CN111835003A - 多电源供电下中压配电网理论线损实时计算方法及系统 - Google Patents

多电源供电下中压配电网理论线损实时计算方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111835003A
CN111835003A CN202010646415.1A CN202010646415A CN111835003A CN 111835003 A CN111835003 A CN 111835003A CN 202010646415 A CN202010646415 A CN 202010646415A CN 111835003 A CN111835003 A CN 111835003A
Authority
CN
China
Prior art keywords
real
power
loss
line
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010646415.1A
Other languages
English (en)
Inventor
李琼林
刘书铭
王毅
代双寅
张博
唐钰政
郑晨
朱明丽
温佳静
谭甜源
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN202010646415.1A priority Critical patent/CN111835003A/zh
Publication of CN111835003A publication Critical patent/CN111835003A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/003—Load forecast, e.g. methods or systems for forecasting future load demand
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本申请涉及一种多电源供电下中压配电网理论线损实时计算方法及系统，包括：收集馈线静态资料；获取实时运行数据；采集配电变压器的典型代表日负荷曲线；递推计算配电变压器及对应的线路的损耗；估算配电变压器的实时运行功率，递推计算剩余配电变压器及对应线路的损耗，损耗累加，得到馈线总损耗。本发明极大地提高了多电源供电的中低压配电网理论线损计算的精度。

Description

多电源供电下中压配电网理论线损实时计算方法及系统
技术领域
本申请属于电力技术领域，尤其是涉及一种多电源供电下中压配电网理论线损实时计算方法及系统。
背景技术
线损是电能传输过程中产生的电能损耗，线损率是供电企业运行、管理的一项综合性指标，其大小反映了电力网运行的经济性以及管理水平。电力网线损理论计算属于电网计算技术之一，是一项对线损管理具有一定指导性的工作。
中压配电网一般指从变电站10kV母线到低压台区变压器低压侧母线，包括10kV馈线和10kV/380V的降压变压器，其损耗占全网总损耗的30％左右。目前，由于中压配电网结构的复杂性、参数多样性和资料不完善以及缺乏实时监控设备，准确计算其理论线损比较困难，一直是困扰当前众多学者的难题。当数据在线采集和通信资源缺乏时，只能采用简化方法来进行理论线损计算，这些方法往往都需要遵循一定的假设前提，使得其计算结果的精度和可信度均存在一定的问题。譬如，传统的理论线损计算，大多是基于代表日的量测数据来估算的。然而实际运行过程中，负荷运行状态不可避免地存在较大的随机性，它除了会随着经济发展阶段、气候、人们的作息时间表等呈现出一定规律性的周期变化之外，也会受天气、突发事故等短期影响因素而出现随机性的变化。尤其是在智能电网中引入大量随机性波动的分布式电源和电动汽车后，要选出合适的代表日来计算中压配电网的理论线损往往非常困难。而另一方面，随着信息技术的广泛应用和智能电网的大力建设，配电网中的电源、线路、负荷等可以进行直接量测的比例越来越高，越来越多的学者提出要充分利用这些在线量测数据来实时计算配电网的理论线损。很显然，仅仅借助代表日及月供电量等统计数据估算得到的传统理论线损精度和可信度都远不如基于实时监测数据计算得到的实时理论线损值。因而基于在线量测数据的配电网实时理论线损计算正逐步成为目前的研究热点。
目前我国配电网都是闭环设计开环运行，正常运行方式下10kV馈线之间除了在根节点处相连外，并没有其它电气联系，只当为了平衡负荷或提高用户供电可靠性等情况下才可能出现弱环网或双端供电现象，故中低压配电网的理论线损计算不必以全网为对象，而是以10kV馈线为基本单位，逐条按辐射型网络计算。
与传统配网的单电源辐射供电的结构不同，随着可再生能源及清洁能源的倡导，智能电网中分布式电源大量涌现，使得其中低压配电网的馈线除由变电站主变供电外还可能同时有多个分布式电源(或小水电)给其供电，形成多电源供电的配电线路。风电和光伏等分布式电源的发电功率带有一定的随机性，导致多电源供电线路的网供电量可能交替出现大于零、等于零或者倒送电量等复杂情况。现有的理论线损计算方法并不能很好地解决多电源供电的中低压配电网线损计算问题。
传统的中低压配电网理论线损计算一般采用等值电阻法，它存在较多简化假设条件，未能考虑负荷节点的负荷曲线形状变化和电源节点的出力曲线形状变化对线损的影响，使得线损计算结果有很大的误差；且对于具有分布式电源的配电网，只有当分布式电源在代表日24小时内单方向往配电网供电或单方向从配电网吸收电力时，才能结合潮流追踪法或等效容量法对代表日线损进行计算，一旦出现分布式电源某些时段反供电力给配电网在另外一些时段又从配电网吸收电力等复杂运行情况，就显得无能为力了；另外，当配电网中存在多个分布式电源时，应用等效容量法来计算其等效容量时会比较困难，需要联立方程求解。
