[发明专利]一种准确计算电力线路损耗的方法

摘要

一种准确计算电力线路损耗的方法，其特征在于在计算电力线路损耗时，只考虑对线损影响比较大的负荷电流、导线电阻、负荷运行天定义、负荷功率因数及负荷所接相别的各项因素，不考虑对线路损耗影响比较小、参数又比较难采集的温度对导线电阻的影响、电流密度对电阻的影响、接点电阻对线损的影响、电源电压对线损的影响各项因素为前提；通过三角函数公式对负荷电流进行合成计算，最终得到每段线路上的总的电流模值，根据模值及线路电阻计算线路损耗，由于在计算线损时考虑了用户负荷所接的相别，所以其计算准确度较高；并且利用此方法还可以对低压线路进行三相负荷的优化计算；由于三相交流电在三相完全平衡下的线路损耗是完全不平衡情况下的六分之一(对于零线截面积小于相线的，其差别还要大)，所以对于电业系统降损节能具有比较重要的意义。

主权项

1、一种准确计算电力线路损耗的方法，其特征在于在计算电力线路损耗时，只考虑对线损影响比较大的负荷电流、导线电阻、负荷运行天定义、负荷功率因数及负荷所接相别的各项因素，不考虑对线路损耗影响比较小、参数又比较难采集的温度对导线电阻的影响、电流密度对电阻的影响、接点电阻对线损的影响、电源电压对线损的影响各项因素为前提；通过三角函数公式对负荷电流进行合成计算，最终得到每段线路上的总的电流模值，根据模值及线路电阻计算线路损耗，计算步骤如下：(a)首先建立一空白数据表用来存放计算的中间结果，表结构定义如下：第一个字段为导线编号，以标识当前行是用来保存哪一段导线数据的，第二个到第二十五个字段用来记录每天24个时间段的电流模值及相位角，其中奇数行用来记录角度，偶数行用来记录电流模值，由于每段导线有可能是由A、B，C、O四根导线组成或者有可能是A相或A、O相、B相或B、O、C相或C、O，所以表中的数据要以八行为一个基本单元，第一行、第二行用来记录A相的相位角和电流模值，第三行、第四行用来记录B相的相位角和电流模值，第五行、第六行用来记录C相的相位角和电流模值，第七行、第八行用来记录O相的相位角和电流模值，每两行为一小组，用来记录当前线段当前相的数据，每八行为一大组，用来记录当前段的数据；(b)先计算每一负荷的电流模值及相位角，本例中使用用户电量、负荷曲线、功率因数及负荷运行天定义计算负荷产生的有功电流及无功电流；计算方式如下：1)根据负荷曲线计算当前时间段的电量，以一个小时为一个时间段：计算公式如下：DL1＝DL/Days*X％；其中DL代表当前负荷的全月电量，Days代表当前计算时间段负荷所运行的天数，X％代表当前时间段所占的百分数，根据负荷曲线确定此百分数；2)根据当前负荷的性质计算有功电流：i)单相负荷有功电流的确定：I1＝1000*DL1/V1；ii)两相负荷有功电流的确定：I1＝1000*DL1/V2；iii)三相负荷有功电流的确定：I1＝1000*DL1/1.732/V2；此处的1000是因为电量的单位为瓩小时，而电压与电流的计算结果为瓦，1.732为3的算术平凡根，V1及V2分别为电源端的相电压和线电压，若电源电压波动比较大，也可以通过定义电压曲线来获得更准确的计算结果；3)根据有功电流计算电流模值及角度：i)计算模值：以A相为例；假设A相电流与X轴的夹角为a，那么a的余玄值就是当前负荷的功率因数，所以电流模值I2＝I1/COS(a)；其中sqrt代表开平方，COS(a)代表当前点的功率因数；其它相的计算都是以当前相的电压方向为基准进行，计算过程完全与a相一样；ii)计算角度：由图三所示，a＝ACOS(Cos(a))，ACOS为求反余玄值函数；(c)从负荷到电源，将当前负荷电流与每段线路上相应相上的累计电流进行合成，生成新的合成电流，并填写到(a)中所介绍的表中对应行；为了提高运算速度，零线电流先不计算，最后根据三相交流电的特性计算每段导线的零线总电流；在填写的过程中，如果表中还没有当前线段，就追加之，在追加行时每次要追加八行，在填写时要根据负荷相别分别填写到不同的行内；计算合成电流时均以当前相的电压方向为零度角，最后在计算零线的合成电流时再考虑三相各自的方向；假设当前线段上的电流模值为M1，角度为J1，当前负荷的模值及角度为M2及J2，那么根据余玄定理很容易推出合成矢量的大小计算公式：M＝sqrt(M12+M22-2*M1*M2*COS(M_PI-(abs(J1-J2))))其中：sqrt：求算术平方根 M_PI：为圆周率 Abs：求绝对值合成矢量的角度求法如下：两矢量在X方向上的分量之和为：Mx＝M1*cos(J1)+M2*cos(J2)两矢量在Y方向上的分量之和为：My＝M1*sin(J1)+M2*sin(J2)合成矢量的角度为：JJ＝atanl(My/Mx)；其中atan为求反正切函数如果Mx等于零，让JJ＝±M_PI/2；也就是纯容性或纯感性负载，根据My正负判断取+还是取-；(d)对每一负荷执行一遍(b)、(c)所述的过程，所有负荷所产生的相线(俗称火线)中的电流便都分别叠加在了一起；计算结果如图一所示；(e)计算零线的合成电流：根据三相交流电Ia+Ib+Ic+Io＝0的特性，计算零线中的电流；因为损耗只与电流的模值有关系，为了简化计算过程，所以只计算零线中电流的大小即可；有两种计算方法，一是如上面电流直接合成，过程基本上一样，不过要考虑每相电流的基准方向，也就是三相电压的方向，计算时可以两两合成，执行第一次时还要计算出合成矢量的角度，第二次计算时只计算合成电流的大小即可；第二种方法是把A、B、C三相的电流进行分解，然后再计算总合成电流的模值，此值就是零线中电流的模值，假设A相电流的模值为Ia，相位角为Ja，B相电流的模值为Ib，相位角为Jb，C相电流的模值为Ic，相位角为Jc，计算过程如下：Ixa＝Ia*cos(Ja) Iya＝Ia*sin(Ja)Ixb＝-Ib*cos(M_PI/3+Jb) Iyb＝-Ib*sin(M_PI/3+Jb)Ixc＝-Ic*cos(M_PI/3-Jc) Iyc＝Ic*sin(M_PI/3-Jc)Ix＝Ixa+Ixb+Ixc Iy＝Iya+Iyb+IycI＝sqrt((Ix)2+(Iy)2)将零线中的合成电流模值填写到数据表中零线小组内的第二行内；对数据表中每一大组都计算一遍，当然计算时每一个时间段都要计算；(f)每段每相的损耗及总损耗的计算：根据当前线段的电阻及数据表中偶数行中的电流模值，计算每段每相的损耗，并把结果累加到代表总损耗的变量内，从而获得总的线路损耗，计算损耗的公式为：W＝(I3)2R，最后再除以1000就变为了kWh，即度，其中I3为每段的电流模值。