CN112491061A - 一种季节性负荷下配电台区线损控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种季节性负荷下配电台区线损控制方法包括步骤：(1)用电负荷特性分组：将台区内的单相供电用户根据用电负荷性质划分为商业用电负荷和居民用电负荷，(2)三相分组：将台区内居民季度用电总负荷除以三得平均值，根据平均值将台区内居民用电负荷分为三组，每组的季度用电总负荷和平均值之间的差值在10％以内；然后将三组居民用电负荷分别划分至A相供电、B相供电、C相供电。其能够有效的降低季节性负荷突出情况下的线损。

Description

一种季节性负荷下配电台区线损控制方法
技术领域
本发明涉及一种季节性负荷下配电台区线损控制方法。
背景技术
线损率的高低能有效地反映电网架构或企业管理的问题所在，在国家电网有限公司要求深度治理线损的大背景下，如何省时又高效地治理好低压台区线损成为了各地市公司营销部门的首要目标，尤其是农网改造实施后，各地市公司对低压线损越来越重视，也通过研究各种方法来降低低压线损[1]— [3]。根据相关文献报道，低压电网三相负荷不平衡时，线损率最高可达平衡时线损率的6-9倍，增加低压网络电能损耗。同时导致配变重载相满载时，轻载相尚有富余，配变最大出力下降。
目前线损管理系统无法在线识别相位，无法精细化到A、B、C三相的各相线损计算同期管理，同时没有基于智能化图模布局的可视化手段及时对照台区低压线路和表计相位示意图查看负荷分布等数据进行分析，因此在台区低压线损优化治理及管理中操作性、实用性不强。
线路末段电压偏低，无功补偿不足矛盾突出，在季节性用电负荷突出情况下，台区JP柜原有无功补偿设备存在控制器损坏、控制回路失电、复合开关故障、电容器损坏等情况，需进行无功补偿治理。
季节性负荷结束后，变压器整体利用率偏低。茶季期间用电负荷很大，所有变压器投入使用，茶季结束后台区负载急剧下降，变压器负载率很低，铁损依然存在。
发明内容
本发明的目的是提供能够有效降低线损的季节性负荷下配电台区线损控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种季节性负荷下配电台区线损控制方法，包括如下步骤：
(1)用电负荷特性分组：将台区内的单相供电用户根据用电负荷性质划分为商业用电负荷和居民用电负荷，
(2)三相分组：将台区内居民季度用电总负荷除以三得平均值，根据平均值将台区内居民用电负荷分为三组，每组的季度用电总负荷和平均值之间的差值在10％以内；然后将三组居民用电负荷分别划分至A相供电、B相供电、 C相供电；
将台区内商业季度用电总负荷除以三得平均值，根据平均值将台区内居民商业用电负荷分为三组，每组的季度用电总负荷和平均值之间的差值在10％以内；然后将三组商业用电负荷分别划分至A相供电、B相供电、C相供电； (对单项用户来说，当供电负荷集中在三相中的一相，另外两相无负荷时，线路损耗最大，当供电负荷均匀分布在三相时，线路损耗最小)
(3)、针对负荷季节性变化，在台区配电变压器出口加装联络开关，将台区内各独立运行的配电变压器互联；根据负荷变化，保留1台或多台配电变压器运行，停用其他配电变压器；(降低因为配电变压器的空载而造成铁损)
(4)、台区无功补偿：在台区JP柜内装配“31档”即1：2：4：8：8： 8的无功补偿装置，可投切的无功总容量不低于配变额定容量的30％，三相每相各配置两个无功补偿装置(一个备用)；无功自动补偿装置按6组分相容量比为1：2：4：8：8：8配置，可实现31档、3％左右无功负荷变化的精准补偿；
(5)、用户无功就地平衡：对台区内感性负荷达到1千瓦及以上的用户，安装全分相自动调节无功就地补偿装置，无功补偿和感性负荷同步启停，以保证无功的就地平衡；其安装在制茶设备控制开关下端，与制茶负载同步投运或退出，功率因数达到0.85；同时，在用户内部安装三相加热电阻丝；
(6)、10千伏无功补偿:在变电站各支线末端，加装10kV柱上式高压线路无功自动补偿装置。