针对含多个分布式电源的配电网的线损计算问题，有学者提出了改进的前推回代法，但是该方法不但计算量较大，且需要大量实时运行参数，而实际配电网中实时运行参数收集困难，使得该方法不易实现。
综上所述，现有技术中对于多电源供电下中压配电线路的理论线损计算问题，尚缺乏有效的解决方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中对于多电源供电下中压配电线路的理论线损计算问题，尚缺乏有效的解决方案的问题，提供一种多电源供电下中压配电网理论线损实时计算方法及系统。
本发明第一方面提供一种多电源供电下中压配电网理论线损实时计算方法，其特征在于，包括：
S1：收集馈线静态资料，并计算出馈线的每条分段线路的电阻；
S2：实时获取各电源的电压有效值以及所述电源供送给馈线的有功功率和无功功率；对安装实时远方采集装置的配电变压器，实时获取电压有效值、有功功率和无功功率；
S3：对没有安装实时远方采集装置的配电变压器，采集月供电量，并采集没有安装实时远方采集装置的配电变压器的典型代表日负荷曲线；
S4：对安装实时远方采集装置的配电变压器及其对应的线路，依据获取的实时运行数据以及计算得到的每条分段线路的电阻，递推计算安装实时远方采集装置的配电变压器及对应的线路的损耗；
S5：对没有安装实时远方采集装置的配电变压器，根据采集的所述月供电量和典型代表日负荷曲线，估算实时有功功率和无功功率，并按照S4的递推计算方法，计算未安装实时远方采集装置的配电变压器及对应线路的损耗；
S6：将步骤S4和步骤S5计算得到的损耗累加，得到馈线总损耗。
本发明第二方面提供一种多电源供电下中压配电网理论线损实时计算系统，其特征在于，包括：
资料收集模块，用于收集馈线静态资料，并计算出馈线的每条分段线路的电阻；
实时数据获取模块，用于实时获取各电源的电压有效值以及所述电源供送给馈线的有功功率和无功功率；对安装实时远方采集装置的配电变压器，实时获取电压有效值、有功功率和无功功率；
日负荷采集模块，用于对没有安装实时远方采集装置的配电变压器，采集月供电量，并采集没有安装实时远方采集装置的配电变压器的典型代表日负荷曲线；
第一损耗计算模块，用于对安装实时远方采集装置的配电变压器及其对应的线路，依据获取的实时运行数据，以及计算得到的每条分段线路的电阻，递推计算安装实时远方采集装置的配电变压器及对应的线路的损耗；
第二损耗计算模块，用于对没有安装实时远方采集装置的配电变压器，根据采集的所述月供电量和典型代表日负荷曲线，估算实时有功功率和无功功率，并所述第一损耗计算模块的递推计算方法，计算未安装实时远方采集装置的配电变压器及对应线路的损耗；
总损耗计算模块，用于将所述第一损耗计算模块和第二损耗计算模块计算得到的损耗累加，得到馈线总损耗。
本发明的有益效果是：本发明提出的方法能够充分利用实时数据采集系统的数据，极大地提高了多电源供电的中低压配电网理论线损计算的精度，通常估算误差在5％以内，远高于等效容量法等传统理论线损计算方法的精度。且该方法的精度能够随着实时数据采集系统的普及而进一步提高，精确逼近实际值。
本发明提出的方法适用范围广：递推计算过程完全不会受电源功率方向反复变化影响，即使电源功率降为零，也能继续进行计算。
本发明提出的方法求解步骤简单，在估计无实时运行数据的配电变压器实时功率时，无需联立方程求解，也无需反复迭代计算。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
图1是本发明实施例的方法流程图；
图2是本发明实施例中要估计其理论线损的某中低压配电网拓扑结构图；
图3是本发明实施例递推计算线路和配变损耗的示意图；
图4是本发明实施例线路/配变与电源/负载合并的示意图；
图5是本发明实施例同节点电源/负载合并的示意图；
图6是本发明实施例直接递推计算线路和配变损耗并不断合并电源/负载后得到的最终简化拓扑图，是配变实时功率估算时所依据的拓扑示意图。
图7是本发明实施例仿真算例中设置的电源2的输出功率曲线；
图8是本发明实施例仿真算例中设置的电源3的输出功率曲线；
图9是本发明实施例仿真算例中设置的负载3的吸收功率曲线；
图10是本发明实施例仿真算例中设置的负载1的吸收功率曲线；
图11是本发明实施例仿真算例中设置的负载2的吸收功率曲线；
图12是本发明实施例仿真算例中实测得到的电源1的输出功率曲线；
图13是本发明实施例仿真算例中可直接递推计算的线路/配变的总损耗的递推计算值和实测值比对分析结果图；
图14是本发明实施例仿真算例中需递推估计的线路/配变的总损耗的递推估计值和实测值比对分析结果图；
图15是本发明实施例仿真算例中馈线总损耗的递推计算值和实测值比对分析结果图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种多电源供电下中压配电网理论线损实时计算方法，如图1所示，包括：
S1：收集馈线静态资料：获取馈线网络拓扑结构、配电变压器铭牌参数、主干线及分支线路的长度及型号参数，并计算出馈线的每条分段线路的电阻。
S2：馈线运行数据采集：实时获取各电源的电压有效值以及所述电源供送给馈线的有功功率和无功功率；对安装实时远方采集装置的配电变压器，实时获取电压有效值、有功功率和无功功率；
