电网损失率特性曲线的分析

李天玉

(东北电力大学，吉林吉林132012)

电网损失率特性曲线的分析

李天玉

(东北电力大学，吉林吉林132012)

电力系统安全运行和降损是电力企业的两大主题，而配电系统中的线损水平则是衡量和考核供电企业生产技术及经营管理水平的重要指标，提高企业经济效益的有效途径和重要手段之一就是有效降损。本文从实际出发，在介绍线损理论计算方法和降低线损的技术措施的基础上，结合实际配电系统进行了线损分析和研究，提出了降低线损的技术措施和改进方案，对提高供电企业的经营管理水平和经济效益具有一定的理论和现实意义。

网损率曲线;移动;降损

1 引言

电网损失率是指电网在供电过程中其损失电量对总的供电量比的百分数，它是衡量电网运行效率的数据。计算公式如下:

其中:W%—网损率百分数;

Ws—网损电量(kWh);

A—总的供电量(kWh);

总供电量:=A用户的用电量+网损电量WS

网损电量:Ws=Xs+Bs+Ts+Js

其中:Xs—电流通过供电线路(输电线)电阻上的损失电量;

Bs—电网中的变压器高低压线卷电阻的损失电量;

Ts—电网中的变压器铁芯损失电量;

Js—计量装置损失电量，包括采样装置和电能表的损失电量。

网损率曲线是指在一定供电条件下(电网参数、变压器及负荷特性和力率)，电网损失率W%随供电量的变化关系，即W%=f(A)曲线。对于电力经营企业可用一定时间(一个营业期，或一个抄表期)的电量A来计算损失率，但分析网损曲线的特性用时间跨度较长的时间电量来分析就不能完全剔除电网内其它因素的影响，为此我们用单位时间的电量来分析就会精确度更高、研究效果更好些。即用功率来分析，W%= f(P)，式中P为供电的有功功率，单位是千瓦。

因Xs和Bs都是电流通过电阻的损耗，随负荷电流的平方在变化，称之为可变损失，用Rs=Xs+Bs，在一定条件下Rs与供电量按平方变化;Ts和Js基本不与负荷电流在变化，而与运行电压U的平方在变化，对于依负荷变化(供电量A)的损失率可认为是固定损失，用Gs=Ts+Js，Gs基本不随供电量变化。

由于Ws=Rs+Gs

如果用功率计算则:

R0—构成Xs和Bs的等效电阻。

P0—构成Ts和Js的额定电压时等效损失功率，kW;

U—电网的运行电压，kV;

Uf—变压器运行分接电压，kV;

P—供电功率(电网的有功潮流)kW;

cosØ—电网运行的功率因数。

Kx—负荷曲线形状系数。

则公式(1)可表示如下:

2 网损率曲线W%=f(P)

网损率曲线由两部份构成:

若电网运行条件一定时，则:U、cosØ、R0、Kx、Uf、P0为常数则:

其曲线如图1所示。

电网运行条件一定时，K1、K2基本为常数。曲线如图1。曲线R%=f(P)，在P→0时由于线路分布电抗的影响使cosØ下降故曲线会有升高不经0点。

图1 W%=f(P)构成曲线

由图1可见W%=f(P)为∪形曲线，曲线有一网损率最低点，其P=Pj为最优运行功率，W%=Wj为最低网损率。该点称为最优运行点。电网运行的有功功率P是由用户用电决定的，不可能总运行在Pj点，自然运行时不能总在最佳状态，电网运行状态可用实际运行功率P和最优功率Pj之比来判定，所以Pj是电网很重要的一个特性数据。

电网优化运行就是在保证供电质量的前题下采取技术手段一:使Wj向下移动(降低);以及采用技术手段二:使电网的运行点P往最佳点移动，即P＞Pj时使W%=f(P)曲线右移;P＜Pj时使W%=f(P)曲线左移;P=Pj保持最佳运行状态。无论曲线怎样移动一定要保证用户的供电质量。电网的重、轻载是依据最佳功率Pj来判断的;电网的过载和欠载是根据额定功率来判断的。

判断电网的运行状态用状态系数Kz。

Kz是电网运行状态的主要判据，运行中根据当时的可变和固定损失功率立刻就可算出此时的状态系数，具有即时性。对于Rs和Gs可通过在线运行程序随时算出。

①当Kz＞1时，P＞Pj，电网为重负荷状态，此时Rs＞Gs，那么此时降低电阻上的损耗是重点。

②当时Kz=1时，P=Pj，电网为最佳运行状态，此时Rs=Gs，是电力系统理想的运行状态。

③当时Kz＜1时，P＜Pj，电网为轻负荷状态，此时Rs＜Gs，那么此时降低固定损耗是重点。

3 网损率曲线的移动

(1)W%=f(P)上下移动

①改造线路使R0降低(增大导线)由公式(3)可知K1会减小，R%=f(P)会向下倾斜，进而使W%=f (P)曲线下降，但这是需要增加投资的，更换导线的网损率曲线如图2。由图可知，当导线截面积增大后网损率曲线W%=f(P)是往右下方移动，即曲线下移的同时也使最佳功率Pj增大。当然改造迂回线路或减少线路长度也都会减小等值电阻的。

