线损理论计算是利用现代计算机技术和数值分析技术, 以电网的拓扑结构、设备参数、实时信息及给定的运行模式, 进行电网线损计算与分析。线损理论计算的成果, 能综合反映供电企业生产运行和经营管理水平, 是企业开展节能降耗工作的重要依据。国内外对线损理论计算方法进行了大量的研究, 部分计算方法已投入实际应用, 取得了较好的结果。
在输送和分配电能的过程中, 电网中的各元件, 变压器、输电线路、补偿和调整设备以及测量和保护装置, 都要耗费一定的电能。在给定的时间内, 电网所有元件中产生的电能损耗称为电网的线损电量, 简称线损。电网的电能损耗是电网同一时段内个元件电能损耗总和, 所以, 整个电网的电能损耗计算建立在每一电网元件的电能损耗计算的基础上。但并不是所有电能损耗都能进行理论计算, 如电网中介质磁化损耗和不明损耗、线路绝缘不良引起的泄漏损耗、设备接地或短路故障的电能损耗。可以计算的技术损耗, 是指可以通过理论计算求得其数值, 所以也称为理论线损。
配电网具有闭环设计, 开环运行的特点, 因此实际运行中的配电网多呈辐射状, 要详细收集和整理配电网中各负荷点的负荷资料及元件运行数据是非常困难的, 缺少进行潮流分析所需的负荷数据。但一般情况下, 馈线出口均装有电流表、功率表, 可以获取馈线出口代表日24h正点电流。因此, 均方根电流法是10k V及以下电压等级的配电网中最常见的理论线损计算方法, 另外也可根据计算条件和计算资料, 采用平均电流法 (形状系数法) 、最大电流法 (损失因数法) 、等值电阻法等方法进行计算。
无论传统和现代的配网理论线损计算方法都是基于两种配电网参数、运行数据资料获取情况和三种配电网结构开展理论线损计算方法理论研究与实际应用的。在三种配电网结构中, 第一种是辐射状配电网, 如农村配电线路;第二种是环状配电网, 如部分城市配电网, 第三中是辐射状与环状相结合, 属于混合结构, 如部分城市配电网。一般基层供电企业的配电网结构参数、运行数据资料获取方式的实际情况各不相同, 但目前基本还没有实现配网自动化, 所以在配电网理论线损计算过程中, 应结合配电网的实际情况进行选择负荷实际的计算方法。
均方根电流法是配电网理论线损计算的基本计算方法, 也是最常用的方法。其基本思想是, 线路中流过的均方根电流所产生的电能损耗相当于实际负荷在同一时间内所产生的电能损耗, 所以, 均方根电流法在进行配电网线损计算时, 需收集沿线各节点的负荷。其计算公式如下:
式中:△Α为损耗电量 (k Wh) ;R为元件电阻 (Ω) ;t为运行时间 (h) ;Ijf为均方根电流 (A) 。
由于配电网节点数多, 负荷在不同时段的变化又比较大, 运行数据很难全面收集。为尽量减少运行数据的收集量, 同时又不影响线损计算的精度, 均方根电流法一般作如下假设:1) 各负荷节点负荷曲线的形状与首端相同。2) 各负荷节点功率因数与首端相等。3) 忽略沿线的电压损失对能耗的影响。4) 负荷的分配与负荷节点装设的变压器额定容量成正比, 即各变压器的负荷系数相同。均方根电流法按照代表日24小时整点负荷电流或有功功率、无功功率或有功电量、无功电量、电压参数等数据计算出均方根电流就可以进行电能损耗计算, 计算精度较高。但在对10k V配电网线路计算理论线损时, 对没有实测负荷记录的配电变压器, 其均方根电流按与配电变压器额定容量成正比的关系来分配计算, 这种计算不完全符合实际负荷情况。
平均电流法也称形状系数法, 是利用均方根电流法与平均电流的等效关系进行电能损耗计算的, 由均方根电流法派生而来。其基本思想是, 线路中流过的平均电流所产生的电能损耗相当于实际负荷在同一时间内所产生的电能损耗。其计算公式如下:
式中:△A为损耗电量 (k Wh) ;R为元件电阻 (Ω) ;t为运行时间 (h) ;Iar为平均电流 (A) , K为形状系数。
平均电流法按照代表日平均电流和计算出形状系数等数据计算就可以进行电能损耗计算, 使用实际中较容易得到并且较为精确的电量作为计算参数, 计算结果较为准确, 计算出的电能损耗结果精度较高。但形状系数K不易计算, 实际使用值存在计算简化, 对没有实测负荷记录的配电变压器, 不能记录实际负荷曲线。同时, 配电网电压假设为平均低压后, 计算精度也会受到一定影响。
