线损理论计算PPT课件

1、. .何谓线损“四分管理”？1分压管理按不同电压等级进行线损统计、分析及考核的管理方式分区管理按供电区域划分为若干个行政管理单位进行管理分线管理对各电压等级主设备的单个元件电能损耗进行管理分台区管理对各个公变的供电区域电能损耗进行管理第1页/共115页 线损理论计算得到的技术线损数值是电力网线线损理论计算得到的技术线损数值是电力网线损分析和指导降损的科学依据。所以，线损理损分析和指导降损的科学依据。所以，线损理论计算是节能管理的一项重要工作。论计算是节能管理的一项重要工作。与实际线损对比，反映管理水平高低。确定经济运行方式。查找薄弱环节，确定降损关键措施为合理下达线损指标奠定基础.开展理论线损

2、计算的意义第2页/共115页供电局线损管理相关标准.供电局线损管理相关标准供电局线损管理相关标准线损四分管理标准线损四分管理标准（修编）（修编）供电企业线损四分管理达标评价标准（修编）供电企业线损四分管理达标评价标准（修编）1线损理论计算软件技术标准线损理论计算软件技术标准24线损理论计算技术标准线损理论计算技术标准3第3页/共115页目的：目的：学习宣贯南方电网公司学习宣贯南方电网公司线损理论计算技术标准线损理论计算技术标准（试行）（试行）所规定的内容及要求。所规定的内容及要求。范围：范围：电力网电能损耗的定义、分类及具体计算方法。电力网电能损耗的定义、分类及具体计算方法。重点：重点：介绍电

3、网中常规的交流电元件的损耗及其计算数学介绍电网中常规的交流电元件的损耗及其计算数学模型。熟悉各电压等级的线损计算方法。模型。熟悉各电压等级的线损计算方法。掌握掌握：通过原理分析，理解损耗元件的均方根电流：通过原理分析，理解损耗元件的均方根电流 Ijf 是是计算计算 “可变（负荷电流）损耗可变（负荷电流）损耗” 的基础的基础,了解各种数学模了解各种数学模型的近似手段和可能达到计算准确度。型的近似手段和可能达到计算准确度。第一部分第一部分 线损理论计算技术标准线损理论计算技术标准第4页/共115页内内容容提提要要适用范围及引用标准线损计算的几个基本概念降损的原则和方法线损计算的基本原理各种电网元件

4、的线损计算不同电压等级的线损计算理论线损计算结果分析与评价第5页/共115页6 DL/T6861999 电力网电能损耗计算导则（1999） IEC 61803：Determination of Power Losses in High-Voltage Direct-Current (HVDC) Converter Stations1.21.2 遵循的相关标准一、线损理论计算技术标准1.1 适用范围 本技术标准给出了电力网电能损耗的定义、分类及具体计算方法。 本技术标准适用于中国南方电网有限责任公司（以下简称南方电网公司）线损理论计算及线损分析，也适用于电力网规划、设计工作中所涉及的相关计算。第

5、6页/共115页内内容容提提要要适用范围及引用标准线损计算的几个基本概念降损的原则和方法线损计算的基本原理各种电网元件的线损计算不同电压等级的线损计算理论线损计算结果分析及评价第7页/共115页2. 2. 线损计算的几个基本概念线损计算的几个基本概念2.1 2.1 技术线损技术线损 电网线损是供售电过程中损失的电量。是电网线损是供售电过程中损失的电量。是考核供电部门的经济指标之一。从本质来说，电考核供电部门的经济指标之一。从本质来说，电能传送过程中不可避免地发生电能损耗。这部分能传送过程中不可避免地发生电能损耗。这部分客观存在的损耗客观存在的损耗, , 称之为技术线损。称之为技术线损。2.2

6、2.2 管理线损管理线损 由于对广大用户的抄表不同期，同一时段由于对广大用户的抄表不同期，同一时段内，抄见电能与电网关口供出的电能不相符。计内，抄见电能与电网关口供出的电能不相符。计量误差、经营环节可能产生的差错、未被发觉处量误差、经营环节可能产生的差错、未被发觉处理之前的窃电，都被统计为理之前的窃电，都被统计为“线损线损”。就形成为。就形成为所谓管理线损。所以：所谓管理线损。所以： 实际线损实际线损 = = 管理线损管理线损 + + 技术线损技术线损 第8页/共115页2.3 2.3 理论线损率理论线损率 100本网理论线损电量理论线损率计算供电量计算供电量=网内电厂供电量+外网输入电量+购

7、入电量-过网电量 无损电量是指趸售电量和无损用户（其专供线路损耗由用户承担）的供电量。将包含无损电量在内的全部供电量的统计汇总称为无损汇总结果；将供电量中不包含无损电量的统计汇总称为有损汇总结果。在线损理论计算中推荐采用有损汇总结果进行上报与汇总！ 理论线损率是指各省、地区供电部门对其所属输、变、配电设备根据其设备参数和实测运行数据计算得出的线损率。采用下式计算：统计线损率=统计线损电量/计算供电量*100%第9页/共115页2.4 2.4 理论线损（技术线损）组成理论线损（技术线损）组成35kV及以上电力网（包括交流线路及变压器）的电能损耗；620kV配电网（包括交流线路及公用配电变压器）的