图2 不同导线的网损率曲线

②更换节能变压器

更换节能变压器能够使变压器固定损失减少，即P0下降，由公式(4)可知K2减小，G%=f(P)曲线下移，会使W%=f(P)曲线下沉。如图3所示。曲线下移是很明显的。所以使用和推广节能变压器对于节能是很必要的。节能变压器不单铁损低而且铜损也低。所以网损率下降快。

图3 不同型号的变压器网损率曲线

③变压器运行的分接电压以10kV配电网为例，变压器分接电压有9.5kV、10kV、10.5kV三种，变压器应尽量运行在最高分接电压，为保证用户的电压质量应按要求调整电源电压或电网电压，保证变压器二次电压。从理论上讲电网电压由10kV提高到10.5kV线损功率会降低10%还多。由公式(4)得知Uf提高会使G%=f(P)下降，致使W%=f(P)下移。提高变压器运行分接只要使U/Uf为常数就会达到既降低网络损耗又能保证用户的电压质量的目的。变压器不同分接时其网损率曲线如图4所示。

图4 变压器不同分接时W%=f(P)曲线图

④电网不同电容补偿方案网损率曲线

由图5低压就地补偿网损曲线在最下方，低压就地补偿就相当提高了负荷的力率cosØ，根据公式(3)，cosØ越高其R%曲线就越往下倾斜。

图5 电网不同电容补偿方案网损率曲线

⑤电网不同标称电压时的网损率曲线:

电网的标称电压升高后，其运行电压U也按比例升高，由公式(3)，K1会降低，使R%曲线下降，在升压中U/Uf为常数，则K2不变，故G%曲线没有变化，所以W%曲线下沉，尤其重负荷时下降会较大。如图6所示，负荷较小的电网进行升压改造降损效果不太明显，对于负荷大的电网一方面降损效果大，同时升压后线路压降也减少了。升压改造主要是更换变压器，若高耗变压器更换数量大而且线路负荷也大，可优先考虑升压方案。

⑥不同负荷特性的网损率曲线

负荷性质决定了Kx的大小，负荷高低相差越大其Kx越大，负荷在用电时间上越平直则Kx越趋近于1，由公式(3)可见网损率中的R%是与Kx的平方成比例的。在电网运行中对于负荷用电时间的管理(需求侧管理)在节能降损中是一主要手段。图7表示不同的负荷曲线用电时所产生的网损率曲线。

图6 不同标称电压的网损率曲线

图7 不同负荷特性的网损率曲线

(2)W%=f(P)曲线左右移动:电网的运行电压U既影响R%曲线也影响G%曲线，运行电压升高会使R%曲线下降，但却使G%曲线升高。因此运行电压的调整是要根据电网状态系数来进行(即抓主要的)。

图8 两种运行电压的网损率曲线

根据公式(3)，U2＞U1所以U2的R%曲线要比U1的R%曲线向下倾斜，U2的G%曲线要比U1的G%曲线向上移动，结果U2的W%曲线要比U1的W%曲线向右移动了。反之电压降低网损率曲线要向左移动。如图8所示，下面以三种运行电压时其网损率的变化来说明调整运行电压的降损作用。

在图9中当电网运行电压和变压器分接相同时(10.5kV)其最佳功率应为Pj=1108kW，当电网负荷为352.6736kW如还保持10.5kV运行网损率W%= 11.62%;调至10kV运行W%=8.9%;调到9.5kV运行W%=7.79%，在保证用户电压的前题下尽量往下调，因为现在是P＜Pj，降低Gs是重点。当电网负荷为1712.9861kW，如果运行在9.5kV则W%= 12.35%;运行在10kV时;运行在10.5kV时W%= 8.77%。由于P＞Pj因此需要提高运行电压来降低Rs。究竟能提高到多少数值要由用户端电压最高允许值来决定，在用户电压保整时还提高运行电压其网损率还会尽一步降低。

图9 三种不同运行电压的网损率曲线

4 结论

(1)网损率曲线对于每个电网它是客观存在的，在一定范围也是可控的，对电网改造、规划、运行降损具有指导作用。

(2)网损曲线上下移动大多是需要投资的，投资和改造的重点应根据电网负荷运行范围和网损率曲线的情况来确定。

(3)电网负荷曲线的管理和需求侧管理虽然不需要太多的投资，但需要政府、用户和供电企业共同参与，可用经济的和政策等手段来实现。

(4)对于负荷大的电网为了降损究竟进行升压改造还是加密二次变电所布点缩短配电线路要根据负荷长远的发展和经济对比来决定。

(5)网损率曲线左右移动是不需要投资的，而且只由供电企业就可操作完成，应作重点实施，因为它既节能又保证电压质量。是经济、节能、保质的优先选择。

(6)普及电网节能知识，综合利用所有可能采用的手段同时利用，使节能效果最大。

(7)应制定电网节能运行守则。

Parameter Identification of PMSM Based on the PSO Algorithm

LI Tian-yu
(Northeast Dianli University，jilin132012，China)

Safe system operation and power loss reduction are two major themes of power companies，and the distribution system line loss is to measure and assess the level of power production technology and management level of important indicators，effective way to improve economic efficiency of enterprises and important one means is to effectively reduce losses.This article from the reality，the calculation method and technical measures to reduce line loss on the basis of theoretical introduction line loss，combined with the actual distribution system line loss analysis and research，the technical measures to reduce line losses and improve programs to improve power supply enterprise management level and economic benefits has certain theoretical and practical significance.

network loss curve;moving;reduced loss

TM71

B

1004－289X(2016)04－0086－06

2015－10－25