最大电流法也称损耗因数法, 由均方根电流法派生而来, 是利用均方根电流法与最大电流的等效关系进行电能损耗计算。最大电流法的基本思想是, 线路中流过的最大电流所产生的电能损耗相当于实际负荷在同一时间内所产生的电能损耗。其计算公式如下:
式中:△A为损耗电量 (k Wh) ;R为元件电阻 (Ω) ;t为运行时间 (h) ;Imax为最大电流 (A) , F为损耗因数。
最大电流法只需测量出代表日最大电流和计算出损耗因数等数据就可以进行电能损耗计算, 简单方便。但不同的负荷曲线、网络结构和负荷特性, 计算出的F不同, 不能通用, 使用此方法时必须根据负荷曲线实际情况计算F值。
因配电网络节点多、分支线多、元件也多, 各支线的导线型号不同, 配电变压器的容量、负荷系数、功率因数等参数和运行数据也不相同, 要精确的计算配电网络中各元件的电能损耗是比较困难的。因此, 在满足实际工程计算精度的前提下, 也常常使用等值电阻法。此外, 最大负荷损耗小时法、电压损失法、竹节法需要的计算数据少, 容易收集, 计算简单, 但算精度较低, 不宜进行精确计算。潮流法计算精度高, 但需要收集的数据资料多, 若表计不全或运行参数收集不全, 或者网络的元件和节点数太多, 运行数据和结构参数的收集整理困难, 则难以采用。
总体上, 传统的配电网理论线损计算方法, 主要是依靠配电网结构参数和历史运行数据资料进行计算, 计算方法简单, 需要的数据资料少, 计算结果基本能够满足工程要求和实际工作需要。各种方法的结果精度主要取决于原始运行数据收集是否齐全和准确, 假设条件与实际情况可能不符, 影响计算精度, 计算精度低。现代配电网理论线损计算方法, 如人工神经网络 (ANN) 算法、遗传算法 (GA) 与人工神经网络 (ANN) 相结合算法、模糊识别算法等, 这一类算法计算精度有所提高, 但这一类计算方法仍处于理论探索阶段, 计算机理有待于进一步深入研究, 已研究的计算方法与实际应用还有差距。
影响配电网理论线损计算精度的因素较多, 比较复杂、多样, 原始数据的准确性、数学模型的准确性和数学方法的选择都会直接影响计算结果精度, 其中原始数据的准确性占绝对主要地位, 属于主要的影响因素。但由于配电网实际情况, 要准确计算出配电网理论线损, 需要考虑各方面因素的影响。只是在配电网理论线损计算实际工作过程中, 为使研究问题方便, 一般只要求在保证一定精度要求的条件下, 往往只计及主要因素, 忽略次要因素。
此外, 人为差错、采用的测量仪表和计算工具计算精确性等因素也都对配电网理论线损计算的精度产生影响。对于这些影响因素, 需要制定标准与操作规范进行规避。
根据目前基层供电企业的配电网实际, 多数情况都以传统配电网理论线损计算方法为主。由于10k V及以下配电网节点多, 分支线多, 元件多, 各支线的导线型号各不相同, 配电变压器型号、容量、负荷率、功率因数、负荷曲线形状等参数和运行数据各不相同, 要精确计算10k V及以下配电网网络中各元件的电能损耗是比较困难的。因此, 在满足实际工程计算精度的前提下, 使用等值电阻法计算10k V及以下配电网的理论电能损耗具有可行性和实用性。为提高计算精度, 可以对传统的等值电阻法进行改进。等值电阻法的理论基础是均方根电流法, 在理论上比较完善, 在方法上克服了均方根电流法的诸多方面的缺点, 适合于计算10k V及以下配电网的理论电能损耗。基于上述原因, 10k V及以下配电网, 特别是辐射状配电网, 采用等值电阻法计算配电网理论线损比较合适, 计算比较精确、方便、合理。
推荐阅读：
网线制作的实验心得05-23
配电运检题库07-09
2019配电月工作总结09-16
低压配电柜保养规程05-23
配电电缆的选择技巧论文06-03
配电变压器的故障分析06-23
配电房巡回检查制度06-25
输配电线路相关论文06-25
供配电专业考试经验06-29
配电室防火应急预案07-24