8、电能损耗；0.4kV及以下低压网的电能损耗；并联电容器、并联电抗器、调相机、电压互感器的电能损耗和站用变所用的电能等；高压直流输电系统（直流线路，接地极系统，换流站）的电能损耗。第10页/共115页内内容容提提要要适用范围及引用标准线损计算的几个基本概念降损的原则和方法线损计算的基本原理几种电网元件的线损计算不同电压等级的线损计算理论线损计算结果分析与评价第11页/共115页3.3.降损的原则与方法降损的原则与方法 通过努力，管理线损可以，而且也应通过努力，管理线损可以，而且也应该减到很小。该减到很小。 多年线损理论计算证明，供电部门的多年线损理论计算证明，供电部门的管理线损占的比重并不高。所

9、以，实际线损管理线损占的比重并不高。所以，实际线损和技术线损的差异，可以作为衡量供电部门和技术线损的差异，可以作为衡量供电部门管理水平的指标之一。管理水平的指标之一。 而技术线损，技术上也可以将它降到而技术线损，技术上也可以将它降到很低。然而结合电网经济效益，就只应该降很低。然而结合电网经济效益，就只应该降低到一个合理的水平。到底怎样才算合理，低到一个合理的水平。到底怎样才算合理，则取决于当时的社会条件和电网结构。则取决于当时的社会条件和电网结构。第12页/共115页类类 别别发发 生生 的的 设设 备备降降 损损 途途 径径电流型损耗电流型损耗( (可变损耗可变损耗) )1 1）负荷电流通过

10、送）负荷电流通过送配电配电线路，电流通过变压器线路，电流通过变压器初次级线圈。以及因线初次级线圈。以及因线圈电流引起邻近导线，圈电流引起邻近导线，结构金属体的涡流损耗结构金属体的涡流损耗。2 2）架空导线负荷电流在避）架空导线负荷电流在避雷线上感应的接地环。雷线上感应的接地环。3 3）负荷电流通过接头发热）负荷电流通过接头发热1 1）减流。合适的无功补偿，减少全电流。）减流。合适的无功补偿，减少全电流。2 2）减阻。选合理的导线电流密度。）减阻。选合理的导线电流密度。3 3）减少感应电流：）减少感应电流：500kV500kV线路架空地线间隙线路架空地线间隙接地。接地。4 4）降低大电流接头接触

11、电阻。）降低大电流接头接触电阻。电压型损耗电压型损耗( (固定损耗固定损耗) )1 1）变压器空载损耗，）变压器空载损耗，PTPT损损耗。耗。2 2）电容器介损）电容器介损3 3）电晕，绝缘子漏电损耗）电晕，绝缘子漏电损耗4 4）电缆介损）电缆介损1 1）采用低耗变，非晶铁芯配变。）采用低耗变，非晶铁芯配变。2 2）运行中避免过激磁）运行中避免过激磁( (尤其是尤其是OLTCOLTC的准确位的准确位置。置。3 3）减少变压器空载运行的机会。在配置设备）减少变压器空载运行的机会。在配置设备和运行时，尽量避免变压器和运行时，尽量避免变压器大马拉小车大马拉小车。4 4）减小电容器介损）减小电容器介损

12、( (复合纸膜）。复合纸膜）。5 5）减小导线电晕放电。采用直径大于临界起）减小导线电晕放电。采用直径大于临界起晕值或分裂导线。高电场部位均压屏蔽。晕值或分裂导线。高电场部位均压屏蔽。6 6）减小绝缘子泄漏。保持绝缘子表面清洁。）减小绝缘子泄漏。保持绝缘子表面清洁。使用合成绝缘子。使用合成绝缘子。第13页/共115页内内容容提提要要适用范围及引用标准线损计算的几个基本概念降损的原则和方法线损计算的基本原理几种电网元件的线损计算不同电压等级的线损计算理论线损计算结果分析与评价第14页/共115页tiT IjfIpjItrIiT = t1 + + t2 + + + + tn = niit1E =

13、nntrItrItrI2222121=niiitrI12 =niiitIr12=定义：定义：或或TjfdtITI021TIrjf2niiijftITI122于是有于是有niiijftITI121（当当t 0 ）第15页/共115页ImaxIpjIminIt平均负荷平均负荷率：率： maxIIfpj最小负荷率最小负荷率 maxminII电流形状系数是负荷率的函数电流形状系数是负荷率的函数 k =F(f,)22)21()1 (31k(f 0.5)；2)1 (ffk(f )第16页/共115页UTQEIpj322Ijf = k Ipj=UTQEk322第17页/共115页内内容容提提要要适用范围及引

14、用标准线损计算的几个基本概念降损的原则和方法线损计算的基本原理各种电网元件的线损计算不同电压等级的线损计算理论线损计算结果分析与评价第18页/共115页第19页/共115页第20页/共115页5.1.7. 电缆回路的损耗电缆回路的损耗5.1.7.1. 电缆介损功率电缆介损功率p pci ci (最好有厂家数据最好有厂家数据！)diDiiicitgCUp2C Ci i是电缆电容是电缆电容(F/ (F/ kmkm) )。 同芯电缆：同芯电缆：（MW/km）（F/km）i i 是电缆绝缘介质的相对介电常数。是电缆绝缘介质的相对介电常数。tgtgi i 是电缆绝缘介质损耗角正切。是电缆绝缘介质损耗角正

