电力市场下电力系统网损计算与分析

彭姣

摘 要：配电网理论网损计算是配电网网损计算与分析的重要内容，是优化配电网结构、计算最佳运行方式和确定经济调度的重要依据。通过研究配电网理论网损计算方法，研究出能够准确计算配电网理论网损新方法降低电能损耗，提高电力企业经济效益。

关键词：电力市场；网损；分析计算

中图分类号：TM711 文献标识码：A

0.引言

随着我国经济的飞速发展，电力工业体制改革的深入，需急迫地解决电网商业化运营方面的问题。传统电力管理方式是垂直一体式，它虽然能够统一地调度、保障电网统一安全运行，但是其效率较低、成本较高，缺乏竞争力。需在电力行业中引入竞争机制，建立电力市场，提供规范、有序的交易环境，从而使得电力资源配置更加优化，加快市场透明度的转变，使得电网公司的效益得到提升。经过研究表明，电力市场是由垄断阶段逐渐发展成为竞争阶段、输电网开放阶段、配电网开放阶段。而未来理想型电力工业，应该是一个发电是市场化、输电及配电是被管制的大型的零售市场。

1.网损的概念

网损又称为线损，指的是在电能传输过程中，以热能的形式而散发的功率损失。包括电阻或电导所消耗的有功功率和一部分由线路的电抗、变压器铁芯的感纳、变压器铜线绕制而成的电抗以磁能的形式消耗的无功功率。另外，线路对地支路的电纳为容性，其不但不消耗无功功率，而且还能为线路注入无功功率。在输电和配电的过程中，变压器和线路上损失的网损能量，称为网损。虽然输电网的损耗占成本的小部分，但是在市场交易时，对交易的用户和交易会产生很大的影响。

1.1 网损的产生。网损的产生主要是通过线损和变压器运行损耗：（1）线损。线损主要分为3个部分，固定损失、变动损失和其他损失。线损的固定损失是由于电气设备带有电压，需要消耗电能，因电能消耗而产生的损耗，一般损耗小且随负衍的变化而变化，也称作空载损失或基本损失。变动损失与负荷电流有关系，一般与电流成正比，当电流较大时，线损的消耗就较大。其他损失，又被称为不明损失，它是在供电过程中，因滴漏等现象形成的损耗。（2）变压器运行损耗。变压器运行损耗也分为两方面，一是由变压器铁芯产生的损耗，称为铁损，该损耗不随负载变化而变化；二是变压器导体产生的损耗，称为负载损耗，该损耗和负载成平方关系增长，当负载加大时，损耗也随之加大。除此之外，在负载损耗还与变压器运行温度有关系，由于变压器绕组直流电阻会随温度变化而变化，所以负载损耗也因温度变化而改变。

1.2 网损计算分析：（1）实际网损与理论网损。经运行经验表明，大多数情况下实际损率接近或略高于理论线损率。理论线损率对实际线损率是一种参考标准。当实际线损率大于理论先线损率时，可能出现管理线损过大的现象。即一些不明损失造成线损过大，如“偷、漏、差、误”等原因。（2）固定损耗和可变损耗所占比重。在电力系统正常运行、经济合理的情况下，固定损耗和可变损耗所占比重是相等的。而当固定损耗多于可变损耗时，可推测线路和设备处于轻负荷的运行状态，通常在农电线路经常遇到这种情况，将会造成实际线损率和理论线损率都处于较高的状态，使得经济合理值不达标。（3）可变损耗与固定损耗所占比重。当前者大于后者时，可推测线路和设备处于超负荷运行状态，通常在工业线路或用电高峰季节经常遇到这种情况，导致实际线损率和理论线损率两者都比较高。（4）变压器铜损与导线线损。通常导线上的损耗加上配电变压器铜损的和占10kV配电网总损耗的50%时，是属于正常。而当线路上的配电变压器的综合实际负载率达到或接近综合经济负载率时，变压器的铜损是在经济合理的范围内，而在总损耗中的剩余50%也是合理的导线线损。线路导线线损和变压器铜损的占比分配没有固定的数值，根据具体电网结构、运行参数进行考虑。（5）其他线损率。还需要对比不同用电季节下的线损率，对比企业线损的实际值与计划线损率，对比本季度、本年的实际值与去年同期的线损率实际值，对比不同供电地区线损率，对比不同用电负荷线路损率。

