配电网理论线损计算和降低网损方法的研究
时间：2022-06-12 06:14:44
摘要：线损是电力企业在电能传输和营销过程中所产生的电能损失，它包括从发电厂进入电网的电能通过输变配过程所造成的全部损耗。线损是电力企业综合性的一项经济指标，是企业利润的重要部分，其大小取决于电网结构、技术状况、运行方式和潮流分布、电压水平以及功率因数多种因素，线损不仅反映电网的运行水平与管理水平，在此同时，还受电网的设计规划，以及电网的建设制约。
本文主要介绍目前国内外降低配电网技术线损的各种方法。通过各种解决措施以达到提高节能降损的效益，使线损管理更加科学的目的。
1、前言
1.1 课题背景
线损是电力企业综合性的一项经济指标，是企业利润的重要部分，其大小取决于电网结构、技术状况、运行方式和潮流分布、电压水平以及功率因数多种因素，线损不仅反映电网的运行水平和管理水平，在此同时还受电网的设计规划，以及电网建设的制约。有效地控制线损措施可以提高降损节能的效益，使电网企业的线损技术管理更加科学，所以在电网的建设过程以及改造过程和正常管理中经常要用到各种方法来控制线损。
1.2 研究线损理论计算的意义
我国的线损率与世界发达国家相比差距还很大，所以我国的节电潜力很大。随着电力企业经营理念在更新，掌握并采用现代化的管理手段，取消粗放管理手段，更多更好地应用可操作的并且可考核的科学管理方法,减小不合理的电能损耗到最小，使线损率管理水平达到国际先进水平，这是现代化电力企业管理的核心内容，也是现代电力企业在生存中求发展的必要条件。
2、配电网理论线损及减少线损措施
2.1 理论线损简介
线损是电力企业在电能传送和营销过程中所产生的全部的电能损失，它包括[1]从发电厂进入电网的电能通过输变配过程中所造成的全部损失。电力经营企业的电能损失集中体现在其线损电量上。
线损电量按照线损产生的物理意义，可以分为固定损耗和可变损耗以及其他损耗三部分，同时又可根据线损产生的不同层面把它分为[2]技术损耗和管理损耗这两大部分。
固定损耗[3]也通常称为空载损耗（铁损）或基本损耗，空载损耗与设备接入的电压密切相关，一般情况下空载损耗不随负荷变化而产生变化。一般来说，固定损耗随设备接入电压的高低变动而发生变化，而实际电网运行的过程当中，电压波动往往不大因而基本被认为恒定，即这部分损耗也基本是固定不变的。固定损耗主要包括以下几部分内容：
(1)发电厂和变电站的升压变压器和降压变压器以及配电变压器的铁损部分。
(2)高压线路上的电晕损耗。
(3)互感器、调相机、电抗器、调压器、消弧线圈等设备的铁损以及绝缘子的损耗。
(4)电缆和电容器的介质损耗。
(5)电能表的电压线圈损耗。
可变损耗通常被称为变动损耗或者短路损耗，可变损耗随着日负荷变化而变化，并且与电流的平方成正比，其流过电流越大则相应部分损耗越大。可变损耗主要包括以下内容：
(1)发电厂和变电站的升压变压器和降压变压器以及配电变压器的铜损部分。
(2)输配电线路的铜损。
(3)互感器、调相机、电抗器、调压器、消弧线圈等设备的铜损。
(4)架空导线上负荷电流在避雷线中感应的接地环流。
(5)接地线的铜损。
(6)电能表中电流线损的铜耗。
电力运营企业为了进行改造技术并且改进管理，往往将线损分为技术损耗与管理损耗。从本质上说，各种供电设备在电能传送过程中不可避免地会发生电能损耗。这部分损耗是客观存在的，通常称为技术损耗或自然损耗。我们所说的理论线损计算也就是技术损耗或自然损耗。理论线损计算的过程也就是对技术线损进行计算并且核实的过程。
由于实际情况中对广大用户的抄表往往不同期，而同一时段内，抄见电能与电网关口供出的电能也不相符。经营环节、计量过程中可能产生的差错、被不法分子利用而进行的窃电，都统计为“线损”。这就形成通常意义下所谓管理线损。
2.2 降低配电网技术线损的措施
降低损耗的方法[4]从整体方面来说可以分为技术降损和管理降损两大类，其中技术降损的措施又可以分为运行性措施和建设性措施。运行性措施是指在已运行的电网中为降低网损采取的技术措施，而建设性措施是指新建电力网时为提高运行经济性而采取的措施，并且对现有的网络采取改造和加强措施，或者对用电设备提出新的要求。
2.2.1 实现电力系统和电网的经济运行
电力系统的经济运行主要是确定机组的最佳组合和负荷的合理分配。这时考虑的是全系统的经济性，线损不是决定性的因素。因此，在系统有功负荷经济分配的前提下，做到电力网及其设备的经济运行是降低线损的有效措施。而变电站的经济运行主要是确定最佳的变压器运行组合方式和最佳负荷率，在满足电网安全、可靠要求的前提下，选择合理的电力系统结构和接线形式。电网接线方式应力求简单，尽量减少变压次数，缩短供电半径，减少迂回供电。这样不仅可以减少变压器和线路损耗，而且使设备投入、切除操作方便。同时，电网结构还能适应不同运行方式的变化，根据需要可灵活地改变系统的运行方式，使运行方式更加经济。具备以上特点的电网是降低技术线损的基础。
