

S4：通过算法准确计算出配电网中可变损耗与固定损耗；

S5：利用计算出的结果配合配电技术改造电网中不合理的网络结构，

进一步地，上述步骤S2与步骤S3可统称为管理降损，步骤S4与步骤S5可统称为技术降损，步骤S1中展开配电网线路线损数据分析，针对每条配电线路高负线损情况，展开系统分析，判别损失电量大小，确定线路台区列表，分析所辖台区线损信息，对同杆架设线路进行重点分析，核对专变、公变信息对应情况。

进一步地，步骤S2中的计量管理中，特别要淘汰机械电子表，减少计量装置本身损失，广泛推广误差小、精准度高、启动电流小、可以通过电流实现远程抄表的电子智能表，提高计量精度。计量采取二次回路的要想办法减少二次压降，例如使用专用的互感器、专用的二次回路、缩短二次线的长度、增大二次线的截面等手段，将互感器压降调整在合理水平。所长定期开展台区监抄，台区管理混乱、计量更换不及时的纳入供电所的绩效考核，严格新报装电表的领用登记记录，防止不合格电表投入运行。定期对计量参数进行校核：

(1)计量装置校验率

校验率＝(实际检验的电能表数)/(到数到周期应校验的电能表数)×100％

计量装置检验率应达到100％

(2)计量装置校前合格率

校前合格率＝(校前合格电能表数)/(实际校验的电能表数)×100％

(3)计量装置轮换率

计量装置轮换率应达到100％

(4)计量装置现场校验率

现场校验率＝(实际现场校验数)/(按规定周期应校验数)×100％

现场现场校验率＝(实际现场校验合格数)/(实际现场校验数)×100％

计量装置现场校验必须达100％。I、II类计量装置的现场校验合格率大于等于98％；III类电能表的现场校验合格率应大于或等于95％。

(5)计量装置故障率

故障率＝(电能表故障次数)/(运行电能表总数)×100％

计量装置故障率保证在1％左右。

将抄表员的抄表管理及台区管理成效纳入绩效考核，除了将台区规范化管理纳入绩效考核还将此列入年度优秀员工评选条件之一，有效的减少抄表员抄表的随意性，杜绝人为发生估抄、漏抄、不按抄表例日抄表的现象，确保抄表数据的准确性，减少人为造成的管理线损。

实抄率和抄表正确率按如下公式进行考核：

实抄率＝(实际抄表数)/(应抄总户数)×100％

抄表正确率＝(抄表正确电量)/(抄表总电量)×100％

抄表正确电量＝抄表总电量-抄表错误电量

抄表错误电量＝错抄电量+错算电量+估抄电量

实抄用户数不包含估抄的户数，大用电户数的实抄率应达到100％，居民及小用电量用户抄表率要大于98％；抄表正确率要大于99％。

进一步地，步骤S3中采用自动化线损管理当中具体包括遥测系统、营销信息管理系统和计量自动化系统，通过三者结合使用，对运行过程中出现的问题及时分析上报，并不断地完善功能模块的可操作性、合法性和完整性。加强对抄收人员的考核力度，防止不正当用电行为的发生。加强营销稽查管理追究各种错计、漏计相关人员的责任。强化抄表考核管理，降低抄表错误率。制定管理线损考核制度，完善抄收工作的现代化管理，建全岗位责任制及奖惩办法，严格营业管理分级考核。

具体的，通过过电话网、GPRS等，实现大客户和配变的在线监控和远程抄表。为线损的实时统计和分析提供数据。分压、分线地进行输、变电线损统计；分线片、分台变区地记录配电线损的结果，并分别与其相应的理论线损值进行比较，掌握高线损的环节，明确整改方向，为使损耗达到最小，应充分利用调度自动化系统，确定各变电站主变的经济运行曲线，改善电压质量、提高线路和变压器的输送能力，平衡无功功率，提高用户的功率因数，降低线损。保证配变台区各路出线漏电保护器完好，合理安排检修，清除线路障碍，对线路绝缘子进行维护，减少漏电发生。

进一步地，步骤S4中可变损耗是指配电线路导线和变压器绕组中的电能损失，也称负载损失；固定损耗是指与运行电压有关的变压器损失和电容、电缆的绝缘介质损失，电能表电压线圈损耗，互感器铁芯损耗，也称空载损失。

其中配电网中的可变损耗功率的具体公式为：

式中：P为配电网运行有功功率；U为配电网运行电压；R_dz＝R_dl+R_db配电网线路与配电等值电阻之和；

配电网功率因素；

配电网的固定损耗功率的具体公式为：

ΔP₂＝(U/U_e)²∑ΔP₀ (2)

式中：U_e为额定运行电压；∑ΔP₀配变铁损之和，

配电网的线损率具体公式为：

ΔP％＝(ΔP₁+ΔP₂)/P×100％ (3)

由以上公式可知：通过改变电压、负荷、功率因数、配电网等值电阻等方式，来降低可变损耗与固定损耗，可以达到降损节能的目的，配电网的线损率越低，同样的负荷，配电网损失越少，配电网运行越经济。