本实施例以15分钟或1分钟等事件间隔实时获取各电源端(包括电网供电端及馈线上其它分布式电源或小水电等)的电压有效值、供送给馈线的有功功率和无功功率，对安装有实时远方采集装置的配电变压器，实时获取其电压有效值、有功功率和无功功率。
S3：配电变压器典型日负荷曲线收集：对没有安装实时远方采集装置的配电变压器，采集月供电量，并采集没有安装实时远方采集装置的配电变压器的典型代表日负荷曲线。
本实施例对无法获取实时功率的配电变压器，以每个月为间隔采集当月供电量，并根据负荷特性对这些变压器进行分类，采集每类变压器的典型代表日负荷曲线。
S4：对安装实时远方采集装置的配电变压器及其对应的线路，依据获取的实时运行数据以及计算得到的每条分段线路的电阻，递推计算安装实时远方采集装置的配电变压器及对应的线路的损耗。
S5：对没有安装实时远方采集装置的配电变压器，根据采集的所述月供电量和典型代表日负荷曲线，估算实时有功功率和无功功率，并按照S4的递推计算方法，计算未安装实时远方采集装置的配电变压器及对应线路的损耗；
S6：将步骤S4和步骤S5计算得到的损耗累加，得到馈线总损耗。
可选的是，本实施例S4中递推计算安装实时远方采集装置的配电变压器及对应的线路的损耗的方法为：
S41:首先，依据中压配电网中各电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压，计算与对应电源/负载直接相连的线路的损耗；依据中压配电网中各负载的实时有功功率、无功功率和线电压，计算与对应负载直接相连的配电变压器的损耗；
S42:然后，将完成损耗计算的线路和配电变压器与其直接相连的电源/负载合并，得到新的等效电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压；
S43:再次，分别将连接到同一节点的新的等效电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压进行合并，得到总的等效电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压；
S44:最后，重复上述S41～S43的递推计算过程，直到所有线路和配电变压器均完成损耗计算，或遇到没有实时运行数据的负载，使得递推计算无法进行为止。
以某中低压配电网为例，估计其理论线损，图2所示为该待估计低压配电网的拓扑结构图。
首先，依据电源/负载的实时运行数据(实时有功功率、无功功率和线电压)，计算与其直接相连的线路/配电变压器的损耗，本实施例中计算L1,7、L2,7、L3,8、T3的损耗；
然后，将这些已经计算完损耗的线路/配电变压器与其直接相连的电源/负载合并，得到新的等效电源/负载，即：分别将电源1和L1,7、电源2和L2,7、电源3和L3,8、负载3和T3合并得到电源1’、电源2’、电源3’、负载3’，如图3所示，从而确定新的等效电源/负载电源1’、电源2’、电源3’、负载3’的实时有功功率、无功功率和线电压。
再次地，将连接到同一节点的等效电源/负载合并为一个总的等效电源/负载，合并后的总等效电源/负载的功率为合并前的等效电源/负载的功率代数和，即：按流入节点的功率为正，流出节点的功率为负的关系累加同节点的等效电源/负载，即把附图3中电源1’和电源2’合并为附图4所示的总等效电源1+2，从而确定总的等效电源1+2的实时有功功率、无功功率和线电压；
最后，计算与总等效电源1+2直接相连的线路L7,12的损耗，并再次重复上述递推计算过程(如图5和图6)，直到计算完所有线路/配电变压器的损耗，或遇到缺乏实时运行数据的负载使得递推计算无法进行为止。
可选的是，本实施例S5估算实时运行功率的步骤包括：
S51:忽略没有计算的剩余线路和配电变压器的损耗，依据注入馈线网络的所有电源和负载的功率代数和为零，估算没有安装实时远方采集装置的配电变压器的总实时功率；
S52:依据配电变压器的月供电量和其典型代表日负荷曲线，估算出各配电变压器的功率分配系数；
S53:将各配电变压器的功率分配系数乘以其总的实时功率，得到其实时运行功率估算值。
本实施例进行实时功率估算时，①忽略没有计算的剩余线路和配电变压器的损耗，根据注入馈线网络的所有电源和负载的功率代数和为零，估算出缺乏实时运行数据的配电变压器总实时功率；②依据配电变压器的月供电量和其典型代表日负荷曲线，估算出各配电变压器的功率分配系数；③将各配电变压器的功率分配系数乘以其总的实时功率，得到其实时运行功率估算值。
可选的是，计算与对应电源/负载直接相连的线路的损耗的方法为：
Figure BDA0002573188700000071
计算与对应负载直接相连的配电变压器的损耗的方法为：
Figure BDA0002573188700000072
其中，
Figure BDA0002573188700000073
表示与电源/负载直接相连的线路Lij的损耗，RLij为线路Lij的电阻；P1、Q1、U1分别为与线路Lij直接相连的电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压；STm为配电变压器Tm的额定容量；PKm为配电变压器Tm的额定负载损耗；P0m为配电变压器Tm的空载损耗；UN为配电变压器Tm的额定电压；P2、Q2、U2分别为与配电变压器Tm直接相连的负载的实时有功功率、无功功率和线电压。
本实施例将与电源/负载直接相连的线路/配电变压器合并得到新的电源/负载的计算公式如下：
Ps′＝Ps-PLoss
Qs′≈Qs
Figure BDA0002573188700000081
