（电力系统及其自动化专业论文）管理线损的多代理算法研究.pdf

华北电力大学硕上学位论文 摘要 a g e n t理论是近几年随着分布式人l智能发展起来的一门新理论。a g e n t技术具有 高度的自 治性、 协作性、智能性、 适应性等特点，适合求解复杂系统问题。 线损管理是 供电企业的一项重要工作。 本文对线损的构成及其表现形式进行了分析， 指出充分利用 配网测量数据来指导线损的管理是供电企业的当务之急。 本文以a g e n t与m a s 技术理论 为指导， 对线损的管理进行了分析， 提出了基于实时量测的线损微分、 积分和差分自 动 化综合分析方法， 指出m a s 技术可以有效地对配网的各种测量数据进行分析整理， 是实 现供电企业线损管理自 动化的有效工具。 关键词:管理线损，多代理技术，配电网 ab s tract a g e n t i s a n e w t h e o r y d e v e l o p i n g w i t h d i s t r i b u t e d a r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c e i n r e c e n t y e a r s . a g e n t h a s h i g h a u t o n o m y , c o l l a b o r a t i o n , i n t e l l i g e n c e a n d a d a p t a b i l i t y , a d a p t s t o r e s o l v e c o m p l e x s y s t e m s . t h e m a n a g e m e n t o f p o w e r l o s s e s i s a s i g n i f i c a n t j o b f o r t h e e l e c t r i c i t y u t i l i t ie s . t h e p a p e r a n a l y s e s t h e c o m p o n e n t o f m a n a g e m e n t l o s s , s h o w s t h a t i t i s v e r y u r g e n t f o r t h e e l e c tr ic i t y u t i l i t i e s t o d i r e c t t h e m a n a g e m e n t o f p o w e r l o s s e s i n t a k i n g g o o d a d v a n d g e o f t h e i n f o r m a t i o n fr o m t h e m e a s u r e m e n t s i n t h e d i s t r ib u t i o n n e t w o r k .a c c o r d i n g t o a g e n t a n d ma s t h e o ryt h e p a p e r p re s e n t s i n t e g r a t i v e a n a l y s i s m e t h o d o f e l e c t r i c p o w e r l o s s e s b a s e d o n re a l - t i m e m e a s u r e m e n t s , w h i c h a n a l y s e s t h e m a n a g e m e n t o f t h e e n e r g y l o s s e s b a s e d o n t h e p r in c i p l e o f d i f f e r e n t i a l , i n t e g r a l , a n d d i f f e r e n c e . 1 t p o i n t s o u t t h a t ma s t e c h n o l o g y c a n a n a l y s e s a l l k i n d s o f t h e m e a s u re m e n t s i n t h e d i s t ri b u t i o n n e t w o r k e f f e c t i v e l y , a n d it i s a g o o d t o o l f o r a u t o m a t ic m a n a g e m e n t s y s t e m o n p o w e r l o s s e s f a n a i j u n ( p o w e r s y s t e m a n d i t s a u t o m a t i o n ) d i r e c t e d b y p r o f . y a n g y i h a n k e y wo r d s : ma n a g e m e n t l o s s , mu l t i - a g e n t t e c h n o l o g y , d i s t r i b u t i o n n e t w o r k 华北电力大学硕上学位论文 第一章 绪论 1 . 