15、切。d di i 、D Di i 是电缆缆芯内径和外径是电缆缆芯内径和外径（mmmm）。 是电流的角频率是电流的角频率 = 2 = 2f f （ f = 50Hzf = 50Hz）。610)ln(18iiiidDC第21页/共115页5.1.7. 电缆回路的损耗电缆回路的损耗5.1.7.1. 电缆介损功率电缆介损功率 p pci ci (续续) 常用的电缆绝缘参数 电缆主绝缘材质 相对介电常数 介损角正切 tgi 油浸电缆 粘性浸渍不滴流 4.0 0.01 压力充油 3.5 0.0045固体绝缘 丁基橡皮绝缘 4.0 0. 05 电缆 聚氯乙烯绝缘（PVC） 8.0 0. 1 聚乙烯绝缘 （P

16、E） 2.3 0. 004 交联聚乙烯绝缘（XLPE） 3.5 0. 0040.008 tgi为最高容许运行温度和最高运行电压下的数值。 第22页/共115页5.1.7. 电缆回路的损耗电缆回路的损耗(续续)5.1.7.2.电缆其它损耗功率电缆其它损耗功率集肤效应系数集肤效应系数 K3= 0.016 0.022邻近效应系数邻近效应系数 K4= 0 0.03 对于三芯扇形截面电缆，两种效应作用下，对于三芯扇形截面电缆，两种效应作用下，电缆的单位电阻电缆的单位电阻 r20 (/km) 将增加将增加5%。 r20 = r20 ( 1 + K3 + K4 ) 1.05 r20 其它诸如铠甲涡流等，不再

17、考虑。其它诸如铠甲涡流等，不再考虑。第23页/共115页5.1.7. 电缆回路的损耗电缆回路的损耗(续续)5.1.7.3. 串接电缆的送电线路的电能损耗（串接电缆的送电线路的电能损耗（包括包括6 6 10kV10kV配电线配电线） 线路采用了线路采用了n n 种导线种导线; ; 第第 i i 种导线单位电阻为种导线单位电阻为 R Ri i(2020); ; 分裂分裂条数为条数为 N Ni ic c ；长度为；长度为L Li i ；70 70 的容许电流为的容许电流为I Ipi pi 。 线路串接了线路串接了n nC C 种种电缆电缆; ; 第第 i i 种电缆单位电阻为种电缆单位电阻为 R R

18、i i(2020); ; 长度长度为为L LCiCi ；的容许电流为的容许电流为I Ipipi 。每每 kmkm 介损功率为介损功率为 p pcici 。 在在 T T( (h h) ) 时段内的电能损耗为：时段内的电能损耗为：mjnicirjrjnicipijficiijfnicillCCpTpINIILNRTITppE11212)20(2111)1(04. 0)(2 . 01 3)(第24页/共115页5.1.8. 架空送电线的避雷线的电能损耗架空送电线的避雷线的电能损耗 双架空避雷线，且两边直接接地的线双架空避雷线，且两边直接接地的线路（简称路（简称双地双接双地双接）, ,感应电流电感应

19、电流电能损耗由两部分组成能损耗由两部分组成 ： 避雷线和大地形成环流，造成电能避雷线和大地形成环流，造成电能损耗损耗 ； 两根避雷线之间的两根避雷线之间的空中环流空中环流 EED2hD2h 。 单避雷线，或双架空避雷线，单边单避雷线，或双架空避雷线，单边直接接地（简称直接接地（简称双双/ /单地单接单地单接），），则只有则只有避雷线和大地形成环流，造成避雷线和大地形成环流，造成电能损耗电能损耗EED1dD1d ；d1A d1C d2B d2C ED1d /ED2dd1B d1C A B C ED2h1 d12 2第25页/共115页5.1.8. 架空送电线的避雷线的电能损耗架空送电线的避雷线的

20、电能损耗 (续续)5.1.8.1. 双双/ /单地单接单地单接的电能损耗的电能损耗EED1dD1d kmVddaddaIjECABAjfiD/)(lg)(lg145. 011211式中式中： Ijf 是导线的均方根电流是导线的均方根电流（A）。 是是复复感应电动势感应电动势。 a 是矢量的转角因子是矢量的转角因子 a = e j120。 d1A，d1B，d12 是避雷线和导线之间的距离是避雷线和导线之间的距离（m）。 时段时段T T内，内，双/单地单接nD种避雷线的损耗电能种避雷线的损耗电能： EMWhTLrDxRREEDniiDiDiDiDiDiDdD162iD022110)lg145. 0

21、()05. 0()05. 0(第26页/共115页5.1.8. 架空送电线的避雷线的电能损耗架空送电线的避雷线的电能损耗 (续续)5.1.8.2. 双地双接双地双接 : :避雷线对大地环流部分电能损耗避雷线对大地环流部分电能损耗EED2dD2d MWhTLdrxRRdddIEDniiDiDiDiDiDBCAjfdD16212222111210)1000lg145. 05 . 0()05. 05 . 0()05. 05 . 0()lg2145. 0(双避雷线之间的双避雷线之间的空中环流空中环流部分电能损耗部分电能损耗EED2hD2hMWhTLxrdRRddIEDniiDiDiDiDiDCAjfh

22、D10)lg145. 0()lg145. 0(5 . 11621222112双避雷线的电能损耗双避雷线的电能损耗 ED2 = ED2d + ED2h第27页/共115页5.1.8. 架空送电线的避雷线的电能损耗架空送电线的避雷线的电能损耗 (续续) 公式的参数含义公式的参数含义 x xi iD D 是避雷线的感抗（是避雷线的感抗（/km/km，r r 是避雷线半径是避雷线半径 m m） D D0 0i iD D 是第是第i i种避雷线的地下感应电流的等值深度种避雷线的地下感应电流的等值深度 ( (m m) ) )75. 02000(ln1022rxiDfDiD102100 x xi iD D

