理论线损分压分析及降损对策研究.pdf

第 3 2卷第4期 湖南电力 H U N A N E L E C T R I C P 0 WE R 2 0 1 2年 8月 d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 8 0 1 9 8 2 0 1 2 0 4 0 0 5 理论线损分压分析及降损对策研究 何禹清 ，雷雨田 ，张可人 ( 1 湖南省 电力公司经济技术研究院，湖南 长沙 4 1 0 0 0 4； 2 湖南省 电力公司科学研究院，湖南 长沙 4 1 0 0 0 7 ) 摘要 ：结合湖南省 2 0 1 1年线损理论计算的结果 从分压线损 的角度 系统分析线损的 分压构成和分压元件构成全 面论述各电压等级理论线损 的变化趋势和主要影响 因素。 针对该省运行 方式的特点。进行大水 电大发的模拟计算。对比分析运行方式对分压线损 的影响。最后 结合各 电压等级理论线损的实际情况提 出相应的降损措施和建议。 关键词 ：理论线损；线损四分 ；线损率；分压线损 ；无功优化 中图分类号 ： T M 7 4 4 1 文献标识码 ：A 文章编号 ：1 0 0 8 0 1 9 8 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 0 1 7 04 Ana l y s i s o n d i v i d e d v o l t a g e o f t he o r e t i c a l po we r l o s s a n d s t u d y o n c o u nt e r me a s ur e s o f po we r l o s s r e du c t i o n 、HE Yu q i n g ，L E 1 Yu t i a n 。 Z HA NG Ke r e n ( 1 Hu n a n E l e c t r i c P o w e r C o r p o r a t i o n E c o n o m i c a l T e c h n i c al R e s e a r c h I n s t i t u t e ，C h a n g s h a 4 1 0 0 0 4，C h i n a ； 2 Hu n a n E l e c t r i c P o w e r C o r p o r a t i o n R e s e ar c h I n s t i t u t e ，C h a n g s h a 4 1 0 0 0 7 ，C h i n a ) Abs t r a ：C o mb i n e d wi t h t h e r e s u l t o f t h e t h e o r e t i c a l p o we r l o s s c alc u l a t i o n，t h e c o mp o s i t i o n o f d i v i d e d v o l t a g e a n d d i v i d ed e l e me n t i s s t u d i e d a n d t h e c h a n g e t r e n d a n d t h e ma i n i n fl u e n c e f a c t o r s o f t h e d i v i d ed v o l t a g e p o we r l o s s a r e c o mp reh e n s i v e l y a n aly z e dAc c o r d i n g t o t h e o p e r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c，t h e l a r g e p o we r o u t p u t o f h y d r o t u r b i n e g e n e rat i n g u n i t i s s i mu l a t e d，a n d t h e i n fl u e n c e o f t h e o p e r a t i o n mo d e t o d i v i d e d v o l t a g e p o we r l o s s i s c o mp a rat i v e l y a n a l y z ed C o mb i n e d w i t h t h e a c t u a l s i t u a t i o n o f d i v i d e d v o l t a g e p o we r l o s s t he c o r r e s p o