2.降低线损的技术措施

通常采用技术改善和组织改善来降低线损率。技术改善有两种途径，一是从运行的角度出发，提出改善措施，还有一种通过建设性角度。技术性措施主要针对电网的结构进行改造，可以对需要改善的电网增加设备，如类似调相机和电容器等设施，将电网的输电能力加以改进，调相机和电容器针对电网的电压质量和无功潮流分布进行改善，使得电网的线损得以降低。线损管理工作最基础的是通过技术措施降低线损，而管理人员可以针对不同电网损失的特点和规律，采用相应的技术方法，使得企业以较小的投资成本，获得最大的经济效益，实现“多供少损”的运行目标。

2.1 电网结构的调整和完善。电网结构是形成线损影响因素之一，在规划和建设电网，或改造电网时，需要将线损的因素考虑在内。当设计出一个结构布局都比较合理的电网时，不仅能向客户提供高质量的电能，还能使得电力企业低损、高效的长期供电，提高企業的经济效益。

2.2 线路电压的调节。线路电压也是影响线损的原因之一，提高线路电压，基于负载功率不变的基础，则线路电流将会减少，从而降低线路损耗。如将线路电压从6kV增加至10kV，则降低了64%的线路损失。而将线路电压从10kV增加至35kV，则线路损失减少至原先的92%。线路电压的调节与负载电容有密切关系，当负载容量较大、离电源较远的地方，通常选择高电压等级来供电。供电电压与变压器的损耗有着密切的关系，据研究表明，变压器空载损耗与电压平方成正比。故需要综合考虑变压器损耗和线路损耗，以平衡两种电压的损耗。当遇到变压器空载损失功率大于线路损失功率的情况下，应适当地降低供电电压。

2.3 功率因数。功率因数与电力系统各部分的无功功率有密切关系，当减少各个部分的无功功率，能减低负载消耗的无用功。而系统各个部分的无功功率，通常是指变压器、用电设备等的无功功率。降低这些设备的无功功率，能够提高功率因素。除此之外，可以增加无功补偿设备，对无功功率进行补偿，从而提高功率因数。

3.网损的计算方法

电力系统网损计算方式大致有两种，各自有各自的优势。基于电量的统计网损方法比较单一，主要统计采集的电量数据，然后对数据进行分析。另一种方法是对电网运行数据进行理论网损计算，这种理论式计算方法种类较多，而且过程比较复杂，本文研究理论网损计算法。网损理论计算方法的根本理论依据是均方根电流法，在均方根电流法的基础上，由不同的计算条件、不同的资料和不同的要求进行深入研究，并据此发展出了平均电流法（又称为形状系数方法）、最大电流法（又称为损失因数法）、等值电阻法、电压损失等方法。这些方法都属于理论计算方法，而它们的形成条件不同，故这些理论方法的精度相对而言也不是很高。对于精度要求较高的网损计算问题时，比较多的是使用潮流计算法，如损耗功率累加的方法、节点等效功率的方法，对网损进行理论计算。除此之外，网损理论计算还有以下几类方法：平均网损分摊法、边际网损系数法、潮流增量法、潮流追踪法。潮流增量法、潮流追踪法广泛运用于负荷的经济分配计算，较好地反映了电力系统电能损耗的总体情况。还有在电网中应用的动态潮流法、节点电压插值/拟合法、损耗功率插值/拟合法等。一个年供电量为100亿kWh的中型电力系统，以网损率为10%计算，全年损失电量达10亿kWh。将网损降至9%，则一年可节约1亿kWh电量，相当于节约4万吨标准煤（以煤耗400g/kWh计算）。这1亿kWh相当于20MW发电设备的年发电量。因此，需降低网损率，并积极的落实电力系统节能减排工作，提高电网企业的经济效益。

结语

建立电力市场不仅对电力系统的运行水平和控制水平要求更加严格，同样对网损计算和网损计算系统的开发的要求也更加严格。网损计算的分析工作，不仅有助于制定合理的考评指标，还能促进对网损的管理。对网损的计算分析，能够降低制定的各类技术措施方案中的损耗率，也能在实际中对项目的经济进行比较，并考察损耗降低的措施是否取得了实际效果。网损计算分析，还能够了解电力系统中损耗的构成情况，并掌握损耗的总体情况，并根据掌握的信息，对网损进行分级、分压和分区管理。还可以发现和改进技术管理工作中的薄弱环节，如表计计量工作和技术档案管理工作是否经常化和制度化等。理论网损计算对于网损管理工作有指导和促进作用。电网企业需要重视降低网损的工作，通过节能减排，提高企业的自身效益。

參考文献

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