23、是避雷线的感抗（是避雷线的感抗（/km/km，r r 是避雷线半径，是避雷线半径，m m）iDiD 是第是第i i种避雷线的大地导电率种避雷线的大地导电率 ( (m m) )。 f f 是送电负荷电流频率是送电负荷电流频率 ( (50Hz50Hz) )。 第28页/共115页ED = 5.1.8. 架空送电线避雷线的电能损耗架空送电线避雷线的电能损耗 (续续)5.1.8.3. 小结：避雷线的电能损耗（设共用小结：避雷线的电能损耗（设共用n nD D种避雷线）种避雷线） EED D1d （单单/ /双地单接双地单接情形，公式情形，公式2-102-10）EED D2 （双地双接双地双接 情形，公式

24、情形，公式2-92-9）5.1.9. 架空送电线电晕的电能损耗架空送电线电晕的电能损耗 5.1.9.1. 定义定义 带电导线表面对大气的局部放电的损耗，以及沿绝缘带电导线表面对大气的局部放电的损耗，以及沿绝缘 子表面爬电的损耗，都归为电晕电能损耗子表面爬电的损耗，都归为电晕电能损耗 。 5.1.9.2. 计算计算 影响电晕放电的不确定因素很多。正常情况下，电晕影响电晕放电的不确定因素很多。正常情况下，电晕 所造成的电能损耗并不大。所造成的电能损耗并不大。按南方电网公司颁发的线损理论计算技按南方电网公司颁发的线损理论计算技术标准（试行）术标准（试行）规定，规定，35kV35kV以上的架空送电线路

25、的电晕损耗为电以上的架空送电线路的电晕损耗为电阻损耗的阻损耗的2%2%。 第29页/共115页5.1.20. 送电线的电能损耗比较汇总送电线的电能损耗比较汇总5.1.20.1用用n n种架空导线，种架空导线，n nC C种电缆和种电缆和 m m 个串抗的个串抗的6 6 10kV10kV配电线配电线mjnicirjrjnicipijficiijfnicillCCpTpINIILNRTITppE11212)20(2111)1(04. 0)( 2 . 01 3)(5.1.20.2 用用n n种架空导线种架空导线, ,n nC C种电缆种电缆, ,n nD D种避雷线和种避雷线和m m个串抗的送电线个

26、串抗的送电线DnicimjrjrjnicipijficiijflEpTpINIILNRTIEC11212)20(22)1(04.0)(2 .01 302.1第30页/共115页 由于潮流计算是整条线路（甚至是整对双回路）的欧姆由于潮流计算是整条线路（甚至是整对双回路）的欧姆损耗损耗 El0 ，并未考虑导线电阻温度补偿。，并未考虑导线电阻温度补偿。iniijflLRIE1203所以要有整条线温度补偿系数所以要有整条线温度补偿系数 k kw winiimpicijfiniiwLRtINILRk121)20(004. 0)(2 . 01 式中式中 Ijf 是整条线路的均方根电流。如果是双回路，是整条

27、线路的均方根电流。如果是双回路， Ijf 是是整条线路的均方根电流之半！整条线路的均方根电流之半！ 考虑导线电阻温度补偿的电能损耗考虑导线电阻温度补偿的电能损耗 Elw = kwEl0 5.1.21. 送电线电阻的温度综合补偿系数送电线电阻的温度综合补偿系数k kw w第31页/共115页InrT第32页/共115页第33页/共115页第34页/共115页r12r13r23r1 r2r3第35页/共115页第36页/共115页r1r2r3Ijf2Ijf3Ijf1= Ijf2+ Ijf3注意：三线卷变压器损耗注意：三线卷变压器损耗功率必须用归算电阻计算。功率必须用归算电阻计算。第37页/共115

28、页第38页/共115页第39页/共115页第40页/共115页第41页/共115页MMWh / MVarhS1, S2 , S3 , S4 , S5 , S6, S7 , S8 , S9 , S10S13S14S15S11 S12r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7 r8 r9 r10 r11 r12 r13 r14r16r15第42页/共115页10111213S10S11S12S13S14S15Ijf10 通过节段通过节段10，供电，供电6台配变。台配变。5.4.3.1. 配网中配线的节段配网中配线的节段(续续)Ijf10第43页/共115页第44页/共115页第45页/共115页第4

29、6页/共115页2m112mi1)()(iinijjiLdzSSrR5.4.3. 5.4.3. 全网配线等值电阻全网配线等值电阻 R RLdzLdz 全网配线等值电阻可以理解为全网配线等值电阻可以理解为配变容量平方的配变容量平方的质心电阻质心电阻！RLdz2m11)(iiS2m21)(iiS2mn1)(iiS2m1)(iiSr1r2rn（节段电阻）（节段电阻）第47页/共115页第48页/共115页5.4.5.3 5.4.5.3 小电源问题小电源问题 等值容量法等值容量法1 1（网内有（网内有m m2 2个小电源和个小电源和m m1 1台用台用户配变）户配变） 先决条件：先决条件： 知道每个小

30、电源在时段知道每个小电源在时段 T T 内的有功发电量内的有功发电量 P Psisi , ,和无功发电量和无功发电量 Q Qsisi 。时段。时段 T T内发电的均方根电流内发电的均方根电流UTQPkIsisijfsi322 k 是整个配网的电流形状系数。是整个配网的电流形状系数。设整个配网的均方根电流为设整个配网的均方根电流为 I Ijf0 jf0 , , 第第 i i 台个小电源的贡献为台个小电源的贡献为01121jfmjmiSijSijfSiISSSI Ssi 是第是第 i 台台小电源配变容量，小电源配变容量， Ssi是第是第 j 台台 用户用户 配变容量配变容量 。于是可以得到于是可以

