CN112993988B - 一种电力电网线损分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力电网线损分析方法，包括如下步骤：S1：建立配电网络模型；S2：分析固有线损，固有线损包括输电线路损耗和终端设备损耗；S3：分析偷电漏电线损。电力电网线损等于固有线损加上偷电漏电线损，固有线损又包括输电线路损耗和终端设备损耗，本发明提供的分析方法第一步建立配电网络模型，可以获得电力电网的拓扑结构和电力电网中输电线路和终端设备的参数信息，不仅为计算固有线损提供了数据，还为建立输电线路的频率响应函数和频率响应函数对应的频率响应图提供了依据，通过对频率响应图的分析得到偷电漏电的位置，可以准确定位偷电漏电的位置并根据输电线路的参数计算出偷电漏电的损耗，线损计算精度高，可以助力实现节能减损。

Description

一种电力电网线损分析方法
技术领域
本发明涉及电力电网技术领域，特别是涉及一种电力电网线损分析方法。
背景技术
电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力用户组成。电力在从发电厂输出经过输电网、配电网到达电力用户的过程中存在电能的损失。该损失一般主要包括两个方面：输配电设备自身的固有损耗，如：输电线路、变压器、开关柜等的损耗；由于偷电漏电导致的损耗，将上述两个方面的损耗统称为线损。线损计算是项繁琐复杂的工作，特别是配电线路和低压线路由于分支线多、负荷量大、数据多、情况复杂，导致线损计算工作难度更大。因此，提供一种精度高、判断准确的线损计算分析方法是亟待解决的问题，从而有效提高节能降损的效益。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种电力电网线损分析方法，可以判断线损发生的位置，线损计算精度高，实现节能减损。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种电力电网线损分析方法，该包括如下步骤：
S1：建立配电网络模型；
S2：分析固有线损，固有线损包括输电线路损耗和终端设备损耗；
S3：分析偷电漏电线损。
进一步的，S1建立配电网络模型包括如下步骤：
S1.1：获取电力电网的拓扑结构以及拓扑结构中的各个节点；
S1.2：确定每个节点上终端设备的能耗信息；
S1.3：确定相邻节点之间的输电线路的参数信息。
进一步的，步骤S1.1获取电力电网的拓扑结构包括以下步骤：
查找电力电网中的电力设备，通过源端设备向电力电网发送进行拓扑识别的命令，电力电网中所有电力设备接收到该命令后，向源端设备反馈识别信号，源端设备根据识别信号确定电力设备是否为终端设备并确定电力电网的拓扑结构。
进一步的，S2中输电线路损耗的计算公式为：
Figure BDA0002963840120000021
其中，m为输电线路的根数，△qi为第i条输电线路的功率损失；Ii为第i条输电线路的负荷电流；Ri为第i条输电线路的导线电阻。
进一步的，S2中终端设备损耗的计算公式为：
Figure BDA0002963840120000022
其中，n为终端设备的数量；△pi为第i个终端设备的输入功率和输出功率的变化。
进一步的，固有线损等于输电线路损耗与终端设备损耗的和。
进一步的，S3分析偷电漏电线损包括如下步骤:
S3.1：根据配电网络模型得到输电线路的频率响应函数，根据频率响应函数获取输电线路的频率响应图；
S3.2：分析频率响应图与偷电漏电位置的关系，获得各奇次谐波的幅值|hb|随谐波次数周期性变化规律；
S3.3：根据各奇次谐波的幅值|hb|随谐波次数周期性变化规律，进行输电线路偷电漏电的诊断和定位；
S3.4：根据输电线路偷电漏电位置的参数计算偷电漏电损耗。
进一步的，电力电网线损等于固有线损和偷电漏电损耗的和。
