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线损相关知识,郑州大方软件股份有限公司,线损是什么？,线损是什么？,线损的定义,发电机发出的电能输送到用户，经过输、变、配电设备，由于这些设备存在着电阻，因此电能通过时就会产生损耗，以热能的形式散失在周围的介质中；另外再加上一部分客观存在的管理损耗，这两部分电能损耗就构成了电网的所有线损电量，统称为电网线损。,产生线损的具体原因,电阻作用：可变损耗（随电流增大而增大） 电磁作用：固定损耗（随电压增大而增大，与电流大小无关）管理因素：窃电、计量、漏电.其他原因：电晕,线损电量的分类,什么是可变损耗？,可变损耗（负载损耗） 输、变、配设备中的铜损，与电流平方成正比 ，主要包括：,什么是固定损耗？,固定损耗（空载损耗） 变压器的铁损及表计电压线圈损失。固定损耗功率一般不随负荷变化而变化，只要设备带有电压，就有电能损耗。但实际上固定损耗功率也不是固定不变的，因为它与电压及电网频率有关，而电网电压及电网频率变动又不大，所以才认为它是固定不变的。主要包括：,线损率的分类,什么是理论线损？,从本质来说，电能传送过程中，电力网各元件不可避免地发生电能损耗。根据供电设备的参数和电力网当时的运行方式、潮流分布以及负荷情况，由理论计算得出的线损，称为理论线损。,什么是管理线损？,由于同一计费时段内对广大用户的抄表不同期，加上计量误差，可能的管理错漏，总抄见电能与电力网关口计量电能不相符，这都被统计为“线损”，即所谓管理线损。,什么是实际线损？,理论线损,实际线损,管理线损,理论线损率的计算公式？,本网理论线损电量由哪些组成？,6-20kV配电网（包括交流线路及公用配电变压器）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能,0.4kV及以下低压网（包括交流线路及电表）的电能损耗,计算供电量由哪些组成？,网内电厂供电量,外网输入电量,购入电量,过网电量,计算供电量,计算供电量由哪些组成？,网内电厂供电量,外网输入电量,购入电量,过网电量,厂供电量指电厂出线侧的上网电量。对于一次电力网，厂供电量是指发电厂送入一次电力网的电量；对于地区电力网，厂供电量是指发电厂送入地区电力网的电量,外网输入电量指上级电力网及邻网输入的电量,购入电量指系统电厂供电量以外的（如网内小电源）上网电量,过网电量指送出邻网的电量，又称输出电量,什么是统计线损,统计线损是根据电能表指数计算出来的，是供电量与售电量的差值。它综合反映电力网规划设计、生产运行和经营管理水平的一项重要经济技术指标。它是理论线损和管理线损的总和。,计算方法,它是通过测量各电气元件的所有计量点的电量，规定好供电关口和售电关口，然后通过公式计算其统计线损率。 一般是通过“四分”的统计方法，对网络进行全覆盖，来计算全网各处的统计（实际）线损。,统计线损率=（总供电量售电量）/总供电量100%,什么是四分 ?,四分,1、分区 四分统计线损平台的一种统计方式，一般是按一个地区的行政管理区域划分的。比如，郑州局在四分系统里可能划分为郑东新区，高新区等等，其意义就是为了查看一个行政区域内的电网机构是否科学合理。2、分压 四分线损统计平台中的一种统计方式，一般是按电压等级来划分的，分为220kV,110kV,35kV,35kV及以上，(6)10kV,400V，10kV及以下，便于对每一个电压等级进行管理。,四分,3、分线（分元件） 指对所管辖电网中各电压等级主设备（线路、变压器）的电能损耗进行单元件统计计算的方式。4、分台区 指对所管辖 电网中各 个公用配 电变压器 的供电 区域线路损耗进行统计计算的方式。,名词,1、方向 电力系统中对电量的方向有个一个规定：流入母线的方向为反向，流出母线的方向为正向。2、计量点 安装计量装置的位置称为计量点。计量点是四分系统的基石，从统计关系设置，录入电量，计算，出结果都离不开计量点的参与。3、临网计量点 主要指局间关口计量点，例如，与西安供电局相连的咸阳供电局的计量点不属于西安供电局，应作为临网计量点使用。