式中：Ps、Qs、Us分别为合并前与线路/配电变压器直接相连的电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压；Ps’、Qs’、Us’分别为合并后新的电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压；PLoss为待合并线路/配电变压器的有功功率损耗；R为线路/配电变压器的等效电阻；k为配电变压器的变比。
本实施例将同一节点的电源/负载合并，得到总的等效电源/负载的计算公式如下：
Figure BDA0002573188700000082
Figure BDA0002573188700000083
Figure BDA0002573188700000084
式中：Pq、Qq、Uq为同节点的第q个待合并的电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压；N为该节点待合并的电源/负载总数；P∑、Q∑、U∑分别为合并后总等效电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压。
可选的是，S5中，配电变压器的实时功率的估算公式如下：
Figure BDA0002573188700000085
Figure BDA0002573188700000086
其中，Pht、Qht分别为配电变压器h估算出来的实时有功功率、无功功率；∑PΣ、∑QΣ分别为合并后总等效电源/负载的实时有功功率、无功功率的代数和；M为未安装实时远方采集装置的配电变压器的总数；Aht、Ant为未安装实时远方采集装置的配电变压器h、配电变压器n在第t时刻的负荷电量。
Aht的估算公式如下：
Aht＝Kht·Ah/Dh
式中：Ah为配电变压器h的月负荷电量；Dh为配电变压器的月运行天数；Aht为估算出来的配电变压器h在t时刻段内的负荷电量；Kht为配电变压器h的日实时电度分配系数，可由采集得到的配电变压器典型代表日负荷曲线按下述公式求取：
Figure BDA0002573188700000091
式中：
Figure BDA0002573188700000092
分别为配电变压器h在典型代表日第t1、t2时刻的负载率或电流有效值。
以附图2给出的某中低压配电网拓扑结构为例，构建以下仿真算例来验证本发明提出的理论线损递推计算方法的有效性。
在仿真实施例中，将附图2所示的馈线各段线路的阻抗设置成如表1所示：
表1线路阻抗表
Figure BDA0002573188700000093
各配变参数如表2所示：
表2配变参数表
Figure BDA0002573188700000094
Figure BDA0002573188700000101
电源2设置为光伏发电站，发电功率主要与太阳辐射、温度、天气等因素相关，输出功率的主要特性是：夜间不向电网输出电能，白天向电网输出功率，峰值集中在午间时刻，其具体输出功率曲线如附图7所示。
电源3设置为小型水利发电站，其发电功率的主要影响因素为水流流量。小型水力发电的输出功率曲线如附图8所示。
负荷的变化趋势主要分为两种。第一种为重工业型负荷，表现为凌晨到天亮的时间段负荷量较大，白天也具有负荷高峰。第二种是轻工业与城市用电负荷，表现为午后和凌晨之前的夜间时分具有较大的负荷。仿真中，将负载3设置为重工业负荷，并为该重要负荷安装了实时运行数据采集系统，其具体输出功率曲线见附图9。负载1与负载2设置为轻工业负荷，其具体输出功率曲线分别见附图10和附图11。
电源1为变电站的10kV母线，容量比较大，设置为平衡节点，其线电压固定为10kV额定值，在上述运行场景下，其输出功率曲线如附图12。可见，在本仿真算例中，馈线功率出现反送：在夜间负荷重其它电源输出功率小，电网给馈线供电；在白天负荷变轻，其它电源输出功率增大，馈线反过来给电网发电；在两次切换的时候，会出现短暂的0功率时段，此时馈线内部的功率自己达到平衡。用该算例来验证本发明专利所提出来的理论线损计算方法是合理的。
附图13给出了步骤S4完成之后，直接递推计算得到的线路/配变总损耗。从图中计算值与实测值的比对分析可知，能够直接递推计算的线路/配变损耗是非常准确的，几乎不存在误差。随着未来电网中实时运行数据采集系统的推广，能够直接递推计算的线路/配变占比将越来越大，因此本发明所提出的递推线损计算方法的精度将不断提高。当所有配变都具有实时运行数据采集系统时，本发明所提出的递推线损计算方法将可以无误差地实时计算出配网的理论线损。
附图14给出了步骤S5中估算出来的剩余线路/配变总损耗。这部分损耗的估算精度受制于配变典型代表日选取的合理性，典型代表日选取得越合理，估算的误差就会越小。不过，不管典型代表日选取得多好，因为在估算配变实时功率时忽略了剩余线路/配变的损耗，并忽略了线路上的压降，将剩余线路/配变的运行电压都取为额定值，因而计算结果不可避免地存在一定误差。当然，从图14可以看出，这部分估算误差很小，在工程近似计算的允许范围内。
附图15给出了最后将两部分损耗叠加估算出来的馈线总线损。同样是存在很小的估算误差，将估计值与实测值相比较后，可得本发明提出的递推线损计算方法的误差如表3所示。从表3可知，本发明提出的理论线损计算方法估计得到的线损最大相对误差不超过5％，估计精度远高于传统的理论线损计算方法的15％左右。
表3理论线损计算误差分析
Figure BDA0002573188700000111
本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
(1)本发明提出的方法能够充分利用实时数据采集系统的数据，极大提高了多电源供电的中低压配电网理论线损计算的精度，通常估算误差在5％以内，远高于等效容量法等传统理论线损计算方法的精度。且该方法的精度能够随着实时数据采集系统的普及而进一步提高，精确逼近实际值。
