一种单站单级多元件供电系统功率损耗平均值的计算方法技术方案

本发明专利技术涉及一种单站单级多元件供电系统功率损耗平均值的计算方法，同时考虑电网运行方式和负荷的不确定性和随机性，在考虑电网运行方式的不确定性时主要是引入变压器、线路等设备的不确定性运行状态，在考虑负荷的不确定性时主要引入负荷的不确定性状态，假设电网运行方式变化和负荷的波动均服从正态分布，在概率分析的基础上计算电网有功功率和无功功率损耗的平均值。本发明专利技术可以计算出在一定运行周期内单站单级多元件供电系统有功功率和无功功率损耗的平均值。反映出并列运行变压器和线路有功和无功功率波动特性及其概率特征、变压器并列运行方式、并列运行变压器和线路故障情况等，为电网调度运行以及线路和变压器检修计划提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种单站单级多元件供电系统功率损耗平均值的计算方法
本专利技术涉及电力系统及其自动化的
，尤其涉及到一种单站单级多元件供电系统功率损耗平均值的计算方法。
技术介绍
线路和变压器是电力系统重要和必要的元件。线路将变电站与不同电网连接，使变电站获得供电电源。在供电系统中，通常采用多条线路并列运行的方式，以保障供电的可靠性和可持续性。多条线路并列运行，虽然能够在保障供电可靠性和可持续性等方面有决定性作用，但是随着输送功率的增大，线路功率损耗也会随之增大。影响线路功率损耗的因素还有线路长度、导线材料、导线截面积等。在供电过程中，线路输送功率由负荷功率、电网结构特征(如阻抗)、电网运行特征(如电压大小和相角等)决定。因此，在不同电网运行方式和运行状态下，线路输送功率是可控的，也是不同的。也就是说，电网负荷特性及电网运行方式的多变性影响效率输送功率。变压器在变电站中起到电压变换、功率输送的作用，使变电站能够以不同电压对用户负荷供电。变压器类型繁杂，数量庞大，对电力系统网损影响极大，是网损的主要设备。在供电系统中，通常采用多台变压器并列运行的方式，以保障供电的可靠性和可持续性。多台变压器并列运行，虽然能够在保障供电可靠性和可持续性等方面有决定性作用，但是变压器运行都会有一种较为固定的功率损耗，而且这种损耗都会随着并列运行变压器台数的增多而线性增大。在并列运行过程中，变压器同时会产生另一种功率损耗，而且这种功率损耗会随着输送功率的增大而增大。变压器输送功率由负荷功率决定，因此供电系统中功率损耗不仅取决于并列的变压器类型和数量，而且还取决于其负荷特性及电网运行方式的多变性。负荷在不同时间和空间上都具有不同特性，具有不同的不确定性和随机性，变电站多条输入线路及多条变压器运行、故障、计划检修等也具有具有很大的不确定性和随机性。电网运行方式因变压器和线路的运行状态的变化也具有较大的不确定性和随机性。以往电网中功率损耗通常采用确定性的潮流计算方法，有一些也采用概率潮流计算的方法。确定性潮流计算的方法通常是在假设电网运行方式、用户负荷水平以及电源出力水平都确定的情况下计算电网有功功率和无功功率的损耗值，计算结果是唯一性和确定性的。而概率潮流计算的方法通常是在只假设负荷为不确定性因素的情况下计算电网有功功率和无功功率的损耗值，计算结果是具有一定置信水平的概率值。可见，电网网损计算的现有技术都没有全面考虑电网运行方式、负荷和电源的不确定性和随机性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种考虑到并列变压器运行方式改变、输电线路运行方式改变和负荷波动的不确定性和随机性的单站单级多元件供电系统功率损耗平均值的计算方法。