n d i n g me a s u r e s a n d s u g g e s t i o n o f l o s s red u c t i o n a p res e n t e d i n t h e p a per Ke y wo r ds ：t h e o ret i c a l p o we r l o s s ； q u a d r i e - p a r t i t i o n o f l i n e l o s s ；p o w e r l o s s r a t e ； d i v id ed v o l t a g e p o we r l o s s ； r e a c t i v e p o we r o p t i mi z a t i o n 线损是电力企业一项重要的经济技术指标 ，是 电力系统规划设计水平 、生产技术和经营管理水平 的综合反映 。直接关系到企业的经济效益。理论线 损计算是降损节能的理论基础，通过理论计算可发 现电能损失在 电网中的分布规律 ，对降损工作提供 理论和技术依据使降损工作能够抓住重点，提高 节能降损的效益 使线损管理更加科学 。 1 分压线损 结果分析 1 1 分压线损结果对比 代表 日全网分压线损理论计算结果如下 ：5 0 0 k V及以上电网线损率为 0 7 0 ，2 2 0 k V电网线损 率为 0 8 7 ，1 1 0 k V电网线损率为 1 0 9 ，3 5 k V 收稿13 期：2 0 1 2 0 5 1 0 电 网 线 损 率 为 2 1 1 ， 1 0 k V 电 网 线 损 率 为 2 8 5 ，3 8 0 V电网线损率为 6 6 7 。 从本年度理论计算结果 中损耗构成上分析 ， 5 0 0 k V电压等级 损耗 占总损耗 的 6 4 1 ： 2 2 0 k V电压 等级损耗 占总损耗 的 1 4 3 0 ： 1 1 0 k V电压等级损 耗 占总损耗的 1 5 8 9 ： 3 5 k V电压等级损耗 占总损 耗的 7 0 9 ； 1 0 k V， 3 8 0 V 电压等级损耗 占总损耗 的 2 5 9 2 和 3 O 3 9 。2 2 0 k V和 1 1 0 k V电网损耗 占全 网损耗的 3 0 1 9 。 1 0 k V及 以下配网损耗 占全 网损耗的 5 6 3 0 ， 是湖南省 电网损耗 的主体 ， 理论 线损分电压等级构成情况加图 1 所示。 1 2 分压线损元件对 比 从元件分布上来看 ，线路 、变压器和其他损耗 l 7 第 3 2卷第 4期 湖南电力 2 0 1 2年 8月 图 1 理论 线损 分 电压等级 构成 图 分别占全网总损耗的 7 4 4 5 ，2 4 2 5 和 1 3 0 。 分 电压等级分元件构成情况如图 2所示 。 口 变压器 口 线路 S 0 3 啊 j 4 8 酗 l 2 8 6 l 3l 黟 7 51 4 ， 3 8 3 7 1 ； 6 9 of 5 0 0 k V 2 2 0k V 1 l 0k V 3 5k V l 0 k V 图 2 理论线损分 电压等级分元件构成图 5 0 0 k V电压等级线路损耗 9 1 9 7 。而变压器 损耗只 占 8 0 3 ，表 明线路 损耗在 该层 占主导地 位，这与 5 0 0 k V电网作为主要输 电网、承担远距 离大容量电能输送任务有十分密切的关系。 2 2 0 k V电压等级线路损耗 占 6 3 8 3 ，变压器 损耗 占3 6 1 7 ，线路损耗在该电压等级电网同样 占主导地位 ，说明 2 2 0 k V电网仍然在很大程度上 承担着较大范围和容量的电能输送功能 ，同样具有 输电网的性质。 1 1 0 k V电压等级线路损耗 占 5 6 9 0 ，变压器 损耗 占 4 3 1 0 。3 5 k V 电压 等级线 路损 耗 占 7 5 1 4 ，变压器损耗 占2 4 8 6 。1 0 k V电压等级 线路损耗 占5 7 1 6 ，变压器损耗 占4 2 8 4 。1 1 0 k V，3 5 k V，1 0 k V电压等级与 5 0 0 k V，2 2 0 k V电 压等级相比，变压器损耗占比明显升高。基本反映 了配电网的特点。 1 8 2 分压线损影响 因素分析 2 1 5 0 0 k V电网损耗影响分析 5 0 0 k V电压等 级损 耗 占全 网损耗 的 6 4 1 ， 较 2 0 0 7年、2 0 0 9年分别增加 0 1 8 和 0 1 7 ，快 速增加的原因主要是 ：1 )近 2年该省 5 0 0 k V电源 增多。5 0 0 k V 上 网 电 量 较 2 0 0 9年 代 表 日增 加 2 9 2 ；2 )近 2年该省 5 0 0 k V 网络结 构变 化不 大 ，5 0 0 k V网络潮流加重；3 )外区送入电量增长 较大 ，达到该省用 电量 的2 0 ，这些 电量通过 5 0 0 k V线路送入负荷中心。