1选题的目的和意义性 发、输、变、配、用是组成电力系统的五个基本环节，在输送和分配电能的过 程中， 电力网中各个元件所产生的一定数量的有功功率损耗和电能损失统称为线路 损失，简称线损【， ， 。线损的统计电能为供电能量与售电能量的差值。线损电能量占 供电能量的百分比称为线路损失率，简称线损率【2 , 。对供电企业而言，线损管理是 的一项重要工作， 线损率是综合反映电力网规划设计、生产运行和经营管理水平的 主要经济技术指标。根据国家 “ 资源开发与节约并重， 把节约放在首位”的方针政 策， 电力企业为降低线损率， 提高电力使用效率和经济效益投入了大量人力、 财力、 物力，取得了可喜的成绩。各级供电部门为了制定和实施经济合理的线损率指标， 发现电网结构、调度运行、生产管理、设备性能等方面的薄弱环节，掌握损耗的构 成与发展方向，有针对性地采取合理的降损措施，并枪查措施的实际效果，必须进 行线损的理论计算和降损分析计算。 电能从发电厂输送到用户的过程中产生的电能损耗，可以根据输、变、配电设 备的参数、负荷特性用理论计算方法求得，通常称为理论线损(, 5 7 。 通过理论计算能 够查明电能损耗的组成和分布情况，从而可分析找出存在的问题，以采取相应的措 施把电能损耗降低到一个比较合理的范围以内。 此外，配电网线损计算对配电网的无功优化、电网技术改造以及电力市场成本 电价的计算都有着十分重要的意义。因此在配电管理系统、配电自 动化等新技术、 新方法的背景下对配电网线损的计算与管理这一课题进行研究显得很有必要。 随着分布式人工智能的需要和计算机技术的发展，近年来 a g e n t技术得到迅速 发展并成为多学科交叉领域中的一个热门研究课题。a g e n t 技术的基本思想是采用 软件实体a g e n t 模拟人类的社会行为和社会观， 包括人类社会的组织形式、 协作关 系、 进化机制以 及认知、思维和解决问 题的方式。 软件实体a g e n t 实质上 是在一定 的环境下， 独立的，具有一定的自主性和推断能力、又能够和系统中其它a g e n t 通 讯交互以及能对周围环境做出反应，从而完成一个或者多个功能目 标的软件模块。 由于a g e n t 具有高度的自治性、协作性、智能性、 适应性等特点，使得采用先进的 a g e n t 技术来实现线损管理成为很自 然的想法。 在传统的配电网当中，由于数据采集装置不足、通信信道不畅通、抄表电量不 同期等原因，致使线损计算和降损分析都不得不在一定的简化条件下进行，并最终 华北电力大学硕上学位论文 第一章 绪论 1 . 1选题的目的和意义性 发、输、变、配、用是组成电力系统的五个基本环节，在输送和分配电能的过 程中， 电力网中各个元件所产生的一定数量的有功功率损耗和电能损失统称为线路 损失，简称线损【， ， 。线损的统计电能为供电能量与售电能量的差值。线损电能量占 供电能量的百分比称为线路损失率，简称线损率【2 , 。对供电企业而言，线损管理是 的一项重要工作， 线损率是综合反映电力网规划设计、生产运行和经营管理水平的 主要经济技术指标。根据国家 “ 资源开发与节约并重， 把节约放在首位”的方针政 策， 电力企业为降低线损率， 提高电力使用效率和经济效益投入了大量人力、 财力、 物力，取得了可喜的成绩。各级供电部门为了制定和实施经济合理的线损率指标， 发现电网结构、调度运行、生产管理、设备性能等方面的薄弱环节，掌握损耗的构 成与发展方向，有针对性地采取合理的降损措施，并枪查措施的实际效果，必须进 行线损的理论计算和降损分析计算。 电能从发电厂输送到用户的过程中产生的电能损耗，可以根据输、变、配电设 备的参数、负荷特性用理论计算方法求得，通常称为理论线损(, 5 7 。 通过理论计算能 够查明电能损耗的组成和分布情况，从而可分析找出存在的问题，以采取相应的措 施把电能损耗降低到一个比较合理的范围以内。 此外，配电网线损计算对配电网的无功优化、电网技术改造以及电力市场成本 电价的计算都有着十分重要的意义。因此在配电管理系统、配电自 动化等新技术、 新方法的背景下对配电网线损的计算与管理这一课题进行研究显得很有必要。 随着分布式人工智能的需要和计算机技术的发展，近年来 a g e n t技术得到迅速 发展并成为多学科交叉领域中的一个热门研究课题。a g e n t 技术的基本思想是采用 软件实体a g e n t 模拟人类的社会行为和社会观， 包括人类社会的组织形式、 协作关 系、 进化机制以 及认知、思维和解决问 题的方式。 软件实体a g e n t 实质上 是在一定 的环境下， 独立的，具有一定的自主性和推断能力、又能够和系统中其它a g e n t 通 讯交互以及能对周围环境做出反应，从而完成一个或者多个功能目 标的软件模块。 