(2)本发明提出的方法适用范围广：递推计算过程完全不会受电源功率方向反复变化影响，即使电源功率降为零，也能继续进行计算。
(3)本发明提出的方法求解步骤简单，在估计无实时运行数据的配变实时功率时，无需联立方程求解，也无需反复迭代计算。
实施例2
本实施例提供一种多电源供电下中压配电网理论线损实时计算系统，包括：
资料收集模块，用于收集馈线静态资料，并计算出馈线的每条分段线路的电阻；
实时数据获取模块，用于实时获取各电源的电压有效值以及所述电源供送给馈线的有功功率和无功功率；对安装实时远方采集装置的配电变压器，实时获取电压有效值、有功功率和无功功率；
日负荷采集模块，用于对没有安装实时远方采集装置的配电变压器，采集月供电量，并采集没有安装实时远方采集装置的配电变压器的典型代表日负荷曲线；
第一损耗计算模块，用于对安装实时远方采集装置的配电变压器及其对应的线路，依据获取的实时运行数据，以及计算得到的每条分段线路的电阻，递推计算安装实时远方采集装置的配电变压器及对应的线路的损耗；
第二损耗计算模块，用于对没有安装实时远方采集装置的配电变压器，根据采集的所述月供电量和典型代表日负荷曲线，估算实时有功功率和无功功率，并所述第一损耗计算模块的递推计算方法，计算未安装实时远方采集装置的配电变压器及对应线路的损耗；
总损耗计算模块，用于将所述第一损耗计算模块和第二损耗计算模块计算得到的损耗累加，得到馈线总损耗。
可选的是，本实施例所述第一损耗计算模块包括：
损耗计算单元，用于依据中压配电网中各电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压，计算与对应电源/负载直接相连的线路的损耗；依据中压配电网中各负载的实时有功功率、无功功率和线电压，计算与对应负载直接相连的配电变压器的损耗；
第一合并单元，用于将完成损耗计算的线路和配电变压器与其直接相连的电源/负载合并，得到新的等效电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压；
第二合并单元，用于分别将连接到同一节点的新的等效电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压进行合并，得到总的等效电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压；
循环单元，用于重复所述损耗计算单元、第一合并单元和第二合并单元的递推计算过程，直到所有线路和配电变压器均完成损耗计算，或遇到没有实时运行数据的负载，使得递推计算无法进行为止。
可选的是，本实施例所述第二损耗计算模块还包括实施运行功率估算单元，用于：
忽略没有计算的剩余线路和配电变压器的损耗，依据注入馈线网络的所有电源和负载的功率代数和为零，估算没有安装实时远方采集装置的配电变压器的总实时功率；
依据配电变压器的月供电量和其典型代表日负荷曲线，估算出各配电变压器的功率分配系数；
将各配电变压器的功率分配系数乘以其总的实时功率，得到其实时运行功率估算值。
可选的是，本实施例所述损耗计算单元计算所述对应线路的损耗的方法为：
Figure BDA0002573188700000131
所述损耗计算单元计算所述对应配电变压器的损耗的方法为：
Figure BDA0002573188700000132
其中，RLij为线路Lij的电阻；P、Q、U分别为与线路Lij直接相连的电源或负载的实时有功功率、无功功率和线电压；STi为配电变压器Ti的额定容量；PKi为配电变压器Ti的额定负载损耗；P0i为配电变压器Ti的空载损耗；UN为配电变压器i的额定电压；P、Q、U分别为与配电变压器Ti直接相连的负载的实时有功功率、无功功率和线电压。
可选的是，本实施例配电变压器的实时功率的估算公式为：
Figure BDA0002573188700000141
Figure BDA0002573188700000142
其中，Pht、Qht分别为配电变压器h估算出来的实时有功功率、无功功率；∑PΣ、∑QΣ分别为合并后总等效电源/负载的实时有功功率、无功功率的代数和；M为未安装实时远方采集装置的配电变压器的总数；Aht、Ant为未安装实时远方采集装置的配电变压器h、配电变压器n在第t时刻的负荷电量。
本实施例的具体实现方式请参阅实施例1。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

Claims (10)

1.一种多电源供电下中压配电网理论线损实时计算方法，其特征在于，包括：
S1：收集馈线静态资料，并计算出馈线的每条分段线路的电阻；
S2：实时获取各电源的电压有效值以及所述电源供送给馈线的有功功率和无功功率；对安装实时远方采集装置的配电变压器，实时获取电压有效值、有功功率和无功功率；
S3：对没有安装实时远方采集装置的配电变压器，采集月供电量，并采集没有安装实时远方采集装置的配电变压器的典型代表日负荷曲线；
S4：对安装实时远方采集装置的配电变压器及其对应的线路，依据获取的实时运行数据，以及计算得到的每条分段线路的电阻，递推计算安装实时远方采集装置的配电变压器及对应的线路的损耗；
S5：对没有安装实时远方采集装置的配电变压器，根据采集的所述月供电量和典型代表日负荷曲线，估算实时有功功率和无功功率，并按照S4的递推计算方法，计算未安装实时远方采集装置的配电变压器及对应线路的损耗；
S6：将步骤S4和步骤S5计算得到的损耗累加，得到馈线总损耗。