31、得到 m m2 2条关于小电源配变容量条关于小电源配变容量S Ssisi的方程式：的方程式：0)(01121jfSimjmiSijjfSiISSSI第49页/共115页5.4.5.4 5.4.5.4 配网中小电源配网中小电源“等值容量等值容量S SSjSj法法 1 1” 对于对于 m m2 2 台小台小电源升压配变，可以列出电源升压配变，可以列出 m m2 2 条均方根电流分配方程：条均方根电流分配方程： 式中式中: :均方根电流均方根电流I Ijfs0 jfs0 , , I Ijfs1 jfs1 , , , I, Ijfsm2 jfsm2 , , 用户配变容量用户配变容量S S1 1 , ,

32、 S S2 2 , , ,S ,Sm1m1 是已参数。解方程组是已参数。解方程组, , 得出小电源等值容量得出小电源等值容量S SS S1 1 , , S SS S2 2 , , ,S,SSmSm2 2。将它们置负将它们置负, , 将将 p p0j 0j 和和 p pkjkj置置0 , 0 , 和用和用S Si i 户一起去户一起去形成形成R RTdz Tdz 和和 R RLdzLdz 。0)(0)(0)(0)(0m21121m20112102112120S111211jfSmjmiSijjfSjfSimjmiSijjfSijfSmjmiSijjfSjfmjmiSijjfSISSSIISSSI

33、ISSSIISSSI第50页/共115页5.4.5.5 5.4.5.5 配网中小电源配网中小电源“等值容量等值容量S SSjSj法法 2 2” 先决条件：先决条件： 知道每个小电源在时段知道每个小电源在时段 T T 内的有功发电量内的有功发电量 P Psisi , ,和无功发电量和无功发电量 Q Qsisi 。时段。时段 T T 内发电的平均电流内发电的平均电流 时段时段 T T 内内, , 第第 j j 台个小电源的平均视在功率为台个小电源的平均视在功率为TUQPInSjSjpjSj322TQPIUSSjSjpjSjnpjSj223于是得出于是得出 m2 个个 SpjS1 , SpjS2 ,

34、 , SpjS m1。将它们置负将它们置负, 并将并将 p0j 和和 pkj置置0 , 和和用用Si 户一起去形成户一起去形成RTdz 和和 RLdz 。 第51页/共115页5.4.5.4 5.4.5.4 有小电源有小电源 的配网线损率的配网线损率 T T时段内计算出的线损电能时段内计算出的线损电能 = = T T时段内网内全部小电源发电电能时段内网内全部小电源发电电能 = = T T时段内全网总表抄见电能时段内全网总表抄见电能( (出网或入网出网或入网)=)= E21miSiP0P%100%210miSiPPEE第52页/共115页第53页/共115页第54页/共115页第55页/共115

35、页5.7. 5.7. 低压网损的电压降公式推导低压网损的电压降公式推导 U1 r x U2II U2 Ix A B U1 Ir j90.21.)(jeIxrIIjxrIjxrIUUUsincos11.21.IxIrBUABAUUUUu%100sincos%100UIxIrUuU%100cos33%100cos33%10022IUrIIUrIppplirriritgrxtgtgrxUIxIrIUrIUpKlrip11)1 (cos1%100sincos%100cos33222cos112tg这就是公式这就是公式4-84-8第56页/共115页内内容容提提要要适用范围及引用标准线损计算的几个基本概

36、念降损的原则和方法线损计算的基本原理各种电网元件的线损计算不同电压等级的线损计算理论线损计算结果分析与评价第57页/共115页6 6 不同电压等级的线损计算不同电压等级的线损计算6.1 6.1 理论线损组成理论线损组成整个电网电能损耗计算包括：整个电网电能损耗计算包括：u35kV35kV及以上电力网：及以上电力网：35kV35kV及以上交流线路及变压器；及以上交流线路及变压器；u20kV20kV配电网：配电网：20kV20kV交流线路及公用配电变压器；交流线路及公用配电变压器；u10kV10kV配电网：配电网：10kV10kV交流线路及公用配电变压器；交流线路及公用配电变压器；u6kV6kV配

37、电网：配电网：6kV6kV交流线路及公用配电变压器；交流线路及公用配电变压器；u0.4kV0.4kV低压网：低压网：0.4kV0.4kV及以下电力网；及以下电力网；u其它交流元件：并联电容器，并联电抗器，调相机，电压其它交流元件：并联电容器，并联电抗器，调相机，电压互感器，站用变等；互感器，站用变等；u高压直流输电系统：直流线路，接地极系统，换流站（换高压直流输电系统：直流线路，接地极系统，换流站（换流变压器、换流阀、交流滤波器、平波电抗器、直流滤波流变压器、换流阀、交流滤波器、平波电抗器、直流滤波器、并联电抗器、并联电容器和站用变压器）。器、并联电抗器、并联电容器和站用变压器）。第58页/共

