非线性不平衡负荷下1004kV配电网理论线损计算方法研究毕业论文.doc

绪　　论 电能作为一种优质、清洁、方便、高效的能源，被广泛应用在动力、冶金、化学、纺织、照明、通信、广播等各个领域，是科学技术发展、国民经济飞跃的主要动力。自20世纪90年代起，我国就明确地说明能源工业的发展需要同时重视能源的开发和节约，并且现阶段更要注重能源的节约。当前，随着改革开发的不断深入，我国不再单方面的追求经济发展，更注重环境的保护和资源的充分利用。电能作为全社会工业、农业等各个领域的基本能源形式，降损节点就成为能源节约的一个重要手段。假设全国线损率降低一个百分点，则节约的电力相当于新建了数十座百万容量的火电厂，因此电网降损工作潜力巨大[1,2]。 配电网线损研究背景及意义 电能经电网传输到用户端一定会产生电能的损耗。在保证电网安全运行的前提下，各供电和用电企业都以尽可能降低电网损耗为最终目标，从而使电能更大程度地服务于用电企业和居民用户。 电力网的规划和改造、最优网络的布局和接线方式的选取以及电网无功装置的最优配置，都需要对电网的理论线损进行计算和分析。另外，通过对线损进行详细计算，可以确定配电网各电气元件产生线损的多少以及其所占电网总损耗的比重，明确配电网线损与电压运行水平、负荷、功率因数、无功补偿水平等因素的内在联系，进而寻找出电网损耗主导因素，合理采取降损措施，从而达到降损节电效果。第三，将理论线损计算结果与统计线损进行比较，通过两者的差值，可以了解电力企业的管理水平。如果两者相差较多，说明统计线损中管理线损所占比重过重，供电企业的管理水平丞待提高。第四，通过理论线损计算得到的线损相关数据，可以合理地制定线损的各个考核指标，也为降损承包责任制的实施提供了依据。电网的理论线损计算对于各供电部门和有独立供电系统的工业企业都是需要的，因此，对线损理论计算问题进行全面深入的探讨是非常必要的。 近年来，随着国家对于民营个体小企业的扶持以及人民生活水平的提高，中低压配电网负荷用电量迅猛增长；另外，由于中低压配电网多采用辐射状接线方式，供电半径大，并且存在变压器 “大马拉小车”的情况，导致中低压配电网线损在全网线损中所占比重较大。 电力电子技术在家用电器中的应用也越来越普及，如节能灯、变频空调、计算机等。这些非线性设备虽然单个对电网影响较小，但由于其在居民用户的大量使用，给电网带来的谐波污染也需要引起关注。特别是低压配电网，负荷不平衡已经使中性线有电流流过，而谐波电流中3的倍数次谐波电流的存在，更加剧了中性线电流，很容易使中性线由于超过其载流能力而发生故障。另外，谐波存在时，还会对电网中节点电压和无功补偿容量以及位置造成影响。 配电网理论线损研究现状 配电网理论线损传统计算方法 自二十世纪三十年代起，配电网理论线损计算方法就已经被国内外学者研究，它通过对网络中各电气元件产生损耗原理分析后建立数学模型，并以所建立的数学模型来计算实际配电网所损耗的电能。伴随着科技的快速发展，计算机技术以及数学等其他领域的一些新方法被应用配电网理论线损的计算中，加快了配电网理论线损研究和发展的步伐，使计算精度也达到了较高的水平，并应用于实际工程中。目前，配电网理论线损计算方法的相关文献数量众多，将这些文章进行分类汇总以后，基本上可将其分为两大类：传统算法和潮流算法。这两大类方法分别适用于不同的配电网情况，下面对其分别介绍。 （1）传统配电网理论线损计算方法 ①均方根电流法[1-4] 均方根电流法计算配电网线损公式如下： (0-1) 式中， 表示损耗电量，； 表示线路流过的均方根电流，；表示线路电阻，；表示运行时间，。 式（1-1）中均方根电流可由公式（1-2）计算得到： (0-2) 式中，表示整点时刻负荷电流，；表示整点时刻有功电量，；表示整点时刻无功电量，；表示整点时刻的线电压，。 均方根电流法作为配电网理论线损其它几种方法的基础，计算方法简单，只要测量出代表日各配电线路的负荷电流或者通过测量表计测出各支路有功、无功电量以及线电压等实际数据计算出代表日均方根电流，就可以算出网络损耗。但是，通过代表日均方根电流计算出的线损率不一定能真是地反映配电网实际运行时段内的线损率，所以代表日的选取也会影响到线损的计算结果。另外，在计算配电网主干线路电流时，将与主干线路相连的各支路电流代数相加，没有考虑到三相电流之间的相角差，这也会引起线损计算的误差。最后，计算过程中，始终认为负荷平衡，而中低压配电网中特别是低压配电网中三相负荷不平衡现象非常常见，所以不平衡负荷对线损的影响也会造成计算的不精确。文献[4]采用均方根电流法对低压配电网线损进行计算，将不平衡度对线损的影响应用于负荷不平衡的配电网线损计算中，但是仍未解决代表日以及干路均方根电流采用支路均方根电流直接求和而引起的线损误差。 ②最大电流法[2,3] 最大电流法也被称作损耗因数法，其实质