浅析线损理论计算方法与降损增效技术措施
电能在从发电厂输送到客户端的过程中,不可避免地会出现电能的损失与消耗。线损率是损耗电能与总电能的比值,是用来衡量供电企业生产技术水平和经营管理能力的一项重要指标。因此,采取降损增效技术,实现电力能源的最优化利用,成为现阶段供电企业技术研究的重点。文章首先概述了线损理论计算的常用方法,随后结合实际工作经验,分别从电力系统建设、无功功率补偿及提高运行电压三方面提出了降损增效的技术措施。
标签:线损理论;计算方法;降损增效;技术措施
引言
电能在企业生产和人们日常生活、工作中发挥着不可或缺的作用,近年来,虽然我国全年发电量不断上升,但是仍然不能满足社会用电需求,甚至需要在用电高峰时期拉闸限电。在电力能源日趋紧张的今天,各供电企业都认识到了降低电能传输损耗的重要性,并从工作实际出发,加强了电力传输中降损增效技术的研究,为实现配电网的无功优化和电网技术改造,乃至提升供电企业的市场竞争力都起到了十分重要的推动作用。
1 配电网络元件的损耗计算
1.1 配电变压器电能损耗的计算
根据电网线损形式的不同,配电变压器中所出现的电能损耗主要分为两种形式:其一是用户(个人)所使用的专用配电变压器,这类变压器的电能损耗包含在电网的售电量中,所以不需要单独进行电能损耗计算;其二是企业所使用的公用配电变压器,由于每台变压器之间并联连接,因此在计算电能损耗时,需要逐个计算。除此之外,考虑到企业公用配电变压器的数量较多,加上每台变压器的电能损耗各不相同,因此要想实现对每台公用变压器的全过程检测,显然是不显示的。现阶段,只能通过检测一部分配电变压器,收集这部分配电变压器的负荷电流,并采用演绎推论的形式,来得出全部配电变压器的电能损耗值。
1.2 低压配电线路损失电量的计算
无论是专用变压器还是公用变压器,其低压线路的管理权限都归属于供电公司。但是由于低压线路的覆盖面积较大,且分布错综复杂,要想精确计算低压线路的电能损耗非常困难,目前低压配电线电能损耗计算方法一般选用“近似简化法”。理论上来说,我们在计算配电变压器的容量时,需要使用高压配电线路的最大电流作为参量,以此保证每台变压器的容量都能够得到正比例的分配。对于相同规格、相同容量的变压器来说,正常工作条件下的最大电流值相等,所以它们所属的低压线路内部的总电流也相等。在确定了低压配电线路的总电流后,就可以求出该配电线路上的损失电量。
1.3 接户线损失电量的计算
供电站所提供的電能,经过稳压、降压等一系列操作后,从低压配电线上穿过用户电度表,随后才能被正常使用。接户线就是指连接低压配电线和用户电度表的一部分引线。无论是企业用户还是个人用户,接户线的长度短则几米,最长也不过百米,这部分线路中所损失的电量相对于电网总线的损失量是非常小的,甚至在部分情况下可以忽略不计。因此,针对接户线的电能损耗,只需要进行粗略的计算即可。需要注意的是,接户线的电能损失除了与导线自身的型号、长度有关外,与通过导线的电流大小也有密切关系,在计算导线电流时,可以取电流平均值,求出接户线单位长度内的平均损失电量,随后再测量接户线的总长度,计算出接户线的总损失电量。
2 线损理论计算的常用方法
2.1 等值电量法
等值电量法又成为电压损失法、电阻计算法。在选用等值电量法计算电网线损时,需要结合实际情况,确保计算结果的精确性和可靠性。如在配电网中能取得全部被测数据时,应当采用电量法,这种方法以三相快速牛顿分解潮流为基础;在配电网没有综合测试仪装置或者有部分综合测试仪的情况下,应当选用等值电阻法或者改进等值电阻法进行线损计算。电压损失法以低压网运行中相关的电压数据为基础,通过线路阻抗、线路电流以及相电压转变成线电压计算得电压损耗。另外,将甚至电阻系数的等值电阻法应用于低压配电台区的线损计算,也可以极大提高计算的精确度。
2.2 改进前推回带法
由于配电网实际运行过程中,代表的是各个时段的功率因数是显动态变化的,不可能准确获得,这就需要一种方法可以利用统计规律大致确定功率因数随着时间变化规律,再根据此规律分配供电量到各个时段,从而提高了计算的精确度。该方法对传统化简的配电网线损理论计算方法的一种改进,将无功功率和线路电压损失对线损的影响同时考虑进去,在处理小电源时显得更加容易。
2.3 改进迭代法
改进迭代法是以前推回代法潮流迭代算法为理论基础,能完全反映出配电网络结构特征的动态链表为网络结构基础,适用于环状、网状、辐射状等多种复杂配电网线损理论计算,是在实践中应用比较广泛的一种计算方法,如损耗功率插值/拟和法、节点电压插值/拟和法、动态潮流法等方法能克服配电网运行动态时变性,提高网损计算精度。
3 电网降损增效措施
3.1 合理规划电力系统,提高系统承载能力
随着使用时间的增加,电力系统中的电线、电气设备不可避免的会出现老化、故障等问题,相应的线路电能损耗也会增加。另外,在早期进行电网建设时,由于受观念、技术等因素的影响,电网线路缺乏合理规划,许多地区存在线路交叉重叠等问题,也会造成电力能源的浪费。因此,要想从根本上解决电网电力损耗的问题,必须要对现有的电力系统进行科学规划,并在今后的电网建设中,采取更加高效和节能的措施。例如,可以利用环保节能设备,代替传统的电气设备,加强对电网的可靠性管理;简化供电系统,撤销重复、交叉的电网线路;重视中高压线网的改造,及时发现电线存在的老化、破损等问题,并进行导线更换;对于线损率超过0.01的区域,要进行重点改造等。
3.2 适当提高运行电压,提高系统运行效率
根据功率计算公式P=UI可知,在电网功率值恒定的情况下,电网中的电流与电压成反比,而线路的电能损耗却与电流的平方成正比。基于上述理论,可以通过适当提高电网运行电压的方式,来降低线路电能损耗。但是根据变压器的工作原理可知,当加设在变压器两端的电压升高后,变压器的铁损也会同步上升,如何在保证变压器正常工作的前提下,最大限度地降低电能损耗,成为关系到电力系统经济运行的关键。总体来说,在用电高峰期,电网负荷会明显上升,此时可以适当增加电压等级,满足电网用电需要,达到增效目的;在正常情况下,电网负荷处于低谷,此时可以适当降低电网电压,达到降损目的。
3.3 采取无功功率补偿办法
按照无功功率就地补偿的原则,加上综合考虑无功负荷的分布特点,可以通过分散补偿与集中补偿相结合的方式,确保电网降损增效目的的实现。目前,较为常用的无功功率补偿方法主要有两种:第一种是调相机补偿。当电力系统内部电压低于标准电压时,过励磁运行供给无功功率而将系统电压升高。反之,当系统电压高于标准电压时,欠励磁就会吸收多余的无功功率,起到降压目的。第二种是静止无功补偿装置(SVC)。它的应用优势是能够随时调节感性无功功率,避免在电压调节过程中引起电压闪变,造成通信干扰。
参考文献
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