一种基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法技术

一种基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，属线损计量领域。包括采集线路各节点负荷用电量；构建数据集；根据各节点负荷用电量估算支路电流；判断光伏出力与负荷的关系；寻找左侧网络的功率分点，并在有功分点处拆分为两个单电源供电网络；进一步将双端供电网络在有功功率分点处拆成两个辐射式单电源供电子网络；分别计算左、右两个子网络的线损功率；将左、右两个子网络的线损相加，得到整条线路的线损。其采用三相不平衡度计算不同场景下的光伏并网模型，提供根据光伏的发电量及接入位置的布局，以及适用于低压配电网的线损计算方法，为光伏接入配电网提供可靠依据，使解出的结果更加贴近于真实值，能够满足实际需求，应用于多种场合。应用于多种场合。应用于多种场合。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法


[0001]本专利技术属于低压线损计算领域，尤其涉及一种基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法。

技术介绍

[0002]光伏(Photovoltaic，PV)发电作为一种清洁、低碳的能源形式，技术日趋成熟，成本逐渐降低，在“双碳”目标和新型电力系统建设的背景下发展迅速。
[0003]随着屋顶光伏整县推进政策的实施，用户侧光伏装机发展迅速，但高比例分布式光伏接入低压配电网，改变了系统运行方式，易导致台区重过载和高损，对电网的调度管理提出挑战。
[0004]分布式光伏的高比例接入易加剧低压线路三相不平衡和功率倒送现象，进而引起线路高损。因此需要考虑分布式光伏接入对低压线路线损的影响，选择合适的接入位置和接入容量，在保证配电网供电质量的同时，提升系统运行的经济性。
[0005]目前已有一些专家、学者对分布式光伏并网控制与优化进行了相关研究。文献“考虑负荷不确定性的分布式光伏电源最大准入功率的计算”(李秀俊,邹旻昊,周力行.《电力电容器与无功补偿》,2020,41(02):181
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186.)、“分布式光伏接入配电网的选址定容优化研究”(张铁峰,高智慧,左丽莉,等.《华北电力大学学报》(自然科学版),2019,46(01):60
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66.)考虑光伏出力不确定性对配电网潮流变化的影响，分析了光伏接入容量、接入位置等因素对配电网的影响。文献“分布式光伏接入对配电网的影响研究”(常东胜,李应龙,陈国发,等.自动化应用,2022(08):111
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114.)分析了大量光伏接入对配电网线损、电压偏差等的影响。
[0006]授权公告日为2020年2月4日，授权公告号为CN 105427186 B的专利技术专利，公开了一种基于改进等值电阻法的配电网线损计算方法，其包含以下步骤：S1、确定配电网的参数；S2、计算配电网的负荷电流不平衡度，并根据该负荷电流不平衡度计算配电线路首端结构系数；S3、利用配电线路首端结构系数，采用改进等值电阻法计算配电网电能总损耗；S4、根据配电网电能总损耗计算配电网线损率，并与实际线损率比较计算误差。该技术方案通过考虑负荷不平衡对等值电阻及配电网线损的影响，能更加准确地计算配电网的线损率，更贴近实际线损率。但是其没有考虑到分布式光伏并网控制与优化问题。
[0007]现有成果多是研究光伏接入对中高压配电网的影响，对低压台区的研究较少。文献中“低压直流配电网线损计算与分析”(郑志宇,李石东,凌毓畅,等.《电测与仪表》,2019,56(03):23
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28.)、“三相不平衡及谐波对三相四线低压配电网线损的影响”(谢荣斌,杜帆,程湘,等.《电力系统保护与控制》,2020,48(21):22
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30.)先后从谐波、三相不平衡、直流配网等角度分析了光伏接入对低压配电网的影响，并提出了相应的线损计算方法。
[0008]现有研究大多针对典型负荷分布形式计算光伏接入后的线损，难以满足实际应用需求。
[0009]低压配电网的信息采集系统尚不完善，准确性不高；负荷往往存在单相负荷和三
相负荷混合接入的情况，三相不平衡现象较为严重。
[0010]分布式光伏并网后会改变电网结构，对其造成冲击，为后续线损的计算增加困难。