本专利技术的技术方案是这样实现的：在单站单级多元件供电系统功率损耗平均值由变压器和线路有功和无功功率及其概率、变压器并列运行的台数决定，故障、计划检修等因素会影响变压器并列运行的台数的环境下，一种单站单级多元件供电系统功率损耗平均值的计算方法，包括以下步骤：S1：从电网能量管理系统EMS获取线路和变压器的相关数据信息，计算每条线路的电阻RLi和电抗XLi，i＝1,2,...,NL，NL为并列变压器的台数；以及计算每台变压器的电阻RTi和电抗XTi，i＝1,2,...,NT，NT为并列变压器的台数；S2：从电网能量管理系统EMS获取变电站接入每条线路运行的数据信息，然后采用模拟的方法，确定线路视在功率、有功功率和无功功率按照正态分布规律变化的均值和方差：视在功率均值μSLi和方差σSLi、有功功率均值μPLi和方差σPLi、无功功率均值μQLi和方差σQLi；S3：从电网能量管理系统EMS获取并列运行变压器运行数据信息，然后采用模拟的方法，确定每台变压器视在功率、有功功率和无功功率按照正态分布规律变化的均值和方差：视在功率均值μSTi和方差σSTi、有功功率均均值μPTi和方差σPTi、无功功率均值μQTi和方差σQTi；S4：从电网能量管理系统EMS获取变压器低压侧负荷功率的数据信息，采用模拟的方法，确定变压器低压侧负荷视在功率、有功功率和无功功率按照正态分布规律变化的均值和方差：视在功率均值μSD和方差σSD、有功功率均值μPD和方差σPD、无功功率均值μQD和方差σQD；S5：从电网能量管理系统EMS获取相关数据，计算线路有功和无功功率损耗平均值ΔPLLoss和ΔQLLoss；S6：从电网能量管理系统EMS获取相关数据，计算变压器有功和无功功率损耗平均值ΔPTLoss和ΔQTLoss；S7：计算NL条输入线路、NT台变压器并列组成的供电系统有功和无功功率损耗的平均值，其计算公式为：ΔPLoss＝ΔPLLoss+ΔPTLoss；ΔQLoss＝ΔQLLoss+ΔQTLoss。进一步地，所述步骤S5中变电站接入的NL条线路有功和无功功率损耗的平均值的计算步骤如下：S5.1：计算变电站高压母线负荷有功功率：P′DT＝PD+ΔPTLoss；S5.2：计算变电站高压母线负荷无功功率：Q′DT＝QD+ΔQTLoss；S5.3：计算NL条线路有功功率损耗平均值：S5.4：计算NL条线路无功功率损耗平均值：进一步地，所述步骤S6中，NT台并列运行变压器有功和无功功率损耗的平均值的计算步骤如下：S6.1：计算NT台并列运行变压器有功功率损耗平均值：S6.2：计算NT台并列运行变压器无功功率损耗平均值：与现有技术相比，本方案原理和优点如下：通过电网能量管理系统EMS获取电网运行的数据，在考虑电网运行方式的不确定性时主要是引入变压器、线路等设备的不确定性运行状态，在考虑负荷的不确定性时主要引入负荷的不确定性状态，假设电网运行方式变化和负荷的波动均服从正态分布，在概率分析的基础上计算电网有功功率和无功功率损耗的平均值。通过本方案的方法，可以计算出在一定运行周期(1小时、1天、1月、1年、5年、10年等)内单站单级多元件供电系统有功功率和无功功率损耗的平均值。反映了并列运行变压器和线路有功和无功功率波动特性及其概率特征、变压器并列运行方式、并列运行变压器和线路故障情况和检修计划等，为电网调度运行以及线路和变压器检修计划提供技术支撑。附图说明图1为单站单级多元件供电系统的示意图；图2为本专利技术一种单站单级多元件供电系统功率损耗平均值的计算方法的流程框图。图1中的附图标记表示如下：1-并列运行的第一条线路，2-并列运行的第NL条线路，3-变压器高压母线，4-并列运行的第一台变压器，5-并列运行的第NT台变压器，6-变压器低压母线，7-负荷。具体实施方式下面参照附图并结合实例对本专利技术的具体实施方式做进一步详细描述。如图2所示，一种单站单级多元件供电系统功率损耗平均值的计算方法，本实施例所述方法针对图1所示的单站单级多元件供电系统，并考虑上并列变压器运行方式改变、输电线路运行方式改变和负荷波动的不确定性和随机性。图1中，供电系统由NT台变压器T1、T2、T3、…、并列组成，其通过NL条线路与无穷大电源连接。