进一步的，步骤S3.3中输电线路偷电漏电的诊断和定位包括以下步骤：将输电线路的频率响应图中的各奇次谐波的幅值|hb|取倒数，绘制1/|hb|～m(m＝0，1，2，…)函数；然后，对1/|hb|～m(m＝0，1，2，…)函数进行快速傅里叶变换FFT得到输电线路的频谱图；观察频谱图中是否存在主频分量并确定主频分量所对应的幅值和相位；根据频谱图中主频分量对应的相位确定偷电漏电的位置参数。
与现有技术相比，本发明提供的电力电网线损分析方法具有以下有益效果：本发明提供的电力电网线损分析方法包括建立配电网络模型；分析固有线损；分析偷电漏电线损，电力电网线损等于固有线损加上偷电漏电线损，固有线损又包括输电线路损耗和终端设备损耗，本发明提供的分析方法第一步建立配电网络模型，可以获得电力电网的拓扑结构和电力电网中输电线路和终端设备的参数信息，不仅为计算固有线损提供了数据，还为建立输电线路的频率响应函数和频率响应函数对应的频率响应图提供了依据，通过对频率响应图的分析得到偷电漏电的位置，可以准确定位偷电漏电的位置并根据输电线路的参数计算出偷电漏电的损耗，线损计算精度高，可以助力实现节能减损。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
图1为本发明提供的电力电网线损分析方法的流程图。
图2为图1所示的建立配电网络模型的方法流程图；
图3为图1是的分析偷电漏电线损的方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明提供的电力电网线损分析方法的流程图。本方法包括如下步骤：
S1：建立配电网络模型；
S2：分析固有线损，固有线损包括输电线路损耗和终端设备损耗；
S3：分析偷电漏电线损。
电力电网线损等于固有线损加上偷电漏电线损，固有线损又包括输电线路损耗和终端设备损耗。因此为了计算出电力电网线损，需要分别计算出输电线路损耗、终端设备损耗和偷电漏电线损。
请参考图2，图2为图1所示的建立配电网络模型的方法流程图。在一些优选的实施例中，建立配电网络模型包括如下步骤：
S1.1：获取电力电网的拓扑结构以及拓扑结构中的各个节点；S1.2：确定每个节点上终端设备的能耗信息；S1.3：确定相邻节点之间的输电线路的参数信息。其中，获取电力电网的拓扑结构具体包括：查找电力电网中的电力设备，通过源端设备向电力电网发送进行拓扑识别的命令，电力电网中所有电力设备接收到该命令后，向源端设备反馈识别信号，源端设备根据识别信号确定电力设备是否为终端设备并确定电力电网的拓扑结构。
输电线路损耗为当负荷电流通过线路时，在线路电阻上产生的功率损耗，所以输电线路损耗的计算公式为：
Figure BDA0002963840120000051
其中，m为输电线路的根数，△qi为第i条输电线路的功率损失；Ii为第i条输电线路的负荷电流；Ri为第i条输电线路的导线电阻。
终端设备损耗是当负荷电流通过终端设备时，在终端设备上产生的功率损耗，终端设备损耗的计算公式为：
Figure BDA0002963840120000052
其中，n为终端设备的数量；△pi为第i个终端设备的输入功率和输出功率的变化。当知道了输电线路损耗和终端设备损耗就可以计算出固有损耗，固有线损等于输电线路损耗与终端设备损耗的和。
此时，要想计算出电力电网损耗还需计算出偷电漏电损耗，但是，因为电力电网结构复杂，且偷电漏电现象通过人眼不能直接观察，所以很难找到输电线路哪里发生了偷电漏电损耗，对我们计算整个电力电网损耗带来的很大的难度。
本发明基于输电线路发生偷电漏电损耗时频率响应函数和频率响应图与没有发生偷电漏电损耗时的频率响应函数和频率响应图不同的特点，提出了通过分析频率响应图判断偷电漏电位置的方法，请参考图3，图3为图1是的分析偷电漏电线损的方法流程图。具体包括以下步骤：
S3.1:根据配电网络模型得到输电线路的频率响应函数，根据频率响应函数获取输电线路的频率响应图；
S3.2:分析频率响应图与偷电漏电位置的关系，获得各奇次谐波的幅值|hb|随谐波次数周期性变化规律；
