理论线损计算讲义

燕山大学电气工程学院钟嘉庆理论线损计算电力系统经济运行与控制研究所2第一章相关概念1、负荷曲线负荷曲线反映了某一时间段内负荷随时间而变化的规律。按负荷种类分，可分为有功功率负荷和无功功率负荷曲线；按时间段长短分，可分为日负荷和年负荷曲线；按计量地点分，可分为个别用户、电力线路、变电所、发电厂乃至整个系统的负荷曲线。将上述三种特征相组合，就确定了某一种待定的负荷曲线，虽然电力系统有功功率日负荷曲线上的最大、最小值之差(即所谓峰谷差)并不很大，但个别行业的这种负荷曲线却可能有很大的峰谷差。这是因为负荷随时间而变化的规律取决于行业的生产制度。无功功率日负荷曲线的用途较小。有功功率年负荷曲线一般指年最大负荷曲线，即表示一年内每月最大有功功率负荷变化的曲线。有功功率年负荷曲线常用于制订发电设备的检修计划。电力系统经济运行与控制研究所32、负荷率负荷率是计时时段内电网的平均负荷与最大负荷的比值，即报告期平均用电有功负荷与报告期用电最高有功负荷比值的百分数。线损率与网络结构、运行方式和负荷变化有关系，在一定时期内，系统的网络结构和运行方式可能没有较大变化，这时，线损率与负荷有关。负荷率是一个小于1的数，它是衡量用电程度的指标，负荷曲线越平稳，负荷率越高。从经济运行角度考虑，负荷率愈接近1，即峰谷差越小，表明电气设备的利用率愈高，有利于降损节能。一般通过以下手段提高负荷率：(1)合理调整负荷，对用户负荷进行管理；(2)实行峰谷电价，用经济手段管理负荷；(3)依靠技术手段，完善错峰填谷措施；(4)强化用电管理，提高企业负荷率；(5)加强安全管理，合理安排检修计划。电力系统经济运行与控制研究所43、负载率负载率是指特定设备的实际运行功率与额定功率的比值。变压器实际功率与额定功率的比值叫变压器的负载率，一般是80%左右。计算公式为：式中：——变压器的负载率（%）；——变压器的负载容量（kVA）；——变压器的额定容量（kVA）。%100TNSSTSNS电力系统经济运行与控制研究所54、导线的经济电流密度、截面积线路能量损耗为，线路能量损耗同电阻成正比，通过增加导线截面可以减少能量损耗，但是导线截面选择过大，不仅增加材料的耗费，而且还会增加线路建设的投资，所以导线的选择必须恰当。导线截面的选择是电网规划设计中的一项重要工作。较大的导线截面，虽工程一次性投资较大，但由于运行中电能损耗较小，故能降低运行费用。反之，较小的导线截面虽能降低工程投资，但对应的运行费用较高。按经济电流密度选择导线截面就是综合考虑了这两个相互矛盾因素的一个合理解决办法。影响导线经济电流密度的因素较多，如抵偿年限、导线种类、材料价格、电能单价等。32103RTIA电力系统经济运行与控制研究所65、电网的容载比所谓容载比是电网内同一电压等级公用供电变电站的主变压器总容量(kVA)与其供电总负荷(kW)之比。容载比过大，电网建设早期投资增大；容载比过小，又会使电网的适应性差，发生调度困难，甚至引起限电现象。《城市电力网规划设计导则》对35～220kV电压等级的变电容载比取值范围作了明确的规定，城网变电容载比一般为：220kV电网为1.6～1.9；35～110kV电网为1.8～2.1。而《导则》对10kV配电网的取值未给出以一个参考范围。电力系统经济运行与控制研究所76、供电半径供电半径是以供电电源为中心，以供电距离为半径所画的圆为供电范围，这个半径即称为供电半径，供电半径指供电直线距离。低压供电半径指以配电变压器为中心的直线距离。一般以供电范围内单位容量(或者单位面积)所承担的总费用最少为原则，来建立计算经济供电半径的数学模型。农村线路供电半径一般应满足：380V线路不大0.5km，10kV线路的供电半径不大于15km，35kV线路小于40km，110kV线路小于150km。