由于a g e n t 具有高度的自治性、协作性、智能性、 适应性等特点，使得采用先进的 a g e n t 技术来实现线损管理成为很自 然的想法。 在传统的配电网当中，由于数据采集装置不足、通信信道不畅通、抄表电量不 同期等原因，致使线损计算和降损分析都不得不在一定的简化条件下进行，并最终 华北电力大学硕士学位论文 导致理论线损不准确、降损措施不得力。随着配网自动化的发展和推广，数据采集 和传输的问题将得到彻底的解决， 测量数据也将前所未有的丰富，如何充分利用测 量数据来指导线损计算和分析成为摆在电力工作者面前的一个课题。 1 . 2配电网及其特点 在现代电力系统中， 大型的发电厂往往远离负荷中心， 发电 厂发出的电能， 一般要 通过高压或超高压输电网送到负荷中心， 然后在负荷中心由电压等级较低的网络把电能 分配到不同电压等级的用户。这种在电力网中主要起分配电能作用的网络称为配电网 络。 配电网按电压等级来分类， 可分为高压配电网 ( 3 5 - 1 1 0 k v ) 、中压配电网 6 - 1 0 k v ) 和低压配电网( 2 2 0 - 3 8 0 0， 具体结构分类如图1 - 1 所示。 在1 9 9 7 年5 月召开的“ 全国 配电网自 动化技术研讨会” 上， 将包括直接向城市供电的降压变电所在内的配电网络称 为配电系统， 将包括供电 线路( 从变电 所出口 开关算起) ，开关站和变压器台( 站) 的配电 网络称为配电网。 高压输电网 一次变电所 1 1 0 / 6 6 / 3 5 k v 高 压 配 电 网 二次变电所 2 0 / 1 0 k v中 压配 电 网 用户变电所 2 3 0 / 4 0 0 v 低压配电网 图卜1电网结构分类示意图 f i g . i 一 i s t r u c t u r e a n d c l a s s i f i c a t i o n o f t h e p o w e r n e t w o r k 对于电网的管理而言，目 前我国地区电网分两级调度管理:地区调度和配电控 制中心( 简称配调) 。输电线、输电变电站和配调( 2 2 0 k v - 3 5 k v ) 由地区调度来管理， 配电线、配电变电站、馈线和负荷( l o k v - 2 2 0 v ) 由配调来管理。配调管辖的配电系 统需要 d m s ( d i s t r i b u t i o n m a n a g e m e n t s y s t e m )功能。虽然有将地调管辖的 1 1 0 k v - 3 5 k v系统称为高压配电网，但从功能上说可将其纳入 e m s 2 ( e n e r g y m a n a g e m e n t s y s t e m ) 。因此， 线损自 动化管理系统主要针对配电控制中心所管辖的 1 0 k v中压配电系统和3 8 0 v ( 2 2 0 v )低压配电系统。 在接线方式上，配电网可分为树状网和环状网，如图1 - 2 所示。配电网是输电 网和电能用户的中间环节，它的电压等级较输电网的低， 而且随着城市配电网的发 6 华北电力大学硕士学位论文 导致理论线损不准确、降损措施不得力。随着配网自动化的发展和推广，数据采集 和传输的问题将得到彻底的解决， 测量数据也将前所未有的丰富，如何充分利用测 量数据来指导线损计算和分析成为摆在电力工作者面前的一个课题。 1 . 2配电网及其特点 在现代电力系统中， 大型的发电厂往往远离负荷中心， 发电 厂发出的电能， 一般要 通过高压或超高压输电网送到负荷中心， 然后在负荷中心由电压等级较低的网络把电能 分配到不同电压等级的用户。这种在电力网中主要起分配电能作用的网络称为配电网 络。 配电网按电压等级来分类， 可分为高压配电网 ( 3 5 - 1 1 0 k v ) 、中压配电网 6 - 1 0 k v ) 和低压配电网( 2 2 0 - 3 8 0 0， 具体结构分类如图1 - 1 所示。 在1 9 9 7 年5 月召开的“ 全国 配电网自 动化技术研讨会” 上， 将包括直接向城市供电的降压变电所在内的配电网络称 为配电系统， 将包括供电 线路( 从变电 所出口 开关算起) ，开关站和变压器台( 站) 的配电 网络称为配电网。 高压输电网 一次变电所 1 1 0 / 6 6 / 3 5 k v 高 压 配 电 网 二次变电所 2 0 / 1 0 k v中 压配 电 网 用户变电所 2 3 0 / 4 0 0 v 低压配电网 图卜1电网结构分类示意图 f i g . i 一 i s t r u c t u r e a n d c l a s s i f i c a t i o n o f t h e p o w e r n e t w o r k 对于电网的管理而言，目 前我国地区电网分两级调度管理:地区调度和配电控 制中心( 简称配调) 。输电线、输电变电站和配调( 2 2 0 k v - 3 5 k v ) 由地区调度来管理， 配电线、配电变电站、馈线和负荷( l o k v - 2 2 0 v ) 由配调来管理。