具体的，下面分析各种常规技术降损措施：

1)更换小截面导线、缩短供电半径

在运行电压、负荷、功率因数、和配电变压器条件不变的情况下，采用大截面导线或缩短供电半径，均等值于减小配电网线路等值电阻，从而减小配电网的可变损耗(铜损)，由(3)式可知，配电网的线损率降低。

2)更换高损变压器

在运行电压、负荷、功率因数、和配电线路条件不变的情况下，采用低损变压器，等值于减小配电网变压器等值铜损和铁损，由(3)式可知，最终使得配电网的线损率降低。

3)改变运行电压

在负荷P、功率因数

配电线路和配电变压器条件不变的情况下，当与运行电压U提高后(电压升高率设为a)，配电网可变损耗降低：

ΔP＝ΔP₁-ΔP·＝(S²/U²)R-S²R/[U²(1+a)²]

＝(S²/U²)R[1-1/(1+a)²] (4)

可降低的可变损耗用百分数表示为：

式中：ΔP₁,ΔP^·为电压提高前、后的有功功率损耗；a为电压升高率。

由(5)式可知，当电网电压水平提高5％，可变损耗将降低9％。一般而言，可变损耗占配网总损耗的70％～75％，所以电网的总损耗将降低6.3％～6.75％；当配电网电压提高5％，不变损耗将增加10％，此时配网总损耗将增加2.5％～3％，合并计算，配网电压升高后配电网降损3.3％～4.25％。

4)提高功率因数

在运行电压、负荷、配电线路和配电变压器条件不变的情况下，如果提高功率因数，由(1)式、(3)式可知，配电网的可变损耗将减小，从而降低了配电网的线损率，容易得到提高功率因数可降低线损率的关系式为：

式中：

为原来的功率因数；

为提高后的功率因数。

5)调整负荷曲线形状系数

负荷曲线形状系数又叫K系数，它反映的是负荷在一个周期内变化情况,K系数的计算方法如下：

式中：I_jf为均方根电流；I_pj为平均电流；i_i为24点电流

由此可见，当配电网负荷的大幅度变化，意味着负荷曲线峰谷差大，则负荷曲线形状K系数也大。当负荷曲线平坦，则意味着K系数小。一般取值范围再1～1.4之间，理想负荷形状是水平直线，这时的K系数是1，在一个周期内负荷变化越大，K系数就越大。

由(1)式可知，K系数越大，配电网电能损失也越大，因此根据用户的用电规律，做好负荷调整，实行高峰时限电，有计划地安排午后，后夜填谷负荷，可以达到降低K系数，从而减小配电网电能损失的目的。

6)配电变压器经济运行

变压器效率是指变压器输出功率与输入功率之比，也就是输出功率与输出功率加上变压器总损失之和的比值:

式中：η为变压器效率，％；P₁为输入功率，kW；P₂为输出功率,kV；U₂为二次额定电压,kV；I₂为二次额定电流,kA；

负荷功率因数；ΔP_K为变压器铜损；ΔP₀变压器铁损,kW；

(9)式两端同时除以I₂,因为：

所以(9)式可以变为：

如果将

如果将视为常数，要使η取得最大值，上式分母应为最小，即：

应取最小，根据代数定理(当二数的积一定，则二数相等时，二数之和最小)，可知当

恒定，则有

或

也就是当配电变压器铁损和铜损相等时变压器效率最高。

一般地，单台变压器经济负载功率定义为：

式中：S_e为变压器额定容量；ΔP₀为变压器空载损耗；ΔP_k为变压器铜耗；

为变压器二次侧负荷功率因数。

考虑到实际配电变压器的空载损耗一般为铜耗的40％左右，即配电变压器经济负荷段是额定容量的40％—80％，因此在具体工作中应该注意调整配变所带负荷，使之尽可能在经济负荷段运行。

进一步地，步骤S5中配电技术改造包括选择合理的配电变压器和平衡配网线路中三相负荷，以及做好电网的无功补偿，其中平衡三相负荷主要采用人工不定期测量、调整负荷使其均匀等距分配在三相上，以及安装三相不平衡及无功补偿装置。

其中，无功补偿方式主要有配电变压器集中补偿方式和用户终端分散补偿两种方式：

配电变压器集中补偿方式：低压集中补偿是在配电变压器380V侧进行集中补偿，其主要目的是提高专用变压器用户的功率因素，实现就地平衡。这种方案虽然有助于保证用户的电能质量，但对电力系统并不可取，因为虽然线路的电压的波动主要由无功量的变化引起，但线路的电压水平是由系统线路的电压等级决定的，当线路电压基准偏高或偏低时，无功的投切量可能与实际需求相差甚远，出现无功过补偿或欠补偿。