38、115页6.2.1 6.2.1 算法原理算法原理潮流算法潮流算法: : 由发电机和负荷功率推知支路电流、节点电压，由发电机和负荷功率推知支路电流、节点电压，从而可得到各个元件的有功损耗及整个电网的有从而可得到各个元件的有功损耗及整个电网的有功损耗。计算时段内的电能损耗计算可以归结为功损耗。计算时段内的电能损耗计算可以归结为日电能损耗计算，日电能损耗的计算方法主要有日电能损耗计算，日电能损耗的计算方法主要有电力法和电量法两种。电力法和电量法两种。6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 第59页/共115页p潮流计算模型中可以包括以下元件潮流计算模型中可以包括以下

39、元件: :u架空线路，电缆线路；架空线路，电缆线路；u双绕组变压器，三绕组变压器；双绕组变压器，三绕组变压器；u串联电抗器；串联电抗器；u并联电容器，并联电抗器；并联电容器，并联电抗器；u站用变压器，所消耗的功率作为负荷处理；站用变压器，所消耗的功率作为负荷处理；u调相机，作为发电机处理。调相机，作为发电机处理。6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 第60页/共115页p 电力法：电力法： 根据每小时的发电机的有功、无功（电压）数据、根据每小时的发电机的有功、无功（电压）数据、负荷的有功、无功数据、网络拓扑结构及元件阻抗负荷的有功、无功数据、网络拓扑结构及元

40、件阻抗参数进行潮流计算，得出每个节点电压，然后计算参数进行潮流计算，得出每个节点电压，然后计算出每条支路的有功损耗。将所有支路的损耗相加，出每条支路的有功损耗。将所有支路的损耗相加，即是全网一小时的损耗。将即是全网一小时的损耗。将24 24 小时的损耗相加，即小时的损耗相加，即得出一天的线损。得出一天的线损。 6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 第61页/共115页p 电量法：电量法： 基本思路是首先将电网各节点一天基本思路是首先将电网各节点一天2424小时的负荷折算成以相应小时的负荷折算成以相应2424小时的总功率为小时的总功率为基准的负荷或出力分配系数

41、，再将代表日电基准的负荷或出力分配系数，再将代表日电量（有功电量和无功电量）乘以相应负荷或量（有功电量和无功电量）乘以相应负荷或出力分配系数，形成出力分配系数，形成2424小时各个节点负荷的小时各个节点负荷的有功功率和无功功率；同样地，对发电机有有功功率和无功功率；同样地，对发电机有功功率和无功功率也借助其电量数据做类似功功率和无功功率也借助其电量数据做类似处理。再进行潮流计算。其余计算与电力法处理。再进行潮流计算。其余计算与电力法的相同。的相同。 6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 第62页/共115页p 潮流算法数据采集潮流算法数据采集: : 计算方法

42、需要采集的运行数据电力法计算时段内电网每天所有正点的数据如下： （1）电网拓扑结构。 （2）发电机：其所接节点作为PQ节点，有功功率（MW）和无功功率（Mvar）；其所接节点作为PV节点时，有功功率（MW）和电压（kV）；其所接节点作为平衡节点时，电压（kV），其相角设为零。 （3）调相机：其所接节点作为PQ节点，有功功率（MW）和无功功率（Mvar）；其所接节点作为PV节点时，有功功率（MW）和电压（kV）。 （4）负荷：有功功率（MW）和无功功率（Mvar）。电量法 除需要采集电力法的所有数据外，还需要采集计算时段内所有发电机（平衡机除外）、调相机和负荷每天的有功电度（MWh）和无功电度（

43、Mvarh）。6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 第63页/共115页p 潮流算法需要注意以下问题潮流算法需要注意以下问题: :u架空线路由于温升引起的线损无法在潮流模型中考架空线路由于温升引起的线损无法在潮流模型中考虑，需要采用标准虑，需要采用标准2.2.12.2.1中的方法求得；中的方法求得；u220kV220kV以上线路的电晕损失无法在潮流模型中考虑，以上线路的电晕损失无法在潮流模型中考虑，需要采用标准需要采用标准2.2.22.2.2中的方法求得；中的方法求得；u电缆线路绝缘介质中的电能损耗无法在潮流模型中电缆线路绝缘介质中的电能损耗无法在潮流模型中

44、考虑，需要采用标准考虑，需要采用标准2.2.32.2.3中的方法求得；中的方法求得；u架空地线的电能损耗无法在潮流模型中考虑，需要架空地线的电能损耗无法在潮流模型中考虑，需要采用标准采用标准2.2.42.2.4中的方法求得；中的方法求得；u潮流模型一般会忽略变压器的励磁支路，其空载电潮流模型一般会忽略变压器的励磁支路，其空载电能损耗可采用标准能损耗可采用标准2.2.52.2.5中的方法求得；中的方法求得；6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 第64页/共115页p 潮流算法需要注意以下问题（续）：潮流算法需要注意以下问题（续）：u与架空线路、双绕组变压器低压

45、侧、三绕组变压器与架空线路、双绕组变压器低压侧、三绕组变压器中压侧和低压侧相连接的串联电抗器电能损耗无法中压侧和低压侧相连接的串联电抗器电能损耗无法在潮流模型中考虑，可采用标准在潮流模型中考虑，可采用标准2.2.62.2.6中的方法求中的方法求得；得；u并联电容器、并联电抗器及电压互感器的电能损耗并联电容器、并联电抗器及电压互感器的电能损耗无法在潮流模型中考虑；无法在潮流模型中考虑；u并联电容器、并联电抗器、电压互感器、站用变压并联电容器、并联电抗器、电压互感器、站用变压器及调相机均归为其它交流元件，其电能损耗计算器及调相机均归为其它交流元件，其电能损耗计算方法见标准第五章。方法见标准第五章。