配调管辖的配电系 统需要 d m s ( d i s t r i b u t i o n m a n a g e m e n t s y s t e m )功能。虽然有将地调管辖的 1 1 0 k v - 3 5 k v系统称为高压配电网，但从功能上说可将其纳入 e m s 2 ( e n e r g y m a n a g e m e n t s y s t e m ) 。因此， 线损自 动化管理系统主要针对配电控制中心所管辖的 1 0 k v中压配电系统和3 8 0 v ( 2 2 0 v )低压配电系统。 在接线方式上，配电网可分为树状网和环状网，如图1 - 2 所示。配电网是输电 网和电能用户的中间环节，它的电压等级较输电网的低， 而且随着城市配电网的发 6 华北电力大学硕士学位论文 展，电缆线路在其中所占的比重呈现越来越大的趋势，因而线路电阻与电抗的比值 较大。配电系统多采用闭式网络结构，具有开式运行的特点，网络往往呈现树状。 ( a )树状m ( b )环状网 图1 - 2配电网的 结线方 式 f i g . 1 - 2 c o n n e c t i o n m o d e o f d i s t r i b u t i o n n e t w o r k s 总的来说，配电网的特点主要有3 : 1 具有环形网络， 但为了故障定位和继电保护配置， 通常处于开环运行状态， 呈辐射状。 2 .支路电阻r 与电抗x 的比值较大， 其井联电导和电纳很小， 可以忽略不计， 并伴随有大量短支路的存在及复杂多分支情况对于一些算法产生数值计算 上的困难。 3 .配电网内 要求安装的r t u 数量通常比输电网要多一个数量级，但实际上现 阶段的网络中量测配置严重不足，难以满足实际需要。并且自 动化技术水 平较低，许多现场设备都是手工操作的。 4 .三相参数不对称，三相负荷不平衡情况较多。 5 .其他:检修更新频繁，网络接线经常变化;数据库规模较大;配电设备沿 线分散配置。 1 .3有关线损的 概念 1 .3 . 1线损的定义 电力系统中发电厂生产的电能是通过系统中的输电、变电和配电环节供给用户 的。在输送和分配电能的过程中，电力网中各元件( 变压器、输电线路、补偿设备 以 及测量和保护装置等) 都要消耗一定的能量。电能损耗m ( k w 幻是一定时间内 有功功率损耗对时间的积分，即: 华北电力大学硕士学位论文 展，电缆线路在其中所占的比重呈现越来越大的趋势，因而线路电阻与电抗的比值 较大。配电系统多采用闭式网络结构，具有开式运行的特点，网络往往呈现树状。 ( a )树状m ( b )环状网 图1 - 2配电网的 结线方 式 f i g . 1 - 2 c o n n e c t i o n m o d e o f d i s t r i b u t i o n n e t w o r k s 总的来说，配电网的特点主要有3 : 1 具有环形网络， 但为了故障定位和继电保护配置， 通常处于开环运行状态， 呈辐射状。 2 .支路电阻r 与电抗x 的比值较大， 其井联电导和电纳很小， 可以忽略不计， 并伴随有大量短支路的存在及复杂多分支情况对于一些算法产生数值计算 上的困难。 3 .配电网内 要求安装的r t u 数量通常比输电网要多一个数量级，但实际上现 阶段的网络中量测配置严重不足，难以满足实际需要。并且自 动化技术水 平较低，许多现场设备都是手工操作的。 4 .三相参数不对称，三相负荷不平衡情况较多。 5 .其他:检修更新频繁，网络接线经常变化;数据库规模较大;配电设备沿 线分散配置。 1 .3有关线损的 概念 1 .3 . 1线损的定义 电力系统中发电厂生产的电能是通过系统中的输电、变电和配电环节供给用户 的。在输送和分配电能的过程中，电力网中各元件( 变压器、输电线路、补偿设备 以 及测量和保护装置等) 都要消耗一定的能量。电能损耗m ( k w 幻是一定时间内 有功功率损耗对时间的积分，即: 华北电力大学硕士学位论文 展，电缆线路在其中所占的比重呈现越来越大的趋势，因而线路电阻与电抗的比值 较大。配电系统多采用闭式网络结构，具有开式运行的特点，网络往往呈现树状。 ( a )树状m ( b )环状网 图1 - 2配电网的 结线方 式 f i g . 1 - 2 c o n n e c t i o n m o d e o f d i s t r i b u t i o n n e t w o r k s 总的来说，配电网的特点主要有3 : 1 具有环形网络， 但为了故障定位和继电保护配置， 通常处于开环运行状态， 呈辐射状。 2 .支路电阻r 与电抗x 的比值较大， 其井联电导和电纳很小， 可以忽略不计， 并伴随有大量短支路的存在及复杂多分支情况对于一些算法产生数值计算 上的困难。 3 .配电网内 要求安装的r t u 数量通常比输电网要多一个数量级，但实际上现 阶段的网络中量测配置严重不足，难以满足实际需要。并且自 动化技术水 平较低，许多现场设备都是手工操作的。 4 .三相参数不对称，三相负荷不平衡情况较多。 5 .其他:检修更新频繁，网络接线经常变化;数据库规模较大;配电设备沿 线分散配置。 