负荷密度小的地区，在保证电压质量和适度控制线损的前提下10kV线路供电半径可适当延长。分类有：10kV配电线路经济供电半径；变电站供电半径；220V低压绝缘导线束供电半径；电缆的最大供电半径；配电线路的最佳供电半径。电力系统经济运行与控制研究所87、母线电量不平衡率母线电量不平衡率的计算主要是算线损用的。因为从理论上讲，流进母线的电量应该等于流出母线的电量，实际上因为种种原因（如线损、表计误差等）总是不相等的。为了考核线损，加大线损管理力度，便于管理人员发现问题，所以各供电公司都要求计算的。有的供电公司规定：220kV及以上电压等级母线电量不平衡率不大于±1%；110kV及以下电压等级母线电量不平衡率不大于±2％。电力系统经济运行与控制研究所98、SCADA系统简介SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系统，即监视控制与数据采集系统。SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。它作为能量管理系统(EMS系统)的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。它在提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平等方面有着不可替代的作用。电力系统经济运行与控制研究所10第二章线损基本概念2.1线损相关概念电力网的电能损耗率简称线损率，是电网生产经营企业综合性技术经济指标，也是表征电力系统规划设计水平和经营管理水平的一项综合性技术经济指标。电力网电能损耗，是指一定时间内电流流经电网中各电力设备时所产生的电力和电能损耗，即电网经营企业在电能传输和营销过程中自发电厂出线起至客户电能表止所产生的电能消耗和损失，包括电网整个供电生产和营销过程中发生的送、配、变电设备的生产消耗和不明损失，简称“线损”。其中，不明损失是供电过程中的“跑、冒、滴、漏”造成的损失。主要包括：电力系统经济运行与控制研究所11计量装置本身的综合误差，或计量装置故障，如电压互感器断保险、电度表停转、空转和表计接线错误。用电营业工作中的漏抄、漏计、错抄、错算及倍率错误等。用户的违约用电(窃电)。变电站的直流充电装置，控制及保护、信号、通风冷却等设备消耗的电量，以及调相机辅机的耗电量。带电设备绝缘不良引起的泄漏损失。供售电量抄表结算时间（周期）不对应等。电力系统经济运行与控制研究所12发电机发出来的电能输送到用户，必须经过各个输、变、配电元件，由于输、变、配电元件存在着阻抗，因此电能通过这些元件时就会产生电能损耗，并以热能的形式散失在周围介质中，这个电能损耗称为线损电量。线损电量不能直接计量，按照国家电力公司电力工业生产统计规定，线损电量是用供电量与售电量相减计算得到的，即:线损电量=供电量–售电量其中供电量=发电公司（厂）上网电量+外购电量+电网输入电量-电网输出电量电力系统经济运行与控制研究所13售电量是指所有终端用户的抄见电量，供电局、变电所等的自用电量及第三产业所用的电量。凡不属于站用电的其他用电，均应由当地供电部门装表收费。发电公司(厂)上网电量指本地区统调电厂(独立发电公司、直属电厂、地方电厂)记录的上网电量，一般规定为发电厂出线侧的上网电量。对于接入一次电网发电公司，上网电量是指发电厂送入一次电网的电量。对于接入地区电网发电公司，上网电量是指发电厂送入地区电网的电量。电力系统经济运行与控制研究所14电网输入电量主要是指高于本供电区域管理的电压等级的电网输入的电量。电网输出电量是指供电公司从本公司供电区域向外部电网输出的电量。外购电量是指各供电公司从本公司供电区域外的电网购买的电量。