本发明的有益效果：1、按照季度，将台区内的单相用电负荷中的商业用电负荷和居民用电负荷分组并根据季度用电总量接近均匀的分配至A、B、C 三相进行单相供电，此分组方式尽可能将供电负荷均匀分布在三相，提高了三相供电的平衡度，降低了线路损耗；
2、在台区配电变压器出口加装联络开关，可以在季节性负荷大幅度降低时，可以在满足负荷需求的前提，通过减少用于供电的配电变压器的台数，有效降低了配电变压器的空载损耗，从而降低了线损；
3、台区无功补偿，针对台区内因为如茶季时制茶设备使用，而造成的台区缺少无功功率，造成配电变压器供电出口端电压值低于正常供电电压值，造成无功传输增加，从而增加了线路损耗；台区配电变压器增加无功补偿装置可以提供台区配电变压器出口的电压，使其恢复至平均供电电压值；
4、针对台区内因为如茶季时制茶设备使用，而造成的台区缺少无功功率，进而引起的用户端电压值低于正常供电电压值，造成无功传输增加，从而增加了线路损耗；用户端增加无功补偿装置可以提供用户端的供电电压，使其恢复至平均供电电压值，以正常供电；
5、针对台区内因为如茶季时制茶设备使用，而造成的变电站出线传输无功功率增加，从而增加了线路损耗；加装10kV柱上式高压线路无功自动补偿装置，减少了变电站出线传输无功功率，降低了线路损耗。
以下将通过实施例，对本发明进行较为详细的说明。
具体实施方式
实施例，一种季节性负荷下配电台区线损控制方法，包括如下步骤：
(1)用电负荷特性分组：将台区内的单相供电用户根据用电负荷性质划分为商业用电负荷和居民用电负荷，
(2)三相分组：将台区内居民季度用电总负荷除以三得平均值，根据平均值将台区内居民用电负荷分为三组，每组的季度用电总负荷和平均值之间的差值在10％以内；然后将三组居民用电负荷分别划分至A相供电、B相供电、 C相供电；
将台区内商业季度用电总负荷除以三得平均值，根据平均值将台区内居民商业用电负荷分为三组，每组的季度用电总负荷和平均值之间的差值在10％以内；然后将三组商业用电负荷分别划分至A相供电、B相供电、C相供电；对单项用户来说，当供电负荷集中在三相中的一相，另外两相无负荷时，线路损耗最大，当供电负荷均匀分布在三相时，线路损耗最小。
(3)、针对负荷季节性变化，在台区配电变压器出口加装联络开关，将台区内各独立运行的配电变压器互联；根据负荷变化，保留1台或多台配电变压器运行，停用其他配电变压器；(降低因为配电变压器的空载而造成铁损)
(4)、台区无功补偿：在台区JP柜内装配“31档”即1：2：4：8：8： 8的无功补偿装置，可投切的无功总容量不低于配变额定容量的30％，三相每相各配置两个无功补偿装置(一个备用)；无功自动补偿装置按6组分相容量比为1：2：4：8：8：8配置，可实现31档、3％左右无功负荷变化的精准补偿；
(5)、用户无功就地平衡：对台区内感性负荷达到1千瓦及以上的用户，安装全分相自动调节无功就地补偿装置，无功补偿和感性负荷同步启停，以保证无功的就地平衡；其安装在制茶设备控制开关下端，与制茶负载同步投运或退出，功率因数达到0.85；同时，在用户内部安装三相加热电阻丝；
(6)、10千伏无功补偿:在变电站各支线末端，加装10kV柱上式高压线路无功自动补偿装置。
我们假设A、B、C三相线路及中性线(零线)线路电阻均为R，负荷性质为纯电阻性负荷。当线路三相负荷平衡时：即Ia＝Ib＝Ic＝I,In＝0，电网与负载间线损情况为：线损△P总1＝△Pa+△Pb+△Pc+△Pn＝(Ia2*2R)+(Ib2*2R)+ (Ic2*2R)+(In2*2R)＝3I2*2R；此为(1－1式)；
基于上述相同的负荷情况下，当线路三相负荷不平衡，极端情况下，我们设负荷全在A相上，B相与C相无负荷，则Ia＝3I,Ib＝Ic＝0,In＝3I，配电网与负载间线损为：线损△P总2＝△Pa+△Pb+△Pc+△Pn＝(Ia2*2R)+(Ib2*2R) +(Ic2*2R)+(In2*2R)＝(3I)2*2R+0+0+(3I)2*2R＝(3I)2*2R+(3I)2*2R＝18I2*2R；此为(1－2式)；
比较(1－1)式与(1－2)式，我们可以发现：相同的供电负荷情况下，由于负荷的三相不平衡而增加了线路的传输损耗，线损成倍数增加：△P总2/ △P总1＝18I2*2R/3I2*2R＝6倍；若中性线(零线)采用电缆时(其电阻值约为导线值的2倍左右，故其线损最大将增加到9倍左右)。