4、非临网计量点 本局内的计量点均为非临网计量点，为了和临网计量点区分开。,理论线损相关公式,一、线损率的定义及计算公式电力网线损率是指线损电量占供电量的百分比其计算公式：实际线损率 （线损电量供电量） （供电量售电量） 供电量,线损率 是表征电网结构与布局是否合理、运行是否经济的一个重要参数，也是考核供电企业经营管理和技术管理水平是否先进，所采取的措施是否得力有效的一项重要技术经济指标。,6-10kV理论线损计算,二、线损理论计算的意义,电力网线损理论计算是线损管理的一项重要工作，通过对理论线损计算结果的分析，可以达到以下目的：,（）鉴定电网结构及运行方式的经济性。（）查明电网中损耗过大的元件及损耗大的原因。（）考核实际线损是否真实、准确、合理，以及实际线损和理论线损的差值，确定不明损耗的程度，来衡量营业管理的好坏。（）根据理论线损中，各导线损耗和变压器损耗所占的比重，针对性的对电 网中损耗过大的环节采取降损措施。（）为电网的发展、改进及规划提供科学依据。（）为合理下达线损考核指标提供科学的理论数字依据。（）理论线损计算所提供的各种资料，是电力企业技术管理和基础工作的重要组成部分。,6-10kV理论线损计算,三、610kV电力网的理论线损计算 由于在35KV以下配电网中潮流计算法收敛性不是很好，所以一般都不用该方法，而采用“等值电阻法求电阻”及“K系数法求电流”，然后再利用计算机仿真计算程序来进行积分计算。 下面就介绍其计算原理及方法步骤： 理论线损(线路可变损耗）,显见这里只涉及到电阻、电流i的问题。当电阻、电流求得，按时间积分上式，损耗即得 。,（一）等值电阻法算电阻配电网一般情况下为开式网结构，我们以下面这个简单电网为例：,6-10kV理论线损计算,当我们已知各支路电流为 时，得到线路理论线损：,因为各分支线路一般不装设电流表，支线路电流无法得到，但各负荷点一般都装设有电能表，其电量容以得到且假设线路各处电压、 相等，则得到如下关系：,即,其中,6-10kV理论线损计算,将以上这些关系代入式上中，则有：,这时，我们可以设定一个参数 ，使,则上式可变为,6-10kV理论线损计算,我们将 称为线路的等值电阻。相当于电网中所有的损耗都是等值电阻，一个虚拟的元件给损耗掉的。原电力网就可以等值为如图形式：,6-10kV理论线损计算,（二）K系数法求电流,理论线损公式：,但24小时电流不易得到，我们设定一个参数K，令其值为：,6-10kV理论线损计算,K系数的定义 K系数实际上反映了负荷曲线的变化特点，也称为“线路负荷曲线特 征系数”。如果负荷24小时保持恒定，则K=1；如果负荷有变化，K大于1，负荷变化越大，K值就越大，相应的线路损耗也就越大。,6-10kV理论线损计算,其中： 为点均方根电流， 为点平均电流，,而平均电流的平方可以用有功、无功、电压来表示：,所以：,6-10kV理论线损计算,（三）、计算方法,均方根电流法,（kWh）,平均电流法,（kWh）,电量法（容量法）,（kWh）,6-10kV理论线损计算,6-10kV理论线损计算,(四)、电量法中，等值电阻的计算方法: 等值电阻中主要包括线路的等值电阻和变压器的等值电阻1、线路的等值电阻注： : 各计算线段供电的变压器之抄见电量；千瓦时； ：各计算线段导线的电阻，欧姆 ：各计算线段的单位长度的电阻值，欧姆/千米 ：各计算线段的长度，千米 ：线路上各台变压器的抄见电量，千瓦时。,6-10kV理论线损计算,2、变压器的等值电阻：注： ：各台配电变压器二次侧总表抄见电量，千瓦时。 ：投入运行的各台变压器的额定容量，千伏安。 ：投入运行的各台配电变压器的绕组电阻，欧姆。 ：投入运行的各台配电变压器的短路损耗，瓦特。 ：配电变压器的一次额定电压，千伏。,（四）、计算原理图,6-10kV理论线损计算,（五）、计算方法比较,6-10kV理论线损计算,（六）、电量法所需数据,6-10kV理论线损计算,6-10kV理论线损计算,（七）、容量法所需数据,400V理论线损计算,三相三线制 n=3三相四线制 n=4单相两线制 n=2,有功功率损耗,时间,单位从瓦时变为千瓦时,电流与电阻的计算方法与6-10kV类似可变损耗为导线损耗，固定损耗为表计的损耗,400V理论线损计算,（二）、电量（容量）迭代法 电量迭代法需要台区用户售电量，容量迭代法则不需要台区用户售电量信息，而分别通过节点用户数或节点数均分台区供电量求得近似用户售电量。 