电力系统经济运行与控制研究所15线损电量由输电线路损耗、降压主变压器损耗、配电线路中的损耗、配电变压器损耗、低压网络中的损耗、无功补偿设备及电抗器中的损耗几部分组成，以上各项损失可通过理论计算确定其数值。而电流、电压互感器及其二次回路中的损耗，用户接户线及电能表的损耗、不明损失等，可通过统计确定。线损电量通常是统计值，其中含设备技术损失和管理中的不明损失。电力系统经济运行与控制研究所161、统计线损线损统计值即统计线损，来源于从电能计量装置上读取的电量数值和读取数值的时间。统计线损率是指省(区)、地市(盟市)供电部门对所管辖(或调度)范围内的电网各供、售电量计量表统计得出的线损率。统计线损率=（统计线损电量/供电量）×100%其中：统计线损电量=供电量–售电量；供电量＝发电厂上网电量＋外购电量＋电网输入电量－电网输出电量；全部供电关口电能计量装置读数之和为供电量，全部用户电能计量装置读数之和为售电量。2.2统计线损和理论线损电力系统经济运行与控制研究所17影响统计线损准确度的主要因素：(1)供电关口电能计量装置完整性、正确性和准确度。(2)用户计费电能计量装置完整性、正确性和准确度。(3)抄表的同时性。(4)漏抄和错抄。(5)窃电。2.2统计线损和理论线损电力系统经济运行与控制研究所182、理论线损率理论线损率为供电企业对其所属输、变、配电设备，根据设备参数、负荷潮流、特性计算得出的线损率。在电力网的实际运行中，线损是不可避免的，它是由输送负荷的大小和送、变、配电设备的参数决定的，这部分损失电量可以用理论计算的方法求得，称为理论线损。理论线损率=(理论线损电量/理论线损供电量)×100%其中理论线损供电量=发电厂上网电量＋外购电量＋电网输入电量电力系统经济运行与控制研究所19理论线损电量是下列各项损耗电量之和：变压器的损耗电量；架空及电缆线路的导线损耗电量；电容器、电抗器、调相机中的有功损耗电能、调相机辅机的损耗电量；电晕损耗电量+绝缘子的泄漏损耗电能（数量较小，可以估计或忽略不计）；变电所的所用电量；电导损耗。电力系统经济运行与控制研究所20线损理论计算值的准确度取决于以下主要因素：输、变、配电设备数量和性能参数的准确度；运行方式；负荷变化；运行电压的变化；电力系统经济运行与控制研究所21理论线损计算进行线损理论计算是根据主网、配电网的实际负荷及正常运行方式，计算主网、配电网中每一元件的实际有功功率损失和在一定时间段内的电能损失。这部分主要内容包括：电力系统经济运行与控制研究所22理论线损计算线损理论计算的目的理论线损计算的范围理论线损计算考虑的因素理论线损计算的原始数据线损计算的准备工作理论线损计算的基本方法线损计算分析电力系统经济运行与控制研究所23理论线损计算的目的通过理论线损计算，可以鉴定主网、配电网结构及其运行方式的经济性，查明电网中损失过大的元件及其原因，考核实际线损是否真实、难确、合理以及实际线损率和技术(理论)线损率的差值，确定不明损失的程度，减少不明损失。可通过对技术线损的构成，即线路损失和变压器损失所占的比重的分析，发现主网、配电网的薄弱环节，确定技术降损的主攻方向，以便采取相应措施，降低线损。电力系统经济运行与控制研究所24理论线损计算的目的主网、配电网的线损理论计算是规划设计以及制订年、季、月线损计划指标和降损措施的理论依据。开展线损理论计算是搞好降损节电的一项基础工作，它有利于提高供电企业的线损管理水平，有利于加快电网建设和技术改造，有利于加强电网经济运行，有利于制订落实降损节电经济责任制，增强节能意识。电力系统经济运行与控制研究所25理论线损计算的范围各电网经营企业应定期组织负荷实测，进行线损理论计算。按电力网电能损耗管理规定的要求，35kV及以上系统一年一次，10kV及以下电网两年一次，当电网结构发生大的改变时也应及