根据相关线损理论可知，配电网当线路通过电流I时，假设负荷三相平衡，其有功损耗为：
ΔP＝3I2R×10-3(kW)
或
Figure BDA0002790642280000051
由以上式可知，线路有功损失△P与cos2Φ成反比，cosΦ越高，则△P越小。
根据现场调研情况来看，农村台区补偿前功率因数大致在0.7左右，补偿后功率因数可以提高到0.95左右，功率损失则大大降低。
电网中60％的无功功率是异步电动机消耗掉的，30％是配电变压器消耗掉的，无功补偿重点工作是补偿异步电动机和配电变压器消耗的无功，实现无功就地平衡，无功不再长距离，大功率输送。
公变或专变：无功补偿全分相(6组分相容量比为1：2：4：8：8：8共 31档配置，满足无功负荷3％变化)，实现无功分相精准补偿。
200千伏安、315千伏安的配置60千乏：每档2千乏。
400千伏安的配置120千乏：每档4千乏。
三相动力负荷：根据动力(电机)实际运行需要，采用三相平衡分4组 15档自动补偿(0.5P-0.6P)，与动力负载同步投运或退出
非动力负荷：非动力(电机)负载，采用无功全分相6组31档自动补偿 (0.3P)，以实现精准补偿。
低压就地补偿，增加高、低压供电能力20％、30％，提高供电质量，大幅降低线损率。
从用户的计量表箱计量点出发，向配电变压低压侧逼近的思路，即“计量表箱——次干线——主干线——配电变压器低压出口”逐级实现三相平衡，即从负载侧向电源侧平衡，以最小化中性线(零相)电流，从而实现低压配电线损最低，最终实现台区“四级平衡”(即计量点、分支线、主干线、变压器低压出口侧)。即从负载侧向电源侧平衡，以最小化零相电流(无限接近0)，从而实现技术线损最低，而不是仅仅保证出口平衡。
依据“计量点平衡→各支路平衡→主干线平衡→变压器低压出口侧平衡”的“四平衡”原则实施负荷调整。
季节性负荷结束后，变压器整体利用率偏低。茶季期间用电负荷很大全部变压器投入使用，茶季结束后台区负载急剧下降，变压器负载率很低铁损依然存在，宜进行变压器低压侧互联，让部分变压器退出运行，降低总体损耗。
以上对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种季节性负荷下配电台区线损控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)用电负荷特性分组：将台区内的单相供电用户根据用电负荷性质划分为商业用电负荷和居民用电负荷，
(2)三相分组：将台区内居民季度用电总负荷除以三得平均值，根据平均值将台区内居民用电负荷分为三组，每组的季度用电总负荷和平均值之间的差值在10％以内；然后将三组居民用电负荷分别划分至A相供电、B相供电、C相供电；
将台区内商业季度用电总负荷除以三得平均值，根据平均值将台区内居民商业用电负荷分为三组，每组的季度用电总负荷和平均值之间的差值在10％以内；然后将三组商业用电负荷分别划分至A相供电、B相供电、C相供电；
(3)、针对负荷季节性变化，在台区配电变压器出口加装联络开关，将台区内各独立运行的配电变压器互联；根据负荷变化，保留1台或多台配电变压器运行，停用其他配电变压器；
(4)、台区无功补偿：在台区JP柜内装配全分相无功补偿装置；
(5)、用户无功就地平衡：对台区内感性负荷达到1千瓦及以上的用户，安装全分相自动调节无功就地补偿装置，无功补偿装置和感性负荷同步启停，以保证无功的就地平衡；
(6)、10千伏无功补偿:在变电站各支线末端，加装10kV柱上式高压线路无功自动补偿装置。
2.根据权利要求1所述的季节性负荷下配电台区线损控制方法，其特征在于：步骤(4)中所述全分相无功补偿装置为“31档”全分相无功补偿装置，即1：2：4：8：8：8的无功补偿装置，可投切的无功总容量不低于配变额定容量的30％，三相每相各配置两个无功补偿装置；无功自动补偿装置按6组分相容量比为1：2：4：8：8：8配置，可实现31档、3％左右无功负荷变化的精准补偿。
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