1 .3有关线损的 概念 1 .3 . 1线损的定义 电力系统中发电厂生产的电能是通过系统中的输电、变电和配电环节供给用户 的。在输送和分配电能的过程中，电力网中各元件( 变压器、输电线路、补偿设备 以 及测量和保护装置等) 都要消耗一定的能量。电能损耗m ( k w 幻是一定时间内 有功功率损耗对时间的积分，即: 华北电力大学硕十学位论文 。 一 f 4 p (r )d t x l 0 -3 线损电量就是一个供电地区或电力网在给定时段( 日、月、季、 年) 内 配电各环节中所损耗的全部电能量的简称。 1 . 3 . 2线损的 组成 ( i 一 1 ) 输电、变电、 线损组成包括固定损失、可变损失和其他损失 。 5 。 固定损失:一般不随负荷变动而变化，只要设备带有电压，就要消耗电能，就 有损失，主要与外加电压高低有密切关系。如果认为电压是恒定的，则这个损失也 基本上可以认为是固定不变的。固定损失主要包括:变压器、调相机、调压器、电 抗器、 互感器、 消弧线圈等设备的铁损及绝缘子的损失; 电缆和电容器的介质损失; 电度表电压线圈损失;电晕损失等。 可变损失:随负荷电流的变动而变化，与电流的平方成正比，电流越大， 损失 越大。 可变损失主要包括: 变压器的铜损; 输、 配电线路的铜损; 调相机、 调压器、 电抗器、互感器、消弧线圈等设备的铜损;电度表电流线圈损失;接户线铜损等。 其他损失:又称不明损失，指的是供用电过程中的 “ 跑、冒、滴、漏”等造成 的损失， 主要包括: 计量装置本身的综合误差; 计量装置故障; 营业工作中的漏抄、 漏计、错算及倍率差错等;用户的违章用电 ( 窃电) ;变电站的直流充电装置，控 制及保护、信号、通风冷却等设备消耗的电量，以及调相机辅机的耗电量;带电设 备绝缘不良引起的泄露电流等;供售电量抄表时间不同期;统计线损与理论线损计 算的统计口径不一致，以及理论计算的误差等。 1 . 3 . 3线损的分类 线损种类可分为统计线损、理论线损和管理线损 ， 。 统计线损:线损电量中的一部分，虽然可以通过理论计算来确定，或用特制的 量测线损的表计来计量， 但它的全量却无法准确得知。 因此在电力网的实际运行中， 线损电量通常是根据电度表计量统计的供电量和售电量之差得到的， 通常被称为统 计线损。 理论线损:在统计线损电量中，有一部分是电能在输、变、配过程中不可避免 的，其数值由相应时段内运行参数和设备参数所决定。其中主要包括:与电流平方 成正比的变压器绕组和输电线路导线中的电能损耗;与运行电压有关的变压器铁 芯、电容器和电缆的绝缘介质损耗以及电晕损耗( 空载损耗) 等。这部分损耗电量习 惯称为技术线损，它可以通过理论计算得出，所以又称为理论线损。 管理线损:统计线损的另一部分是由于管理工作 l 的原因造成的，它包括:各 种各样的电度表综合误差、 抄表不同时、 漏抄及错抄错算所造成的统计数值不准确; 带电设备绝缘不良引起的漏电、无表用电和窃电等造成的损失电量。这部分电量习 8 华北电力大学硕十学位论文 。 一 f 4 p (r )d t x l 0 -3 线损电量就是一个供电地区或电力网在给定时段( 日、月、季、 年) 内 配电各环节中所损耗的全部电能量的简称。 1 . 3 . 2线损的 组成 ( i 一 1 ) 输电、变电、 线损组成包括固定损失、可变损失和其他损失 。 5 。 固定损失:一般不随负荷变动而变化，只要设备带有电压，就要消耗电能，就 有损失，主要与外加电压高低有密切关系。如果认为电压是恒定的，则这个损失也 基本上可以认为是固定不变的。固定损失主要包括:变压器、调相机、调压器、电 抗器、 互感器、 消弧线圈等设备的铁损及绝缘子的损失; 电缆和电容器的介质损失; 电度表电压线圈损失;电晕损失等。 可变损失:随负荷电流的变动而变化，与电流的平方成正比，电流越大， 损失 越大。 可变损失主要包括: 变压器的铜损; 输、 配电线路的铜损; 调相机、 调压器、 电抗器、互感器、消弧线圈等设备的铜损;电度表电流线圈损失;接户线铜损等。 其他损失:又称不明损失，指的是供用电过程中的 “ 跑、冒、滴、漏”等造成 的损失， 主要包括: 计量装置本身的综合误差; 计量装置故障; 营业工作中的漏抄、 漏计、错算及倍率差错等;用户的违章用电 ( 窃电) ;变电站的直流充电装置，控 制及保护、信号、通风冷却等设备消耗的电量，以及调相机辅机的耗电量;带电设 备绝缘不良引起的泄露电流等;供售电量抄表时间不同期;统计线损与理论线损计 算的统计口径不一致，以及理论计算的误差等。 1 . 3 . 3线损的分类 线损种类可分为统计线损、理论线损和管理线损 ， 。 统计线损:线损电量中的一部分，虽然可以通过理论计算来确定，或用特制的 量测线损的表计来计量， 但它的全量却无法准确得知。 因此在电力网的实际运行中， 线损电量通常是根据电度表计量统计的供电量和售电量之差得到的， 通常被称为统 计线损。 理论线损:在统计线损电量中，有一部分是电能在输、变、配过程中不可避免 的，其数值由相应时段内运行参数和设备参数所决定。