2.根据权利要求1所述的多电源供电下中压配电网理论线损实时计算方法，其特征在于，S4中，递推计算安装实时远方采集装置的配电变压器及对应的线路的损耗的步骤包括：
首先，依据中压配电网中各电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压，计算与对应电源/负载直接相连的线路的损耗；依据中压配电网中各负载的实时有功功率、无功功率和线电压，计算与对应负载直接相连的配电变压器的损耗；
然后，将完成损耗计算的线路和配电变压器与其直接相连的电源/负载合并，得到新的等效电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压；
再次，分别将连接到同一节点的新的等效电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压进行合并，得到总的等效电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压；
最后，重复上述递推计算过程，直到所有线路和配电变压器均完成损耗计算，或遇到没有实时运行数据的负载，使得递推计算无法进行为止。
3.根据权利要求1所述的多电源供电下中压配电网理论线损实时计算方法，其特征在于，S5中，估算实时运行功率的步骤包括：
忽略没有计算的剩余线路和配电变压器的损耗，依据注入馈线网络的所有电源和负载的功率代数和为零，估算没有安装实时远方采集装置的配电变压器的总实时功率；
依据配电变压器的月供电量和其典型代表日负荷曲线，估算出各配电变压器的功率分配系数；
将各配电变压器的功率分配系数乘以其总的实时功率，得到其实时运行功率估算值。
4.根据权利要求2所述的多电源供电下中压配电网理论线损实时计算方法，其特征在于，计算所述对应线路的损耗的方法为：
Figure FDA0002573188690000021
计算所述对应配电变压器的损耗的方法为：
Figure FDA0002573188690000022
其中，
Figure FDA0002573188690000023
表示与电源/负载直接相连的线路Lij的损耗，RLij为线路Lij的电阻；P、Q、U分别为与线路Lij直接相连的电源或负载的实时有功功率、无功功率和线电压；STi为配电变压器Ti的额定容量；PKi为配电变压器Ti的额定负载损耗；P0i为配电变压器Ti的空载损耗；UN为配电变压器i的额定电压；P、Q、U分别为与配电变压器Ti直接相连的负载的实时有功功率、无功功率和线电压。
5.根据权利要求3所述的多电源供电下中压配电网理论线损实时计算方法，其特征在于，配电变压器的实时功率的估算公式如下：
Figure FDA0002573188690000024
Figure FDA0002573188690000025
其中，Pht、Qht分别为配电变压器h估算出来的实时有功功率、无功功率；∑PΣ、∑QΣ分别为合并后总等效电源/负载的实时有功功率、无功功率的代数和；M为未安装实时远方采集装置的配电变压器的总数；Aht、Ant为未安装实时远方采集装置的配电变压器h、配电变压器n在第t时刻的负荷电量。
6.一种多电源供电下中压配电网理论线损实时计算系统，其特征在于，包括：
资料收集模块，用于收集馈线静态资料，并计算出馈线的每条分段线路的电阻；
实时数据获取模块，用于实时获取各电源的电压有效值以及所述电源供送给馈线的有功功率和无功功率；对安装实时远方采集装置的配电变压器，实时获取电压有效值、有功功率和无功功率；
日负荷采集模块，用于对没有安装实时远方采集装置的配电变压器，采集月供电量，并采集没有安装实时远方采集装置的配电变压器的典型代表日负荷曲线；
第一损耗计算模块，用于对安装实时远方采集装置的配电变压器及其对应的线路，依据获取的实时运行数据，以及计算得到的每条分段线路的电阻，递推计算安装实时远方采集装置的配电变压器及对应的线路的损耗；
第二损耗计算模块，用于对没有安装实时远方采集装置的配电变压器，根据采集的所述月供电量和典型代表日负荷曲线，估算实时有功功率和无功功率，并所述第一损耗计算模块的递推计算方法，计算未安装实时远方采集装置的配电变压器及对应线路的损耗；
总损耗计算模块，用于将所述第一损耗计算模块和第二损耗计算模块计算得到的损耗累加，得到馈线总损耗。
7.根据权利要求6所述的多电源供电下中压配电网理论线损实时计算系统，其特征在于，所述第一损耗计算模块包括：
损耗计算单元，用于依据中压配电网中各电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压，计算与对应电源/负载直接相连的线路的损耗；依据中压配电网中各负载的实时有功功率、无功功率和线电压，计算与对应负载直接相连的配电变压器的损耗；
第一合并单元，用于将完成损耗计算的线路和配电变压器与其直接相连的电源/负载合并，得到新的等效电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压；
第二合并单元，用于分别将连接到同一节点的新的等效电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压进行合并，得到总的等效电源/负载的实时有功功率、无功功率和线电压；
循环单元，用于重复所述损耗计算单元、第一合并单元和第二合并单元的递推计算过程，直到所有线路和配电变压器均完成损耗计算，或遇到没有实时运行数据的负载，使得递推计算无法进行为止。
8.根据权利要求6所述的多电源供电下中压配电网理论线损实时计算系统，其特征在于，所述第二损耗计算模块还包括实施运行功率估算单元，用于：