假设第i条线路输送功率、输送功率、阻抗、电阻、电抗分别为SLi、ZLi、RLi、XLi，SLi＝PLi+jQLi,ZLi＝RLi+jXLi，第i条线路有功功率PLi和无功功率QLi均为随机变量并服从均值为μPLi、μQLi和方差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单站单级多元件供电系统功率损耗平均值的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：从电网能量管理系统EMS获取线路和变压器的相关数据信息，计算每条线路的电阻RLi和电抗XLi，i＝1,2,...,NL，NL为并列变压器的台数；以及计算每台变压器的电阻RTi和电抗XTi，i＝1,2,...,NT，NT为并列变压器的台数；S2：从电网能量管理系统EMS获取变电站接入每条线路运行的数据信息，然后采用模拟的方法，确定线路视在功率、有功功率和无功功率按照正态分布规律变化的均值和方差：视在功率均值μSLi和方差σSLi、有功功率均值μPLi和方差σPLi、无功功率均值μQLi和方差σQLi；S3：从电网能量管理系统EMS获取并列运行变压器运行数据信息，然后采用模拟的方法，确定每台变压器视在功率、有功功率和无功功率按照正态分布规律变化的均值和方差：视在功率均值μSTi和方差σSTi、有功功率均均值μPTi和方差σPTi、无功功率均值μQTi和方差σQTi；S4：从电网能量管理系统EMS获取变压器低压侧负荷功率的数据信息，采用模拟的方法，确定变压器低压侧负荷视在功率、有功功率和无功功率按照正态分布规律变化的均值和方差：视在功率均值μSD和方差σSD、有功功率均值μPD和方差σPD、无功功率均值μQD和方差σQD；S5：从电网能量管理系统EMS获取相关数据，计算线路有功和无功功率损耗平均值ΔPLLoss和ΔQLLoss；S6：从电网能量管理系统EMS获取相关数据，计算变压器有功和无功功率损耗平均值ΔPTLoss和ΔQTLoss；S7：计算NL条输入线路、NT台变压器并列组成的供电系统有功和无功功率损耗的平均值，其计算公式为：ΔPLoss＝ΔPLLoss+ΔPTLoss；ΔQLoss＝ΔQLLoss+ΔQTLoss。...

【技术特征摘要】
1.一种单站单级多元件供电系统功率损耗平均值的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：从电网能量管理系统EMS获取线路和变压器的相关数据信息，计算每条线路的电阻RLi和电抗XLi，i＝1,2,...,NL，NL为并列变压器的台数；以及计算每台变压器的电阻RTi和电抗XTi，i＝1,2,...,NT，NT为并列变压器的台数；S2：从电网能量管理系统EMS获取变电站接入每条线路运行的数据信息，然后采用模拟的方法，确定线路视在功率、有功功率和无功功率按照正态分布规律变化的均值和方差：视在功率均值μSLi和方差σSLi、有功功率均值μPLi和方差σPLi、无功功率均值μQLi和方差σQLi；S3：从电网能量管理系统EMS获取并列运行变压器运行数据信息，然后采用模拟的方法，确定每台变压器视在功率、有功功率和无功功率按照正态分布规律变化的均值和方差：视在功率均值μSTi和方差σSTi、有功功率均均值μPTi和方差σPTi、无功功率均值μQTi和方差σQTi；S4：从电网能量管理系统EMS获取变压器低压侧负荷功率的数据信息，采用模拟的方法，确定变压器低压侧负荷视在功率、有功功率和无功功率按照正态分布规律变化的均值和方差：视在功率均值μSD和方差σSD、有功功率均值μPD和方差σPD、无功功率均值μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴杰康，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44