其中主要包括:与电流平方 成正比的变压器绕组和输电线路导线中的电能损耗;与运行电压有关的变压器铁 芯、电容器和电缆的绝缘介质损耗以及电晕损耗( 空载损耗) 等。这部分损耗电量习 惯称为技术线损，它可以通过理论计算得出，所以又称为理论线损。 管理线损:统计线损的另一部分是由于管理工作 l 的原因造成的，它包括:各 种各样的电度表综合误差、 抄表不同时、 漏抄及错抄错算所造成的统计数值不准确; 带电设备绝缘不良引起的漏电、无表用电和窃电等造成的损失电量。这部分电量习 8 华北电力大学硕十学位论文 。 一 f 4 p (r )d t x l 0 -3 线损电量就是一个供电地区或电力网在给定时段( 日、月、季、 年) 内 配电各环节中所损耗的全部电能量的简称。 1 . 3 . 2线损的 组成 ( i 一 1 ) 输电、变电、 线损组成包括固定损失、可变损失和其他损失 。 5 。 固定损失:一般不随负荷变动而变化，只要设备带有电压，就要消耗电能，就 有损失，主要与外加电压高低有密切关系。如果认为电压是恒定的，则这个损失也 基本上可以认为是固定不变的。固定损失主要包括:变压器、调相机、调压器、电 抗器、 互感器、 消弧线圈等设备的铁损及绝缘子的损失; 电缆和电容器的介质损失; 电度表电压线圈损失;电晕损失等。 可变损失:随负荷电流的变动而变化，与电流的平方成正比，电流越大， 损失 越大。 可变损失主要包括: 变压器的铜损; 输、 配电线路的铜损; 调相机、 调压器、 电抗器、互感器、消弧线圈等设备的铜损;电度表电流线圈损失;接户线铜损等。 其他损失:又称不明损失，指的是供用电过程中的 “ 跑、冒、滴、漏”等造成 的损失， 主要包括: 计量装置本身的综合误差; 计量装置故障; 营业工作中的漏抄、 漏计、错算及倍率差错等;用户的违章用电 ( 窃电) ;变电站的直流充电装置，控 制及保护、信号、通风冷却等设备消耗的电量，以及调相机辅机的耗电量;带电设 备绝缘不良引起的泄露电流等;供售电量抄表时间不同期;统计线损与理论线损计 算的统计口径不一致，以及理论计算的误差等。 1 . 3 . 3线损的分类 线损种类可分为统计线损、理论线损和管理线损 ， 。 统计线损:线损电量中的一部分，虽然可以通过理论计算来确定，或用特制的 量测线损的表计来计量， 但它的全量却无法准确得知。 因此在电力网的实际运行中， 线损电量通常是根据电度表计量统计的供电量和售电量之差得到的， 通常被称为统 计线损。 理论线损:在统计线损电量中，有一部分是电能在输、变、配过程中不可避免 的，其数值由相应时段内运行参数和设备参数所决定。其中主要包括:与电流平方 成正比的变压器绕组和输电线路导线中的电能损耗;与运行电压有关的变压器铁 芯、电容器和电缆的绝缘介质损耗以及电晕损耗( 空载损耗) 等。这部分损耗电量习 惯称为技术线损，它可以通过理论计算得出，所以又称为理论线损。 管理线损:统计线损的另一部分是由于管理工作 l 的原因造成的，它包括:各 种各样的电度表综合误差、 抄表不同时、 漏抄及错抄错算所造成的统计数值不准确; 带电设备绝缘不良引起的漏电、无表用电和窃电等造成的损失电量。这部分电量习 8 华北电力大学硕十学位论文 惯称为管理线损。 1 .4配电网线损计算方法现状 线损理论计算是根据电网的实际负荷和电网的正常运行方式， 计算电网中每一元件 的实际有功功率损失、 无功功率损失和在一定时间内的电能损失。 通过理论计算可以达 到: 1 )鉴定电网结构及运行方式的经济性; 2 )查明电网中损失过大的 元件及损失大的原因; 3 )考核实际 线损是否真实、 准确、 合理及以 统计线损和理论线损的差值确定不明 损失的程度，来衡量经营管理的好坏; 4 )分析确定技术降损的方向; 5 )为制定年度、 季度、月 度线损指标和降损措施提供科学依据: 6 )为电网的发展、改进及规划提供科学依据。 选定负荷代表例日，取得代表日0 点到2 4点的实测数据，包括变电站、线路等 0 -2 4 h 正点运行时供电、 输出、 输入的电流、功率、电压、功率因数以及全天电量 记录，正点抄录负荷记录，运行方式资料，首端抄见供电量、配电二次侧总表的抄 见电量或负荷测试记录， 大用户专用高压配电线路、专用配电变压器高压或低压侧 0 -2 4 h 负荷电压、电流、功率、电量、功率因数抄表记录等。输入配网结构参数， 包括各线路导线规格、长度、电阻、电抗值，变压器、调相机、调压器、电容器、 电抗器等的铭牌资料或实测功率损失值，互感器、电度表等设备参数及接户线长度 等。掌握了电网结构参数和运行数据，采用线损理论计算方法来求线损值。 配网线损理论计算方法主要有两类:一类是传统方法，以均方根电流法为基础， 无需潮流计算，包括均方根电流法、平均电流法 ( 形状系数或等效系数法) 、最大 电流法 ( 损失因数法) 、等值电阻法、最大负荷损失小时法、分散系数法等:另一 类是潮流计算方法包括前推回代潮流计算法、 动态潮流法、节点等效功率法、 损耗 功率累加法、损耗功率插值/ 拟合法等方法。 1 . 