46、u因此，在忽略以上几种情况的时候，整个因此，在忽略以上几种情况的时候，整个35kV35kV及以及以上电力网的电能损耗就等于潮流算法直接获得的总上电力网的电能损耗就等于潮流算法直接获得的总损耗。损耗。6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 第65页/共115页p代表日与代表月电能损耗之间的折算代表日与代表月电能损耗之间的折算: :u计算时段的选取对于计算结果有较大影响，根据南方电网公司技术标准中的相计算时段的选取对于计算结果有较大影响，根据南方电网公司技术标准中的相关规定，选取代表月和代表日均符合要求。关规定，选取代表月和代表日均符合要求。u由于代表月和代表日均

47、所涉及的数据采集量各异，采用代表月形式进行计算时由于代表月和代表日均所涉及的数据采集量各异，采用代表月形式进行计算时所投入的人力物力远大于代表日形式，所以允许各地线损负责部门根据各地区线所投入的人力物力远大于代表日形式，所以允许各地线损负责部门根据各地区线损计算基础条件选取合适的代表日进行计算。损计算基础条件选取合适的代表日进行计算。u在代表月线损计算中，如果能够完整获得一个月的详细数据，那么可对区间进在代表月线损计算中，如果能够完整获得一个月的详细数据，那么可对区间进行精细划分，将一个月分解为行精细划分，将一个月分解为744744个时间段（个时间段（3131天）或天）或720720个时间段（

48、个时间段（3030天），并天），并对每个时间段分别进行一次潮流计算，即选定的代表日数为对每个时间段分别进行一次潮流计算，即选定的代表日数为3131天（或天（或3030天），称天），称这种做法为完整潮流算法。这种做法为完整潮流算法。u如果采用代表日进行潮流计算，则存在代表日与代表月电能损耗之间的折算问如果采用代表日进行潮流计算，则存在代表日与代表月电能损耗之间的折算问题。题。6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 第66页/共115页均方根电流法：均方根电流法： 把主网分为四个元件：架空线路（包括串联电把主网分为四个元件：架空线路（包括串联电抗），电缆线路，双绕

49、组变压器（包括串联电抗），抗），电缆线路，双绕组变压器（包括串联电抗），三绕组变压器（包括串联电抗），三绕组变压器（包括串联电抗），采用均方根电流法，采用均方根电流法，按元件逐个计算电能损耗按元件逐个计算电能损耗。而主网中的并联电容器、而主网中的并联电容器、并联电抗器、电压互感器、站用变压器和调相机按各并联电抗器、电压互感器、站用变压器和调相机按各自计算方法计算（见标准第五章）自计算方法计算（见标准第五章）203()ajfEIRTPT6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 第67页/共115页p 均方根电流法数据采集：均方根电流法数据采集：元件名称需要采集的运

50、行数据架空线路 首端有功电度（MWh）和无功电度（Mvarh），计算时段内记录的线路最大和最小电流（kA），线路所在地平均环境温度（0C）。电缆线路 首端有功电量（MWh）和无功电量（Mvarh），流过线路的最大和最小电流（kA）。双绕组变压器 高压侧有功电量（MWh）和无功电量（Mvarh），计算时段内记录的高压侧最大和最小电流（kA）。三绕组变压器 中压侧有功电量（MWh）和无功电量（Mvarh），计算时段内记录的中压侧最大和最小电流（kA）；低压侧有功电量（MWh）和无功电量（Mvarh），计算时段内记录的低压侧最大和最小电流（kA）。6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算

51、及以上电力网线损计算 第68页/共115页35kV35kV及以上电力网线损计算方法及其适用范围及以上电力网线损计算方法及其适用范围基本计算方法延伸算法适用范围均方根电流法平均电流法已知计算时段内抄见有功电量、无功电量、最大和最小负荷电流及额定电压。最大电流法已知计算时段内有功和无功抄见电量、最大和最小负荷电流及额定电压。潮流算法损耗功率累加法电力法已知负荷有功和无功功率、网络拓扑结构及元件阻抗参数。电量法已知负荷有功和无功电量、负荷曲线、网络拓扑结构及元件阻抗参数。6.2.2 6.2.2 方法比较方法比较6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 第69页/共11

52、5页35kV35kV及以上电力网线损计算方法优缺点比较及以上电力网线损计算方法优缺点比较基本计算方法优 点缺 点均方根电流法计算速度快，适合大规模电力网数据处理和计算；能考虑环温和电流温升对电阻的影响，并引入形状系数来求解均方根电流，简化了均方根电流求解的烦琐；不存在收敛性问题，对数据输入准确性要求较低。属于工程上的近似计算，精度虽能够满足工程需要，但仍是一种估算算法；因为对数据录入要求不高，故对数据的误录不能起检验和校正作用。潮流算法计算精度较高，可计算35kV及以上电力网各元件损耗的精确值，潮流计算的优化可缩短计算时间并使其适用于大型电力网的计算，由于对输入数据要求较高，所以一定程度上可以

53、防止由于数据误录而产生的错误计算结果。由于高压电力网潮流计算中常常应用xr这一结论对潮流计算进行简化，且不能考虑环温和电流温升对电阻的影响，而这一部分对线损计算有一定影响，造成计算结果有偏差；对数据输入准确性要求较高，某些情况下可能因为数据输入的不准确而导致潮流计算不收敛，无法得到结果；计算速度慢。6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 第70页/共115页35kV35kV及以上电力网线损基本计算方法数据采集比较及以上电力网线损基本计算方法数据采集比较基本计算方法所需基本参数数据采集特点均方根电流法 元件计算时段内的有功电量、无功电量，及流过元件的最大/最小电