上述原因致使 5 0 0 k V线路 损耗 比2 0 0 9年增加了7 5 2 2 2 2 0k V电网损耗影响分析 2 2 0 k V电压等级损耗 占全 网损耗 的 1 4 3 0 ， 是全 网损耗 电量 的主要构成部分 ，2 2 0 k V电压等 级损耗比5 0 0 k V电压等级明显增大 ，说明该省 2 2 0 k V 电 网仍然 在很 大程 度上承担着较 大范围和容 量的电能输送功能。2 0 1 1年 2 2 0 k V 电压等级损耗 较 2 0 0 7年、2 0 0 9年分别下降0 1 0 和 0 4 7 ，快 速下降的原因主要是 ：近 2年 2 2 0 k V电网发展迅 速 ，新建 了多个 2 2 0 k V变 电站 和多条 2 2 0 k V线 路 ，使得整个 2 2 0 k V电网网络结构更加完善 ，潮 流更加合理从 而也降低 了整个 2 2 0 k V电压等级 的损耗。 2 3 1 1 0 k V电网损耗影响分析 1 1 0 k V电压等级线损率为 1 0 9 损耗 电量 占全 网损耗电量 的 1 5 8 9 ，也是全网损耗电量 的 主要损耗层 。该层损耗 电量 比 2 2 0 k V电压等级损 耗电量占比偏高，主要原因是该层线路和变压器的 数 目超过 2 2 0 k V层面 ，且部分电网不发达地区 2 2 0 k V网架结构还不够完善 1 1 0 k V电压等级仍是主 要供电层面，从而导致 l l 0 k v线路重载增大 了线 损。从 1 1 0 k V电压等级总 的运行情况来看 。线路 损耗和变压器损耗分别 占本层损耗电量 的 5 6 9 0 和 4 3 1 0 ，变压器铜铁损 比0 6 0： 1 ，负荷偏轻。 2 4 3 5 k V电网损耗影响分析 3 5 k V电压等级损耗 电量 占总损耗的 7 0 9 是全网各 电压 等级 中损耗 电量 占比较少 的一 层。 2 0 1 1 年 3 5 k v线损理论计算结果相对 2 0 0 7 。2 0 0 9 年度分别下降了0 8 4 和 0 7 2 。该层变压器损 耗中，铜铁损比为 0 9 2：1 。说明变压器整体上仍 处于经济运行状态。3 5 k V电压等级损耗降低 的主 要原因是该层供电量较少 并且有相当比例的趸售 和直供用户 第3 2卷第4期 何禹清等：理论线损分压分析及降损对策研究 2 0 1 2年8月 2 5 1 0 k V 电 网损耗 影响 分析 l O k V电压等级 损耗 占总损耗 的 2 5 9 2 ，在 电压等级 中比重最高 。反映出该层是一个 主要损耗 层 2 0 1 1年 1 0 k V线 损理 论计算 结果 相对 2 0 0 7， 2 0 0 9年度分别下降 了 0 1 3 和 0 4 3 。该层变压 器损耗中，铜铁损 比为 0 3 2：1 ，说 明 1 0 k V配 电 变压器整体上仍处于轻载非经济运行状态。 1 0 k V电压等级电能损耗是 电网损耗 的主要构 成部分 ，重损 的原因较多 ：1 )1 0 k V配网仍 然存 在部分超长线路、老旧线路和高能耗变压器多 ，线 路、变压器维护差 ；2)1 0 k V配 网无 功补偿 容量 不足 ，无功负荷远达不到就地平衡 ，l 0 k V线路无 功传输较大。特别是农网1 0 k V线路，配网功率因 数普遍 较 低 ：3 ) 1 0 k V 配 电变 压器 中普遍 存 在 “ 大马拉小车”现象 ，特别 是一些湖 区和 山区配 电 变压器。 2 6 3 8 0 V电网损耗影响分析 3 8 0 V 电压等级损耗 占总损耗 的 3 0 3 9 ，是 另一个重损层 主要 原因是许 多台区改造不到位 ， 供电半径大 、线经小 、功率因数低 以及接户线和户 表老 旧等问题 。 3 运行方式调整对分压 线损的影响 考虑到 2 0 1 1 年该省雨水较均匀 ，水 电大发方 式较多以及代表 日来水较少为火电大发的情况 ，进 行了大水电大发的模拟计算。 3 1 方式调整条件 各地区数据不变 将 主网电源点出力进行 了调 整。五强溪 、凤滩、柘溪等水电站出力按正常方式 考虑 ，降低 了中心负荷区火电厂出力 ，总的电源出 力和总的下 网负荷与代表 日基本相同。调整后 的开 机方式为 ： 火电机组 ：长沙 电厂 6 0 0 MW，湘 潭电厂 3 0 0 MW，株洲电厂 6 0 0 MW，耒阳电厂 6 0 0 MW，石门 电厂 6 0 0 MW。 水 电机组 ：五 强溪 9 0 0 MW。