均方根电流法 设电力网元件电阻为r ，通过此元件的电流为 i ，则该电力网元件电阻天 2 4 小时内的电能损失值 w 按下式计算: w = 3 介 2 r d t x 1 0 - (k w h ) ( 1 - 2 ) 由于负荷曲线的表达式 i = f ( t ) 不易获得，一 般是通过对该元件进行 2 4 h ( 代表日) 负 荷电流的实测，得出阶梯形负荷曲线，然后按小时进行分段线损计算，在每一小时 内1可 以近似认为负荷保持不变。设代表日2 4 h 的负荷电流实测为 1 i z -1 2 1 ， 则: 华北电力大学硕十学位论文 惯称为管理线损。 1 .4配电网线损计算方法现状 线损理论计算是根据电网的实际负荷和电网的正常运行方式， 计算电网中每一元件 的实际有功功率损失、 无功功率损失和在一定时间内的电能损失。 通过理论计算可以达 到: 1 )鉴定电网结构及运行方式的经济性; 2 )查明电网中损失过大的 元件及损失大的原因; 3 )考核实际 线损是否真实、 准确、 合理及以 统计线损和理论线损的差值确定不明 损失的程度，来衡量经营管理的好坏; 4 )分析确定技术降损的方向; 5 )为制定年度、 季度、月 度线损指标和降损措施提供科学依据: 6 )为电网的发展、改进及规划提供科学依据。 选定负荷代表例日，取得代表日0 点到2 4点的实测数据，包括变电站、线路等 0 -2 4 h 正点运行时供电、 输出、 输入的电流、功率、电压、功率因数以及全天电量 记录，正点抄录负荷记录，运行方式资料，首端抄见供电量、配电二次侧总表的抄 见电量或负荷测试记录， 大用户专用高压配电线路、专用配电变压器高压或低压侧 0 -2 4 h 负荷电压、电流、功率、电量、功率因数抄表记录等。输入配网结构参数， 包括各线路导线规格、长度、电阻、电抗值，变压器、调相机、调压器、电容器、 电抗器等的铭牌资料或实测功率损失值，互感器、电度表等设备参数及接户线长度 等。掌握了电网结构参数和运行数据，采用线损理论计算方法来求线损值。 配网线损理论计算方法主要有两类:一类是传统方法，以均方根电流法为基础， 无需潮流计算，包括均方根电流法、平均电流法 ( 形状系数或等效系数法) 、最大 电流法 ( 损失因数法) 、等值电阻法、最大负荷损失小时法、分散系数法等:另一 类是潮流计算方法包括前推回代潮流计算法、 动态潮流法、节点等效功率法、 损耗 功率累加法、损耗功率插值/ 拟合法等方法。 1 . 均方根电流法 设电力网元件电阻为r ，通过此元件的电流为 i ，则该电力网元件电阻天 2 4 小时内的电能损失值 w 按下式计算: w = 3 介 2 r d t x 1 0 - (k w h ) ( 1 - 2 ) 由于负荷曲线的表达式 i = f ( t ) 不易获得，一 般是通过对该元件进行 2 4 h ( 代表日) 负 荷电流的实测，得出阶梯形负荷曲线，然后按小时进行分段线损计算，在每一小时 内1可 以近似认为负荷保持不变。设代表日2 4 h 的负荷电流实测为 1 i z -1 2 1 ， 则: 华北电力大学硕一十 学位论文 a w = 3 ( 1 2 ,+ 1 2 2 + + t 2 4 ) r x 2 4 x1 0 = 3 i , rf r x 2 4 x 1 0 ( k w h ) ( 1 - 3 ) y ( p 2 + q 2 ) i = f_ 3 x 2 4 u2 y (w十 w) 3 x 2 4 u ( a )( 1 - 4 ) 对v白同 l f r 式中 i f f 工 一代表日 均方根电流 ( a ) 一实际负荷电流 a ) p ; q ;一实际有功、无功功率，k w , k v a r wax . w , 。 一实际有功、无功电量，k w h , k v a r h u一线电压的平均值，k v 八 w一代表日全天的损失电量，k w h 全月理论线损电量八 w . 为: ii w 二 二仁 代表日固定线损电量+代表日可变线损电量x( 全月供电量/ ( 代表日供电量 x 全月实际天数) ) x 全月实际天数 2 .平均电流法 平均电流法是利用平均电流与均方根电流的等效关系进行线损计算的方法， 也 称等效系数法、形状系数法。等效系数是均方根电流与平均电流的比值，也称之为 形状系数。 k =i , r f /1 , =p c f f /p . ,=w c f f /w e . 式中:k 一等效系数或形状系数 i . , p w e ，一分别为代表日电流、功率、电量的平均值 i - . p c f f + w , f f 一分别为代表日电流、功率、电量的均方根值 代表日的损失电量: a w = 3 1 , f r t x 1 0 - - ( p a f +q c f f ) /u i r x 2 4 x 1 0 - = ( p i , /u z c o s z q)r t x 1 0 - ( k w h )( 卜5 ) 等效功率= 平均功率x 等效系数，所以上式可写为: a w二3 k 2 1 - r t x 1 0 - ( k w h ) ( 1 - 6 ) 式中 t ， 一实际平均电流 ( a ); t 一实际时间 ( h ) 负荷率 a = p . , , / p . . . = l id 工 。 