该算法所需数据易于采集，计算精度较高，目前应用较为广泛（特别是电量迭代法）。,400V理论线损计算,（三）、电量法所需数据,输电网潮流计算,什么是输电网潮流?,电力系统在运行时，在电源电势激励作用下，电流或功率从电源通过系统各元件流入负荷，分布于电力网各处，称为电力潮流。 简单地可以认为各节点上的有功和无功的大小及方向称为潮流。,潮流计算需要哪些数据?,网络拓扑结构、元件物理参数、平衡节点电压、发电机有功出力和无功出力、边界负荷有功功率和无功功率。变压器档位、开关状态、电容器投运容量。,潮流计算的结果有哪些?,各节点的电压、相位、有功、无功。,一、主网潮流的计算机算法 我们软件中主网潮流采用的是“牛顿拉夫逊”法进行计算的，现对此算法作简要说明：二、牛顿拉夫逊法的原理 牛顿法(或称牛顿拉夫逊法)是解非线性方程组最有效的方法。基本原理是：在解的某一领域内的某一初始点出发，沿着该点的一阶偏导数雅可比矩阵，朝减小方程残差的方 向前进一步，在新的点上再计算残差和雅可比矩阵继续前进，重复这一过程直到残差达到收敛标准，即得到了非线性方程组的解因为越靠近解，偏导数的方向越准，收敛速度也就越快， 所以牛顿法具有二阶收敛特性。而所谓“某一邻域”是指雅可 比矩阵方向均指向解的范围，否则可能走向非线性函数的其它极值点。,输电网潮流计算,输电网潮流计算,三、牛顿拉夫逊法的计算流程 牛顿-拉夫 逊潮流计算的核心问题是修正方程式的建 立和求解，软件根据对节点注入功率的约束、对节点电压大小的约束和对相对相位角的约束条件自动列出电力网络的修正方程式，然后利用牛顿法迭代原理进行迭 代计算。计算流程如下图：,输电网潮流计算,输电网潮流计算,设定电压初值,计算节点有功无功,计算电压偏移量,偏移量是否小于指定值,修正电压值,结束,是,否,迭代允许误差值越小、计算越精确,最大迭代次数0表示计算收敛才结束,分区,分区计算方法1）、省（区）公司 线损率（供电量售电量）/供电量100% 供电量（购统调电厂电量购地方电厂电量（县公司、小水火电）购外部网电量）。外部网包括外省网、外国网。 售电量（各供电单位售电量外送电量）。2）、地级市（盟）供电局 线损率（供电量售电量）/供电量100% 供电量主网220kV关口计量点输入到供电单位电量地区小电上地区网电量趸售关口点上网电量购220kV以下其它供电单位电量（含协议线损电量）。 售电量抄见用户售电量地区网上主网电量220kV以下供外部网电量。,分压,分压计算方法 国家电网目前主要包含1000kV、750kV、500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、10（20）kV、6kV、0.4kV等电压等级，虽然各个电压等级在不同地区的电网中存在不同的转换方式，但其计算原理基本相同，故此处只取一种情况作为说明，不再一一列举。35kV分压 35kV线损率（35kV上网电量35kV下网电量）/35kV上网电量100 35kV上网电量电厂35kV出线输入电量110kV主变35kV侧输入电量外部电网35kV输入电量下级电网向上倒送电量（35kV主变低压侧输入电量合计）。 35kV下网电量电厂35kV出线输出电量通过35kV送外部电网电量110kV主变35kV侧总表输出电量送入下级电网电量（低压侧总表）35kV专线用户售电量。