柘 溪 6 0 0 MV - ， 凤滩 4 0 0 MW，东江 1 5 0 M W ( 平 均 ) ，洪 江 1 7 0 MW，三江 口 9 0 MW，空 洲 1 3 0 MW，碗 米坡 2 4 0 M W ( 1 1时 2 4时) ，铜湾 6 O M W ( 平均) 。 外送 ：江陵 1 2 0 0 MW，葛洲坝 1 2 0 0 MW。 3 2对分压线损的影响 在水电大发计算条件下 ，主 网损耗明显升高 ， 主网损耗 由代表 日的 0 9 2 上 升到 1 2 8 ，5 0 0 k v网 络线 损 由代 表 日的 0 7 0 上 升 到 1 0 7 。 2 2 0 k V网络线损 由代表 日的 0 8 7 上升到 1 0 9 。 特别是水 电站送 出线路 。突显西 电东送 的电网特 征：五 民线( 五 强 溪 送 出 线 路 ) 日线 损 率 由 0 6 9 上升到 1 1 9 ，五岗线 ( 五强溪送 出线路 ) 日线损率 由 0 1 8 上升到 0 2 8 ，柘 民线 ( 柘溪 送 出线路 ) 日线损率 由 0 7 3 上升到 1 6 6 ，德 黄线 ( 凤滩送 出线路 ) 日线损率 由 0 4 3 上升到 1 09 。 4 措施和建议 4 1 主网高损 区域 该省主网高损区域主要集 中在水电送出线路和 长距离输 电线路 。 1 )水 电送 出线路 在保证电网安全的情况下开展经济调度。 结合电价、线损等综合影响因素，合理的安排发电 厂上 网是解决 以上问题 的最直接办法之一 。如水 电大发方式下 尽量安排水电机组输送潮流就近消 纳 尽量少安排水电站附近火 电机组上网发 电等。 抑制线路无功潮流流动。加强无功补偿设 备管理 ，开展无功补偿优 化调度 ，彻底纠正 “ 重 有功 、轻无 功” 和 “ 无功 不值 钱” 的错 误思 想 ， 真正做到无功设备投入正确率 1 0 0 ，无 功设备投 入成功率 1 0 0 。 2 )长距离输 电线路 科学研究、规划电网，根据实际情况，适 当加快局部 电网建设 改造长距离输电线路或新增 变电站就 近消纳负荷 ，考虑 部分长距离线路 ( 如 桃黄线 )因设备老化后选择路径更短的加强方案。 2 2 0 k V重潮流、长距离输电可考虑适时改 为 5 0 0 k V电压 等级替代 。重潮流、长距离输 电线 路提高输电电压等级是一种降低线损的有效手段。 4 2 配网高损区域 1 )农网部分 加强农村配网的结构优化工作，重新规划 1 0 k V超长线路供电方 案 就近改造成多条 l 0 k V 配网线路接人 1 1 0 k V或 3 5 k V变 电站 ，或根 据负 荷需要新增 1 1 0 k V和 3 5 k V变 电站布点 ，缩小供 电半径，降低线路损耗，提高供电质量。 优化配网运行，彻底改变不计损耗的粗犷 式管理。对新上或改造变压器做好负荷预测工作 ， 避免出现容量不适合、轻载或过载等高损情况。 推动新型节能配网变压器的推广，如 s l 1 、 非晶合变压器等。结合 当地实际情况 ，研究是否采 】 9 第 3 2卷第4期 湖南电力 2 0 1 2年 8月 用调容 、子母变压器等方式 ，解决季节性 、时段性 负荷变化状况。 加强农配网无功补偿设备的投入提高配 网功率 因数 ，降低配网损耗。 2 )城网部分 加强城市配网的管理工作加大对偷电漏 电的打击力度。加强计量管理力量 ，尽可能地使用 载波表、低压集抄等新技术 ，完善对城市配网的监 控，降低管理损耗。 加强城市配网无功补偿装置的维护和管理 提高配网功率因数 ，降低无功流动带来的损耗 。适 当开展低压动态无功补偿新技术的试点研究。 加强城市配网的规划和优化运行工作，合 理调度资源 ，减少不必要的损失、浪费。 参考文献 ( 1 陈得治 ，郭志忠基于负荷 获取 和匹配潮 流方法 的配 电网理 论线损计算 ( J 电网技术 ，2 0 0 5 ，2 9 ( 1 ) ：8 O 一 8 4 2 杨秀台电力 网线损 的理论计 算和分析 M 北 京 ：水利电 力出版社 1 9 8 5 3 杨期余 ， 任国梁配电网的线损计算与分析 ( J 中国电机 工程学报1 9 8 5 ，1 5 ( 2 ) ：5 9 6 3 4 廖学琦农网线损计算分析与降损措施 M 北京：中国水 利水电出版社 2 0 0 8 5 王小君， 鲍海电力系统节点输电网损成本分析 J 中国 电机工程 学报 ，2 0 0 8，2 8 ( 1 3 ) ：1 2 0 1 2 4 6 曹兴霖， 周娜，邱道尹发电厂高压输电线路线损分析及降 损措施 J 华北 水 利水 电学 院 学报 ，2 0 1 0，3 1 ( 4 )：6 l 一 6 3 作者简介 何禹清( 1 9 8 2 一) ，男，博士，工程师，从事理论线损计算和配 电网规划工作 。 雷雨田( 1 9 6 4 一) ，男 ，高级工程师 ，从事理论线 损、电网规划 、 通讯等管理工作。 张可人