忽略没有计算的剩余线路和配电变压器的损耗，依据注入馈线网络的所有电源和负载的功率代数和为零，估算没有安装实时远方采集装置的配电变压器的总实时功率；
依据配电变压器的月供电量和其典型代表日负荷曲线，估算出各配电变压器的功率分配系数；
将各配电变压器的功率分配系数乘以其总的实时功率，得到其实时运行功率估算值。
9.根据权利要求7所述的多电源供电下中压配电网理论线损实时计算系统，其特征在于，所述损耗计算单元计算所述对应线路的损耗的方法为：
Figure FDA0002573188690000041
所述损耗计算单元计算所述对应配电变压器的损耗的方法为：
Figure FDA0002573188690000042
其中，RLij为线路Lij的电阻；P、Q、U分别为与线路Lij直接相连的电源或负载的实时有功功率、无功功率和线电压；STi为配电变压器Ti的额定容量；PKi为配电变压器Ti的额定负载损耗；P0i为配电变压器Ti的空载损耗；UN为配电变压器i的额定电压；P、Q、U分别为与配电变压器Ti直接相连的负载的实时有功功率、无功功率和线电压。
10.根据权利要求8所述的多电源供电下中压配电网理论线损实时计算系统，其特征在于，配电变压器的实时功率的估算公式为：
Figure FDA0002573188690000043
Figure FDA0002573188690000044
其中，Pht、Qht分别为配电变压器h估算出来的实时有功功率、无功功率；∑PΣ、∑QΣ分别为合并后总等效电源/负载的实时有功功率、无功功率的代数和；M为未安装实时远方采集装置的配电变压器的总数；Aht、Ant为未安装实时远方采集装置的配电变压器h、配电变压器n在第t时刻的负荷电量。
CN202010646415.1A 2020-07-07 2020-07-07 多电源供电下中压配电网理论线损实时计算方法及系统 Pending CN111835003A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010646415.1A CN111835003A (zh) 2020-07-07 2020-07-07 多电源供电下中压配电网理论线损实时计算方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010646415.1A CN111835003A (zh) 2020-07-07 2020-07-07 多电源供电下中压配电网理论线损实时计算方法及系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111835003A true CN111835003A (zh) 2020-10-27

Family

ID=72900277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010646415.1A Pending CN111835003A (zh) 2020-07-07 2020-07-07 多电源供电下中压配电网理论线损实时计算方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111835003A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112379176A (zh) * 2020-11-18 2021-02-19 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种变压器损耗获取系统及方法
CN112462180A (zh) * 2020-11-18 2021-03-09 西安交通大学 一种换流变压器损耗测定方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103632235A (zh) * 2013-12-05 2014-03-12 国网上海市电力公司 基于改进前推回代算法的电网低压台区线损信息处理方法
CN103678876A (zh) * 2013-11-12 2014-03-26 国家电网公司 一种配电网线损在线计算方法
CN109217303A (zh) * 2018-10-15 2019-01-15 国网重庆市电力公司长寿供电分公司 基于配电变压器二次侧实抄电量的10kV配电台区理论线损计算方法
CN109560540A (zh) * 2018-11-05 2019-04-02 广西大学 基于线损负荷特性曲线的配电网理论线损计算方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103678876A (zh) * 2013-11-12 2014-03-26 国家电网公司 一种配电网线损在线计算方法
CN103632235A (zh) * 2013-12-05 2014-03-12 国网上海市电力公司 基于改进前推回代算法的电网低压台区线损信息处理方法
CN109217303A (zh) * 2018-10-15 2019-01-15 国网重庆市电力公司长寿供电分公司 基于配电变压器二次侧实抄电量的10kV配电台区理论线损计算方法
CN109560540A (zh) * 2018-11-05 2019-04-02 广西大学 基于线损负荷特性曲线的配电网理论线损计算方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