技术实现思路

[0011]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法。其针对现有低压配电网的信息采集系统尚不完善，线损计算准确性不高的技术问题，采用改进等值电阻法线损计算模型，基于分布式光伏接入配电网时的发电量和接入位置不同的情况，考虑在光伏接入配电网出现的光伏不发电(夜间)、光伏发电量本地全部消纳(高负荷区域)以及功率倒送(低负荷区域)三种典型场景，采用三相不平衡度计算不同场景下的光伏并网模型，提供根据光伏的发电量及接入位置的布局，以及适用于低压配电网的线损计算方法，有助于减小线损计算结果，为光伏接入配电网提供可靠依据，使解出的结果更加贴近于真实值，能够满足实际需求，应用于多种场合。
[0012]本专利技术的技术方案是：提供一种基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，其特征是其低压线损计算包括以下步骤：
[0013]1)采集线路各节点负荷用电量；
[0014]2)构建数据集；
[0015]3)根据各节点负荷用电量估算支路电流；
[0016]4)判断光伏出力是否为0；若光伏出力为0，则采用等值电阻法直接计算线损，并输出最终结果；若光伏出力不为0，则在光伏接入位置节点i处将原始线路拆分为两个子网络；
[0017]5)判断光伏出力与负荷的关系；
[0018]6)寻找左侧网络的功率分点，并在有功分点处拆分为两个单电源供电网络；
[0019]7)进一步将双端供电网络在有功功率分点处拆成两个辐射式单电源供电子网络，节点h为有功功率分点，节点h的负荷也拆分为S
h1
和S
h2
，且S
h1
+S
h2
＝S
h
；
[0020]8)左、右两个子网络的电源供电功率分别为S0和
‑
S
eq1
，分别计算左、右两个子网络的线损功率；
[0021]9)最后，左、右两个子网络的线损相加，即可得到整条线路的线损，输出结果。
[0022]具体的，在采集线路各节点负荷用电量时，通过监测得到线路首端有功电量，根据负荷有功电量估算线路电流，计算方法为：
[0023]I
pj
＝KA/U
N
Tcosφ
[0024]式中，A为线路首端有功电量；U
N
为线路额定电压；cosφ为负荷的平均功率因数，K为线路首端负荷形状系数。
[0025]具体的，在根据各节点负荷用电量估算支路电流时，对等值电阻法进行改进，根据三相负荷的具体情况，分别按照三相负荷平衡时的等值电阻法、基于三相负荷不平衡增量系数的等值电阻法以及基于三相负荷瞬时不平衡系数的改进等值电阻法，对各节点的支路电流进行计算。
[0026]进一步的，所述的三相负荷平衡时的等值电阻法计算方法如下：
[0027]ΔA
l
＝N(KI
pj
)2R
eq
T
[0028]式中，N为变压器低压侧电网结构系数；K为线路首端负荷形状系数；I
pj
为线路首端平均电流；R
eq
为低压配电网线路的等值电阻；T为线路运行时间；
[0029]令均方根电流I
rms
与平均电流I
pj
的等效关系为K，并称之为形状系数，即即
[0030]其均方根电流I
rms
计算公式为：
[0031]式中：I
rms
为计算周期内的均方根电流，A；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，其特征是其低压线损计算包括以下步骤：1)采集线路各节点负荷用电量；2)构建数据集；3)根据各节点负荷用电量估算支路电流；4)判断光伏出力是否为0；若光伏出力为0，则采用等值电阻法直接计算线损，并输出最终结果；若光伏出力不为0，则在光伏接入位置节点i处将原始线路拆分为两个子网络；5)判断光伏出力与负荷的关系；6)寻找左侧网络的功率分点，并在有功分点处拆分为两个单电源供电网络；7)进一步将双端供电网络在有功功率分点处拆成两个辐射式单电源供电子网络，节点h为有功功率分点，节点h的负荷也拆分为S
h1
和S
h2
，且S
h1
+S
h2
＝S
h
；8)左、右两个子网络的电源供电功率分别为S0和
‑
S
eq1
，分别计算左、右两个子网络的线损功率；9)最后，左、右两个子网络的线损相加，即可得到整条线路的线损，输出结果。2.按照权利要求1所述的基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，其特征是在采集线路各节点负荷用电量时，通过监测得到线路首端有功电量，根据负荷有功电量估算线路电流，计算方法为：I
pj
＝KA/U
N
Tcosφ式中，A为线路首端有功电量；U
N
为线路额定电压；cosφ为负荷的平均功率因数，K为线路首端负荷形状系数。3.按照权利要求1所述的基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，其特征是在根据各节点负荷用电量估算支路电流时，对等值电阻法进行改进，根据三相负荷的具体情况，分别按照三相负荷平衡时的等值电阻法、基于三相负荷不平衡增量系数的等值电阻法以及基于三相负荷瞬时不平衡系数的改进等值电阻法，对各节点的支路电流进行计算。4.按照权利要求3所述的基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，其特征是所述的三相负荷平衡时的等值电阻法计算方法如下：ΔA
l
＝N(KI
pj
)2R
eq
T式中，N为变压器低压侧电网结构系数；K为线路首端负荷形状系数；I
pj
为线路首端平均电流；R
eq
为低压配电网线路的等值电阻；T为线路运行时间；令均方根电流I
rms
与平均电流I
pj
的等效关系为K，并称之为形状系数，即即其均方根电流I
rms
计算公式为：式中：I
rms
为计算周期内的均方根电流，A；N为计算周期所确定的电流测点数，i为测点电流序号；I
i
为第i个测点的电流，A；其平均电流I
pj
的计算公式为：式中：I
pj
为负荷电流的平均值，A；I
i
为第i个整点的电流值，A；
所述的基于三相负荷不平衡增量系数的等值电阻法计算方法如下：ΔA2＝NK
δ
(KI
pj
)2R
eq
T式中：K
δ
为三相负荷的不平衡增量系数；K
δ
为三相负荷的不平衡增量系数与三相负荷不平衡度有关；计算公式分为下列三种情况：a)三相负荷一相重，一相轻，一相平均：b)三相负荷一相重，两相轻：c)三相负荷两相重，一相轻：式中：ε
i
——三相负荷电流不平衡度，％；式中：I
max
为最大一相负荷电流；所述的基于三相负荷瞬时不平衡系数的改进等值电阻法如下：式中，K
i...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鹏举，王涛云，杨恒，孟垂攀，皮凯云，姚芳，王转转，蒋晨耀，张颢，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：