S3.3:根据各奇次谐波的幅值|hb|随谐波次数周期性变化规律，进行输电线路偷电漏电的诊断和定位；具体的步骤为：将输电线路的频率响应图中的各奇次谐波的幅值|hb|取倒数，绘制1/|hb|～m(m＝0，1，2，…)函数；然后，对1/|hb|～m(m＝0，1，2，…)函数进行快速傅里叶变换FFT得到输电线路的频谱图；观察频谱图中是否存在主频分量并确定主频分量所对应的幅值和相位；根据频谱图中主频分量对应的相位确定偷电漏电的位置参数。
S3.4：根据输电线路偷电漏电位置的参数计算偷电漏电损耗。
本发明提供的电力电网线损分析方法，包括建立配电网络模型；分析固有线损；分析偷电漏电线损，电力电网线损等于固有线损加上偷电漏电线损，固有线损又包括输电线路损耗和终端设备损耗。第一步建立配电网络模型，可以获得电力电网的拓扑结构和电力电网中输电线路和终端设备的参数信息，不仅为计算固有线损提供了数据，还为建立输电线路的频率响应函数和频率响应函数对应的频率响应图提供了依据，通过对频率响应图的分析得到偷电漏电的位置，可以准确定位偷电漏电的位置并根据输电线路的参数计算出偷电漏电的损耗，线损计算精度高，可以为电力维修提供依据，助力实现节能减损，在电力电网分析上具有很强的实用性。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (7)

1.一种电力电网线损分析方法，其特征在于：所述分析方法包括如下步骤：
S1：建立配电网络模型；
S2：分析固有线损，所述固有线损包括输电线路损耗和终端设备损耗；
S3：分析偷电漏电线损；
其中，S3中分析偷电漏电线损包括如下步骤:
S3.1:根据配电网络模型得到输电线路的频率响应函数，根据频率响应函数获取输电线路的频率响应图；
S3.2:分析频率响应图与偷电漏电位置的关系，获得各奇次谐波的幅值|hb|随谐波次数周期性变化规律；
S3.3:根据各奇次谐波的幅值|hb|随谐波次数周期性变化规律，进行输电线路偷电漏电的诊断和定位；
S3.4：根据输电线路偷电漏电位置的参数计算偷电漏电损耗；
步骤S3.3中输电线路偷电漏电的诊断和定位包括以下步骤：将输电线路的频率响应图中的各奇次谐波的幅值|hb|取倒数，绘制1/|hb|～m(m＝0，1，2，…)函数；然后，对1/|hb|～m(m＝0，1，2，…)函数进行快速傅里叶变换FFT得到输电线路的频谱图；观察频谱图中是否存在主频分量并确定主频分量所对应的幅值和相位；根据频谱图中主频分量对应的相位确定偷电漏电的位置参数。
2.如权利要求1所述的一种电力电网线损分析方法，其特征在于：S1建立配电网络模型包括如下步骤：
S1.1：获取电力电网的拓扑结构以及所述拓扑结构中的各个节点；
S1.2：确定每个所述节点上终端设备的能耗信息；
S1.3：确定相邻所述节点之间的输电线路的参数信息。
3.如权利要求2所述的一种电力电网线损分析方法，其特征在于：步骤S1.1获取电力电网的拓扑结构包括以下步骤：
查找电力电网中的电力设备，通过源端设备向电力电网发送进行拓扑识别的命令，电力电网中所有电力设备接收到该命令后，向源端设备反馈识别信号，源端设备根据识别信号确定电力设备是否为终端设备并确定电力电网的拓扑结构。
4.如权利要求1所述的一种电力电网线损分析方法，其特征在于：S2中输电线路损耗的计算公式为：
Figure FDA0003806754950000021
其中，m为输电线路的根数，△qi为第i条输电线路的功率损失；Ii为第i条输电线路的负荷电流；Ri为第i条输电线路的导线电阻。
5.如权利要求4所述的一种电力电网线损分析方法，其特征在于：S2中终端设备损耗的计算公式为：
Figure FDA0003806754950000022
其中，n为终端设备的数量；△pi为第i个终端设备的输入功率和输出功率的变化。
6.如权利要求5所述的一种电力电网线损分析方法，其特征在于：所述固有线损等于所述输电线路损耗与所述终端设备损耗的和。
7.如权利要求1所述的一种电力电网线损分析方法，其特征在于：电力电网线损等于固有线损和偷电漏电损耗的和。
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