54、流值，架空线路应虑及所在地平均温度。 数据结构简单，易于工程实现。有功、无功电量可由元件抄见电量获得，均方根电流可由不同途径间接得到，如采用平均电流法时，由平均电流折算得到。潮流算法计算时段内电力网每天所有正点的数据如下：（1）电力网拓扑结构。（2）发电机：其所接节点作为PQ节点，有功和无功功率/电量；其所接节点作为PV节点时，有功功率/电量和电压；其所接节点作为平衡节点时，电压幅值。（3）调相机：其所接节点作为PQ节点，有功和无功功率/电量；其所接节点作为PV节点时，有功功率/电量和电压。（4）负荷：有功和无功功率/电量 数据录入复杂，数据精确度要求高，工作量大。作为离线计算软件，电力网拓扑

55、结构、发电机、调相机和负荷参数可由调度部门历史管理数据中得到；如地方硬件水平较高，具备实时电力网监控调度系统时，可直接与其建立接口，获得相应数据，实现在线计算。6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 第71页/共115页6.2.3 6.2.3 小结小结均方根电流法方便实用、适于大范围推广。均方根电流法方便实用、适于大范围推广。潮流算法因对网络参数、运行数据要求严格，在条潮流算法因对网络参数、运行数据要求严格，在条件具备时适于使用，可得到较为精确的计算结果。件具备时适于使用，可得到较为精确的计算结果。如采用潮流计算时，应对计算结果进行修正。如采用潮流计算时，应对

56、计算结果进行修正。6.2 35kV6.2 35kV及以上电力网线损计算及以上电力网线损计算 第72页/共115页5.3.1 5.3.1 计算难点计算难点 配网节点多、分支线多、元件也多，配网节点多、分支线多、元件也多，各支线的导线型号不同，配电变压器的容各支线的导线型号不同，配电变压器的容量、负荷率、功率因数等参数和运行数据量、负荷率、功率因数等参数和运行数据也不相同，精确地计算配电网络中各元件也不相同，精确地计算配电网络中各元件的电能损耗比较困难。的电能损耗比较困难。 6.3 10kV6.3 10kV配网线损计算配网线损计算 第73页/共115页6.3.2 6.3.2 算法原理算法原理等值电

57、阻法等值电阻法: : 基本思想是：整个配网的总均方根电流流过基本思想是：整个配网的总均方根电流流过等值电阻所产生的损耗，等于配网内全部配线可等值电阻所产生的损耗，等于配网内全部配线可变损耗和全部配变负载损耗的总和，即：变损耗和全部配变负载损耗的总和，即： 其中：其中： 为配线等值电阻为配线等值电阻 为配变等值电阻为配变等值电阻dzLdzTdzRRRLdzRTdzR2013()mjfLdzTdziiAIRRpT6.3 10kV6.3 10kV配网线损计算配网线损计算 第74页/共115页p等值电阻法数据采集等值电阻法数据采集: : 计算方法需要采集的运行数据基于配变容量的等值电阻法（1）配网拓扑

58、结构。（2）配网首端总有功电度（MWh）和无功电度（Mvarh）。（3）配网首端最大电流和最小电流（kA）。（4）环境温度（0C）。（5）如果含小水电或小火电机组，需要采集其有功电度（MWh）和无功电度（Mvarh）。基于配变电量的等值电阻法 除需要采集基于配变容量的等值电阻法的所有数据外，还需要采集计算时段内所有配变低压侧的有功电度（MWh）和无功电度（Mvarh）。6.3 10kV6.3 10kV配网线损计算配网线损计算 第75页/共115页潮流算法潮流算法: : 针对针对10kV10kV配电网的单电源辐射状结构特点，配电网的单电源辐射状结构特点，利用前推回代潮流计算方法，直接求解配电网的

59、利用前推回代潮流计算方法，直接求解配电网的电能损耗。同样可分为电力法和电量法。电能损耗。同样可分为电力法和电量法。6.3 10kV6.3 10kV配网线损计算配网线损计算 第76页/共115页p潮流算法数据采集潮流算法数据采集: : 计算方法需要采集的运行数据电力法计算时段内配电网每天所有正点的数据如下：（1）配电网拓扑结构。（2）发电机：其所接节点作为PQ节点，有功和无功功率；其所接节点作为PV节点时，有功功率和电压；其所接节点作为平衡节点时，电压幅值。（3）负荷：有功和无功功率电量法 除需要采集电力法的所有数据外，还需要采集计算时段内所有负荷每天的有功电量（MWh）和无功电量（Mvarh）

60、。 6.3 10kV6.3 10kV配网线损计算配网线损计算 第77页/共115页小电源处理方法: 地方小电源（小水电和小火电）的存在对地方小电源（小水电和小火电）的存在对10kV10kV配电网电能损耗的计算造成困难。一般在配电网电能损耗的计算造成困难。一般在等值电阻法的基础上，采用等值电阻法的基础上，采用“等效容量法等效容量法”对对其进行处理。其进行处理。6.3 10kV6.3 10kV配网线损计算配网线损计算 第78页/共115页p 等效容量法等效容量法(I):(I): 关于小电源问题，由于它们的发电量并不关于小电源问题，由于它们的发电量并不和升压配变容量成正比，在计算时段内也不一定和升压