胡瑛俊: "多电源配电线路线损计算系统及关键应用研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅱ辑》 *
陈建荣 等: "《电工基础》", 31 January 2017, 吉林大学出版社 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112379176A (zh) * 2020-11-18 2021-02-19 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种变压器损耗获取系统及方法
CN112462180A (zh) * 2020-11-18 2021-03-09 西安交通大学 一种换流变压器损耗测定方法
CN112462180B (zh) * 2020-11-18 2021-08-27 西安交通大学 一种换流变压器损耗测定方法
CN112379176B (zh) * 2020-11-18 2023-09-22 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种变压器损耗获取系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107832905B (zh) 一种适应分布式发电和储能站发展的配电网规划方法
CN112350369B (zh) 光储充一体化电站能效评估方法
CN103986193B (zh) 一种最大风电并网容量获取的方法
CN105305488B (zh) 一种考虑新能源并网对输电网利用率影响的评价方法
CN111835003A (zh) 多电源供电下中压配电网理论线损实时计算方法及系统
CN114142461B (zh) 考虑电网形态演变和结构发展的新能源差异化配置方法
CN107359611B (zh) 考虑多种随机因素的配电网等值方法
Pruckner et al. A study on the impact of packet loss and latency on real-time demand response in smart grid
Ma et al. Coordination of generation and transmission planning for power system with large wind farms
CN117977704A (zh) 一种构建源网荷储一体化协同系统控制架构的方法及系统
CN112736899A (zh) 一种微电网规划方案评价指标计算方法以及装置
CN109492809B (zh) 一种基于节点电价的风电场价值评估方法
Han et al. Analysis of economic operation model for virtual power plants considering the uncertainties of renewable energy power generation
CN115549138A (zh) 一种多种互补外送系统中的储能容量优化配置方法及系统
CN113361805B (zh) 一种配电网规划方法及系统
CN106877385A (zh) 一种直流跟随风电功率波动的范围分析方法
CN114977318B (zh) 一种考虑相关性的随机-确定耦合电源调度方法及系统
Sha et al. New Energy Limit Consumption Capacity Evaluation based on Single station-partition-whole network
Chen et al. Research on real-time carbon emission factor prediction method for load nodes of power system based on gated recurrent cell network
CN114039350B (zh) 一种提升新能源场站群消纳能力的储能选点方法及系统
CN116050306B (zh) 考虑海上风电分频接入的工频电网可靠性评估方法和系统
Jadallah Multi-object model for the hybrid wind-solar power generation with energy storage and inverter access capacity configuration
CN110690719B (zh) 一种微电网电池储能配置方法及可读存储介质
Ma et al. Cooperative scheduling strategy of distributed energy storage system in regional grid with high proportion of renewable energy
Li et al. Research on Daily Output Curve of Distributed Power Sources Participating in Power Balance in Different Scenarios Based on Confidence Theory

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201027

RJ01 Rejection of invention patent application after publication