用户终端分散补偿方式：用户终端分散补偿就是在用户负荷所在的位置就地补偿，这种方式能大大减少配电网损耗、改善电压质量、提高系统供电能力。缺点是由于低压无功补偿通常按配电变压所低压侧最大无功需求来确定安装容量，而各配电变压器负荷波动的不同时性造成了大量电容器在较轻载时的闲置，设备利用率不高。

具体地，选择合理的配电变压器方式当中合理配置配电变压器容量非常重要，配电网中存在大马拉小车和小马拉大车的现象，特别是在农村地区，这种现象非常严重，一般把用电负荷在30％以下的叫“大马拉小车”现象，浪费电力设备，功率因数低，设备运行效率极为不经济，“小马拉大车”使得电力设备长期运行在过负荷环境下，容易烧毁设备，变压器在空载时，电能损失也较大，要及时停运空载变压器，一般空载时无功损耗约为变压器额定容量的5％，这大大地降低了系统的功率因数，而有功损耗一般为0.5％左右。它是变压器铁芯硅钢板中涡流损耗和磁滞损耗，与负荷无关，是变压器的固定损耗，有功损耗和无功损耗比约为1:10，及时停运空载变压器也是降低配电网线损的措施之一。

减少配电变压器空载损失：为了方便调整变压器容量，通常采用有载变压器。为了减少配电变压器空载损耗，适当控制配电变压器并列运行的台数，对于季节性变压器，如供暖用专变等，采取季节性停运手段。

平衡变压器三相负荷一般要求配电变压器低压侧出口端三相负荷电流不平衡率小于10％，低压干线电流不平衡率小于20％。三相负荷不平衡在农村地区较为常见，尤其用电客户较少的配电变压器，往往很难达到三相负荷平衡的要求，通过采集系统，采集总表负荷，或现场实测，调整用户进户线，将对降低线损有非常大的作用。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种降低配电网线损的优化方法，其特征在于：包括，

展开配电网线路线损数据分析；

加强计量管理；

采用自动化线损管理规范基础资料的收集与整理；

通过算法准确计算出配电网中可变损耗与固定损耗；

利用计算出的结果配合配电技术改造电网中不合理的网络结构。

2.根据权利要求1所述降低配电网线损的优化方法,其特征在于：所述加强计量管理具体包括：

展开计量设备的轮换，减少计量装置本身损失；

计量采取必要手段，将互感器压降调整在合理水平；

定期展开监抄以及对计量参数进行校核。

3.根据权利要求1所述降低配电网线损的优化方法,其特征在于：所述采用自动化线损管理能够实现大客户和配变的在线监控和远程抄表，为线损的实时统计和分析提供数据。

4.根据权利要求1所述降低配电网线损的优化方法,其特征在于：所述配电网中的可变损耗功率的具体公式为：

式中：P为配电网运行有功功率；U为配电网运行电压；R_dz＝R_dl+R_db配电网线路与配电等值电阻之和；

配电网功率因素；

配电网的固定损耗功率的具体公式为：

ΔP₂＝(U/U_e)²∑ΔP₀

式中：U_e为额定运行电压；∑ΔP₀配变铁损之和，

配电网的线损率具体公式为：

ΔP％＝(ΔP₁+ΔP₂)/P×100％

由以上公式可知：通过改变电压、负荷、功率因数、配电网等值电阻等方式，来降低可变损耗与固定损耗，可以达到降损节能的目的。

5.根据权利要求4所述降低配电网线损的优化方法,其特征在于：由上述公式推导可知降损的具体措施可包括：改变运行电压；更换高损变压器；提高功率因数以及调整负荷曲线形状系数等。

6.根据权利要求5所述降低配电网线损的优化方法,其特征在于：当负荷、功率因数、配电线路和配电变压器保持不变时，改变运行电压，当运行电压提高后，配电网可变损耗降低，具体公式为：

ΔP＝ΔP₁-ΔP^·＝(S²/U²)R-S²R/[U²(1+a)²]

＝(S²/U²)R[1-1/(1+a)²]

可降低的可变损耗用百分数表示为：

式中：ΔP₁,ΔP^·为电压提高前、后的有功功率损耗；a为电压升高率。

7.根据权利要求5所述降低配电网线损的优化方法,其特征在于：所述更换高损变压器是由于变压器长时间工作，导致变压器效率降低，其中变压器效率是指变压器输出功率与输入功率之比，具体公式为：

式中：η为变压器效率；P₁为输入功率；P₂为输出功率；U₂为二次额定电压；I₂为二次额定电流；

负荷功率因数；ΔP₀变压器铁损；

一般地，单台变压器经济负载功率定义为：

式中：S_e为变压器额定容量；ΔP₀为变压器空载损耗；ΔP_k为变压器铜耗；

为变压器二次侧负荷功率因数。

8.根据权利要求1所述降低配电网线损的优化方法,其特征在于：所述配电技术改造包括选择合理的配电变压器和平衡配网线路中三相负荷，以及做好电网的无功补偿，其中所述平衡三相负荷主要采用人工不定期测量、调整负荷使其均匀等距分配在三相上，以及安装三相不平衡及无功补偿装置。

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