,分线（母线）,1、母线“统计”线损计算方法 母线线损率=（供电量-售电量）/供电量100% 供电量=A1反向 + A2反向 + A3反向 + + AM反向 + B1反向 + B2反向 + + BN反向(流入母线的所有电量) 售电量=A1正向 + A2正向 + A3正向 + + AM正向 + B1正向 + B2正向 + + BN正向(流出母线的所有电量),输电线路,2、输电线路线损计算方法 以线路两端分别为单开关为例 输电线路“统计”线损率=（供电量-售电量）/供电量100% 供电量=A1正向 + B1正向(流入输电线路的所有电量) 售电量=A1反向 + B1反向(流出输电线路的所有电量),变压器,3、变压器统计线损计算方法 以变压器三侧分别为单开关为例 主变“统计”线损率=（供电量-售电量）/供电量100% 供电量=开关1正向 + 开关2正向 + 开关3正向(流入变压器的所有电量) 售电量=开关1反向 + 开关2反向 + 开关3反向(流出变压器的所有电量),10kV配线,10kV配电线路线损计算方法10kV单条线路线损率=（总供电量-总售电量）总购电量100%其中：1）总供电量为以下电量之和：本条线路10kV出口侧电量，本线路购入电量(小水电或自备电厂直接在10kV线路的干线或分支上并网上网)。2）总售电量为以下电量之和：本条线路各10kV专变用户售电量，10kV公用变（含农村统管公用变、农业变）总表抄见电量，以10kV电压向相邻电网输(售)出的电量。,台区,台区线损计算方法配变台区线损率=（台区供电量-台区总售电量）台区供电量100%其中：1)台区总供电量为：该台区低压表计抄见电量。2)台区总售电量为：该台区所有低压用户抄见电量之和。,电力网线损分析,一、分析的目的与周期 1、分析的目的：在于分析指标完成情况，损耗分部情况及鉴定网络运行的合理性，供电管理的科学性，找出设备和管理等方面存在的问题，以便采取措施，降低损失，提高电网经济供电水平。 2、分析的周期：除半年，全年分析外，还应坚持月、季线损动态分析，并检查降损措施执行情况，以保证目标的逐步实施。 3、分析应掌握的资料：分压的线损率，运行方式的变化，母线电量平衡，营业管理及负荷，力率等等。,电力网线损分析,二、分析的方法,1、对比分析 包括有年度同期线损对比；与计划指标对比；与理论线损对比；与扣除无损线电量后进行对比。通过对比分析，找出线损升降的原因，真实的线损率水平及统计线损和理论线损不一致的原因。2、多因素分析 多因素分析法适用于分析供电区内各局供电量及线损变化对电网线损率的影响。3、降损措施效果分析 即按报告期内完成的降损技措投产时间计算节点效益，如升压、换线 、增加无功补偿等等。还有无损售电量对线损率的影响也不能忽视。 为此，分析时应分压分析各有损线的损失率的情形，尤其是同期；当比上期有异常变化时，应重点查清原因，因为仅分析综合值，往往掩盖问题，对有损线进行对比分析，并与理论值对比，其针对性更强，易于暴露问题。,电力网降损措施,一、升压改造 线路的升压改造，是提高输电能力，降低损耗的有效措施；当电网的输送功率不变时，把电压升高，电流将减小，功率损耗随之降低。二、合理调整电压 指通过调整变压器分接头，在母线上投切电容器等手段，在保证电压质量的基础上，对电压作小幅的调整，可取得降损效果。三、更换导线或加装复导线或架第二回线 1、更换粗导线 2、增加等截面、等距离并列运行的线路 3、增加一条不等截面导线四、线路按经济电流密度运行 经济电流密度是根据节省投资、节省运行费用及节省有色金属消耗因素确定的。线路按经济电流密度运行亦可降低损耗。,理论损分析与降损措施,五、变压器经济运行 变压器的功率损耗，分为与负荷无关的铁损和与负荷电流平方成正比的铜损。因此，变压器负荷大小与变压器的经济运行有密切的关系。 每台运行的变压器都可以通过调整使其所带负荷达到某一合理值；此时变压器的负载率达到合理值，变压器的功率损耗达到最低值达到最佳线损率（最高效率）。变压器的这一运行状态，就是经济运行状态。 一般情况下，当变压器铜、铁损相等或接近时，变压器效率最高，处于经济运行状态。,理论损分析与降损措施,六、进行无功补偿 无功电源与无功负荷，在高峰或低谷时都应采用就地平衡的原则，做到分电压和分供电区基本平衡。这是无功平衡的基本要求。无功补偿的方式： 1、就地补偿。与无功负荷就地适时补偿。即电容器接在用电设备附近，并随即投切、调正。其优点是就地平衡，可减少输电及变压器的无功负荷，减少了线损和压降损失。 2、集中补偿。与二次变或用户变电站10KV侧母线装电容器，适当分组投切，利于维护，可减少10KV以上输变电系统的无功负荷及损失。 3、无功优化补偿。,感谢您对大方软件的关注！,