总结分析若干种不同形状的负荷曲线得出等效系数经验公式: k = 喜 + 牛 (i 十 。 )z) ( 1 一 7 ) 实际应用中可根据不同的负荷率a 代入式( 1 - 7 ) 求得等效系数k ， 再代入式( 1 - 6 ) e 3 .等值电阻法 6 - 1 o k v高压配电线路的特点是线路较长、负荷点多、分支多，电能损耗在整 华北电力大学硕士学位论文 个电网中占的比重较大。对于一条这样的配电线路， 把任何两个负荷点之间都当作 一个线段，然后各个线段都用均方根电流来计算其线损，最后把各线段的线损电量 相加，就得到全线路线损。这样做理论上可行，但实际上因计算量大、要求数据多 而很难应用。 等值电阻法的思想就是求出这条配电线路的等值电阻，然后求其线损。在计算 线损的时段t( 年、月、日)内，在该线路上产生的电能损耗按下式: w = 3 t 艺i 益 r ; x 1 0 - 一 t 夕 p 2 + q 12t . , ff1 r ;x 10 - 臂u .u f ( k w h ) ( 1 - 8 ) q ; . c f : 一第 i 段线路上在时间t内的均方根电流( a ) 、均方根有功功率 ( k w ) 、均方根无功功率( k v a r ) 一对应p l . c f ， 与 q i . o f : 处的线电压( k v ) 一第 i 段线路电阻 一该线路总的线段数 一计算线损的时段( h ) 一 其中: 工 v r ; m t 设配电线在变电站出口处 ( 即首段)的线路总均方根电流为 i t . c f f ，在时段 t内 出线电度表记录的电量折算的相应功率为 p t , f f ( k w ) 以及q t , , , , ( k v a r ) ，变电站出c 7 母线处的电压为u n ( k v ) ，并令: w = 3 t i t, cffr , x 1 0 = 3 t 艺1 ;z r , x 1 0 - ( k w h )( 1 - 9 ) 或 、 w = t p t g + q ,2 .ff r . x 、 。 一 u a . - , p ? a + 0 .? _二 t .u 一 呀 之 生尺x l o - , u 广 h ) ( 1 - 1 0 ) 则可得:( 1 一 1 1 ) 或:r 0 = 艺 i isf r i r .= 先 森 - 食 丑 益 士 qz * ;_ , u 广 s ( k w ( 0) p 11, 9 十 / q zt ,c$ u a ( 5 2 )( 1 一 1 2 ) r 。 就称为此线路导线的电能损耗等值电阻，它表示由变电站记录的线路总均方 根电流 ( 或由出线电度表上记录的电度数折算的等效功率) 在等值电阻上产生的电 能损耗。因此，只需算出线路的等值电阻，再算出线路首端总均方根电流，就可以 一次算出全线路线损电量，而不需分段计算，大大简化了计算过程。 华北电力大学硕士学位论文 等值电阻 r 。 也可由下式近似计算: 艺i i- r ; r = - zi r m ax ( q)( l 一 1 3 ) 其中:i i - - i t - : 分别为第7 段线路最大电流，线路首端最大电流。它的意义是: 当线路首端最大电流通过线路等值电阻时，所产生的电能损耗， 恰好等于该线路在 同时期按实际最大电流运行时所产生的电能损耗。 除上述方法外还有最大负荷损失小时法，分散系数法，因计算误差较大仅应用 于电网规划设计或要求不高的场合。 潮流计算方法中有前推回代潮流计算法、节点 等效功率法、损耗功率累加法、 动态潮流法、损耗功率插值/ 拟合法等方法7 . 1 4 j 前推回代潮流计算法针对 6 - 1 o k v配电网的单电源树状结构特点，利用前推回 代潮流计算的方法，直接求出各点电压进而求出各段的功率损耗。 节点等效功率法将计算时段内随时间变化的各节点注入功率处理为节点等效功 率， 用一次潮流计算来确定系统各项损耗电量。该算法通过将负荷曲 线梯形化或查 负荷曲线形状系数的方式获取节点等效功率， 在负荷功率变化幅度不大的场合下 可 得到较为满意的结果。 损耗功率累加法在计算时段内对各个采样时刻作潮流计算， 最后将各时刻损耗 功率乘以采样间隔时间， 累加得到系统损耗电量。 动态潮流法力图按照实际系统的运行规律计算系统各项损耗功率及损耗电量。 为尽可能准确地反映各节点功率随时间变化的实际状况， 针对各时刻的采样值， 用 分段低次样条插值的方法求取p, q的近似表达式。该方法的精确度主要取决于节 点功率采样值插值( 或拟合) 表达式能否反映系统实际运行状况。 该方法计算量与损 耗功率累加法相当， 但精度更高， 具有较好的灵活性， 可直接得到计算时段内任意时 刻的损耗功率、损耗电量的代数表达式。 但目前的低压配电网理论线损计算方面存在以下不足:配网监测表计少。各负 荷侧数据不齐全;代表日 数量选取有限，不足以代表全年;常用的“ 按容量分配负 荷法” 计算出的负荷数据与实际不符， 误差较大;大量线损率更高的低压线路未进 行建模;配网建设滞后，变压器容量不匹配、线路陈旧落后等，造成实际线损远高 于计算