[发明专利]基于线损负荷特性曲线的配电网理论线损计算方法

权利要求书

1.基于线损负荷特性曲线的配电网理论线损计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一，简化配电网线路模型；

步骤二，进行潮流计算，读取负荷数据和线路信息；

步骤三，进行配电网线损计算，计算各线路的电能损耗和全网的电能损耗；

步骤四，绘制线损负荷特性曲线，建立负载率或线路首端关口电量与线损率的关系；

步骤五，分析线损负荷特性曲线；

简化配电网线路模型的过程如下：

(2.1)每条线路以10kV为单位计算潮流，将线路首端的关口表当作平衡节点；

(2.2)把配电网中的每台变压器都视为负荷，并假设各变压器的负载率都相同，P-Q节点在配电网中已知的是电表读数，但不同线路的负荷曲线各不相同，按电表读数的平均值来计算；

潮流计算的具体过程如下：

(3.1)获取负荷数据：以每个变压器的容量作为负荷计算有功功率，

以不同的容量百分比模拟实际投运量，

S_Li＝S_0i×L×k％， k＝0-100

其中，S_Li表示实际投运容量，S_0i表示变压器额定容量，L表示实际负荷，k表示值在0到100之间变化的负荷率，P_i表示有功功率，Q_i表示无功功率，S_i表示实在功率，表示电流和电压的夹角；

(3.2)获取线路信息：包括获取各节点之间的线路长度信息、标称面积信息、排列方式信息和线距信息；

以不同的负荷数据依次计算潮流，并计算每种负荷数据情况下的平衡节点功率P_0i和电量W_0i；

线损计算的具体过程如下：

(4.1)计算各线路的电能损耗：

各线路的电能损耗由用户承担，不计入电力系统；

(4.2)计算全网的电能损耗：

W_0i为线路首端的关口电量，W_Li为每台变压器所代表的电能损耗，W_YHj为高压计量后线路和变压器的电能损耗；

绘制线损负荷特性曲线的过程如下：

(6.1)通过修改变压器实际容量，使变压器负载率从0开始，每次递增1％；

(6.2)使用Matlab循环计算100次后得到对应负载率0-100％的线损率或关口电度，即可得到线损率曲线，其中线损率曲线的x轴表示变压器负载率或表示平衡节点对应的有功功率或电度，线损率曲线的y轴表示线损率；

(6.3)以此类推，每条线路作一条曲线，实际中根据线路首端关口电量即可查出在当前供电量下的线损率；

分析线损负荷特性曲线的过程如下：

(7.1)分析线损负荷特性曲线，由潮流法的功率平衡有：

其中：P₀，P_L，P_Di分别是有功的平衡节点、有功的线路损耗和有功的负荷；Q₀，Q_L，Q_Di分别是无功的平衡节点、无功的线路损耗和无功的负荷；

在线损计算中，主要考察有功部分，则线损率由下式计算求得：

(7.2)当变压器负载率为0时，即则由上式可知P₀＝P_L，此时相当于在10kV母线上挂了个大小为P_L的负荷，得线损率为100％；

(7.3)随着变压器负载率的递增，线路的负荷不断增大，即上式中的不断减小，因此，线损率a不断减小；当供电量达到一定水平，且在铜损功率等于铁损功率时，线损率达到最小；

(7.4)随着负载率的继续增大，线损表达式如下所示：

式中，ΔW为线路电阻电能损耗，ΔP为线路电阻有功功率损耗；

由线损表达式可知，线路电流会不断增大，线路损耗自然会随之升高，即线损率有所提高。

2.根据权利要求1所述的基于线损负荷特性曲线的配电网理论线损计算方法，其特征在于，高压计量后线路和变压器的电能损耗的计算过程如下：

(5.1)首先将电网各节点的负荷和发电出力的全月累计量作为潮流计算的负荷数据和发电数据，结合网络的拓扑结构，计算全月潮流；

(5.2)根据潮流计算结果计算各支路损耗；其中，线路功率损耗：

ΔS_ij％＝S_ij％+S_ji％＝ΔP_ij+jΔQ_ij

其中，S_ij为从线路首端流入末端的功率损耗，S_ji为从线路末端流入首端的功率损耗，ΔP_ij为线路有功功率损耗，ΔQ_ij为线路无功功率损耗；

变压器支路功率损耗：

ΔS_Tij％＝S_Tij％+S_Tji％＝ΔP_Tij+jΔQ_Tij

其中，S_Tij为从变压器首端流入末端的功率损耗，S_Tji为从变压器末端流入首端的功率损耗，ΔP_Tij为变压器支路有功功率损耗，ΔQ_Tij为变压器支路无功功率损耗；

(5.3)计算得出总电能损耗为：

ΔW＝ΔP*T

其中，ΔW为线路电阻电能损耗，ΔP为线路电阻有功功率损耗，ΔQ为线路电阻无功功率损耗，T为线路电阻电能损耗时间，分别是线路和变压器在高压计量后的损耗，此部分损耗由用户承担，不计入电力系统。