2.2.2 选择合理的运行电压
电网的运行电压对电网中各原件的空载损耗均有影响。在35kV及以上供电网络中，提高运行电压1%，可降低空载损耗1.2%左右。在电网运行中，大量采用有载调压设备，可以在不同的负荷情况下合理地调整电网的运行电压。在10kV农用配电网中，由于空载损耗约占总损耗的50%~80%,特别是在深夜，因负荷低，空载损耗的比例更大，所以应根据用户对电压偏移的要求，适当降低电压运行。对于低压电网，其空载损耗很少，宜提高运行电压。提高电网电压水平，主要是搞好全国的无功平衡工作，其中包括提高发电机端口电压，提高用户功率因数，采用无功补偿装置。
2.2.3 变压器的经济运行
根据负荷的变化，适当改变投入运行变压器的台数，可以减少功率损耗。一般选用节能型变压器，在变压器内安装2台以上变压器，为改变系统运行方式奠定技术基础，既可提高供电的可靠性，又可以根据负荷情况合理停用并联运行变压器的台数，降低变压器损耗。合理选择变压器的容量和安装位置，促进变压器的经济运行，需将变压器安装在负荷中心点和在无功平衡的前提下调整变压器的分接头。
2.2.4 合理安排检修
对电网进行检修，改变了电网运行方式及网络中的功率分布，使检修期内网络损耗增大，因此，要合理安排检修计划。采用配合重要用户设备的检修进行电网检修，利用节假日进行输、配电设备检修及带电作业等检修方式。另外，将检修的各项目统筹安排，可减少重复停电，从而减少对用户供的影响。有时当某一级设备停电检修时，可由另一设备代替，但是由于负荷的增加，损耗也增加了。因此，应缩短检修时间，有效的办法是制定检修期和检修定额工时，采用承包责任制。这些措施可以降低检修期间的电网损耗。
2.2.5 进行旧电网改造
一些旧电网送、变电容量不足，出现供电半径过长等问题，不仅影响了供电的安全和质量，也增加了线损。因此，需要架设新的输变电线路，改造原有线路，加大导线截面，采用低损耗变压器，制定发展规划，确保电网的安全与经济运行。在改建电网时，将110kV或220kV电压直接引入负荷中心，简化网络结构，不仅减少变电层次、减少运行管理和检修工作、减少损耗，而且扩大供电能力，提高供电可靠性，改善电能质量。电源应尽量布置在负荷中心，负荷密度高，供电范围大时，优先考虑两点或多点布置，多点布置有显著的降损节能效果，同时也能有效的改善电压质量。由于输电线路的损耗高低取决于线路流经电流和线路等效阻抗，降低线路的损耗就要降低线路等效阻抗，因此合理选择输电导线及截面是解决问题的关键。
2.2.6 调整负荷曲线，移峰填谷，提高日负荷率
对于峰谷差较大的负荷，应采取双回路供电方式，对三相不平衡负荷进行调整是主要手段。因此采用移峰填谷，提高日负荷率的方法，根据用户的用电规律，合理而有计划的安排用电负荷及用电时间，提高电网的负荷率，从而降低损耗。
2.2.7 提高电网的电压等级
将6kV电网升为10kV，35kV电网升为110kV，对降低电能损耗效果比较明显，但投资明显增加。因此，应通过技术经济比较来确定是否采取该方法。在无功功率充足的地方，加装能升高电网运行电压的设备，电网运行时应尽量提高运行电压水平，以降低功率损耗。但系统中无功功率供应紧张时，调整变压器分接头，提高电网电压，将使负荷的无功功率损耗增加。
2.2.8 无功补偿
电力系统武功潮流分布是否合理，不仅关系到电力系统向用户提供电能质量的优劣，而且还直接影响电网自身运行的安全性和经济性。在电力传输过程中，有功功率和无功功率均造成功率损耗，功率因数越小，无功功率越大，在传输中无功造成的损耗也越大。因此，电网进行无功补偿时，应遵循全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡的原则，使功率因数和电压有较好的状态，需要提高变电站的投入率，达到技术降损的效果。
3、结语
随着对电力系统线损管理工作进一步深入,对配电网理论线损计算方法的精度及稳定性要求越来越高。准确简便的线损计算和分析有利于拟定合理的降损措施，并能对线损管理工作起指导和促进作用。电网的经济运行是巩固和发展现有电网、降低供电成本的有效途径，合理选择降低网损的技术措施，根据电网实际需要，选择适合本地电网的降损措施，以取得更高的社会效益和经济效益。降低线路损耗是一项长期而艰巨的工作，各项措施的运用需要与线损管理相结合才能得到良好的效果，实现电力系统的经济运行。
参考文献
[1]许绍良,送冶,苗竹梅,等.电力网电能损耗计算导则.北京:中国电力出版社,2000.
[2]熊鹏程.一种改进型理论线损计算方法.武汉:武汉大学后勤保障部.
[3]余旭阳.中低压理论线损计算方法探讨.长沙:湖南省电力公司试验研究院.
[4]熊巍.配电网理论线损计算及降损措施.南昌:南昌供电公司.
