一种基于支路损耗因子分析的电网节能降损方法技术

本发明专利技术提供一种基于支路损耗因子分析的电网节能降损方法，主要包含：S1）收集电网拓扑结构参数；S2）利用牛顿拉夫逊法对电网进行潮流计算，得到电网功率方程的极坐标形式；S3）计算出各发电机组和负荷对电网支路功率损耗的影响函数；S4）根据步骤S3的函数，计算出各电网支路的功率损耗因子；S5）根据各电网支路的功率损耗因子，对电网支路进行改造和优化。该方法通过对电网线路损耗的分析，能有效地得到发电机或负荷对输电支路的使用程度，从而划分出各电源或负荷对支路损耗的影响程度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供，主要包含：S1）收集电网拓扑结构参数；S2）利用牛顿拉夫逊法对电网进行潮流计算，得到电网功率方程的极坐标形式；S3）计算出各发电机组和负荷对电网支路功率损耗的影响函数；S4）根据步骤S3的函数，计算出各电网支路的功率损耗因子；S5）根据各电网支路的功率损耗因子，对电网支路进行改造和优化。该方法通过对电网线路损耗的分析，能有效地得到发电机或负荷对输电支路的使用程度，从而划分出各电源或负荷对支路损耗的影响程度。【专利说明】
本专利技术属于电力系统领域，具体涉及一种基于支路损耗因子分析的电网节能损耗方法。
技术介绍
电力系统中，电网电量通过输电、变电和配电等环节输送给用户。由于电力设备存在阻抗，因此电能通过时就会产生电能损耗，并以热能的形式散失在周围介质中，这种电能损耗称为线损。线损大小受多种因素影响，主要包括电网结构、运行方式、技术状况、潮流分布、电压水平，以及功率因数等。随着电网系统的日益完善与扩展，线损管理涉及到的方面越来越广，越来越复杂。因此，线损率成为衡量和考核供电企业生产经营的一项重要技术经济指标，它能够反映电力网的规划设计、制造生产技术和营销管理水平的高低，直接关系到电力企业的经济效益。降低线损率就相当于在企业生产成本保持不变的条件下，提高供电企业的经济效益，因此供电企业均把加强线损分析管理作为企业经营工作的头等大事。线损分析，其本质属于电网分析技术之一，对线损的研究不论是工程领域还是科研领域都得到了高度重视。在工程领域主要为了使电网系统能够达到最佳的运行状态，找到最有效和便捷的降损措施，从而降低成本，提高效率。有效计及引起线损变化的因素，采用合理的方法来计算和分析线损，明确线损变化规律，反映线损问题的物理本质，有针对性的采取节能降损措施，对电网的节能降损很有意义。传统的电力系统分析中，潮流计算只能通过电网系统的结构、参数及系统当前的运行方式和负荷状态，计算出各个母线电压、输电线路、变压器中通过的总功率及相应的功率损耗。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:提供，该方法通过对电网线路损耗的分析，能有效地得到发电机或负荷对输电支路的使用程度，从而划分出各电源或负荷对支路损耗的影响程度。本专利技术的技术方案是:，主要包含以下步骤:SI)收集电网拓扑结构参数；S2)利用牛顿拉夫逊法对电网进行潮流计算，得到电网功率方程的极坐标形式；S3)计算出各发电机组和负荷对电网支路功率损耗的影响函数；S4)根据步骤S3的函数，计算出各电网支路的功率损耗因子；S5)根据各电网支路的功率损耗因子，对电网支路进行改造和优化。所述的方法，所述步骤SI的参数包括电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量，具体包括发电机组、节点、支路线路、变压器、无功补偿及负荷的参数，并形成节点导纳矩阵，节点导纳矩阵是一个nXn的方阵，η为节点数，矩阵元素为各节点自导或互导纳参数值。所述的方法，所述步骤S2的功率方程为: ? η.r^U ,^U AGriCoseii+Β.^?ηθ,)\.二.Qi = Uj YjU jiGu sin θ；] - L1.cos) ?j=1(丄)式中:Ρρ Qi分别为电网节点i的有功功率和无功功率，U1、分别为节点1、同一电网另一节点j的电压相量，Gij, Bij分别为节点1、j所在支路I的电导和电纳，Θ u =Θ r θ j为同一电网支路I两个端节点1、j之间的相角差。所述的方法，步骤S3的计算方法包括:将发电机组和负荷进行等效，分别计算各发电机组和负荷单独作用于电网支路的电流分量，然后根据电流叠加原理，计算出各电网机组和负荷对支路功率损耗的影响函数。所述的方法，第I个电网支路、第k个电网节点的影响函数为:ASkl =AU,/Utx(Pk+JQM(10)其中，J表示复数符号，ASkl为支路I上的功率损耗，&为节点k的电压相量，Pk、Qk分别为节点k的有功功率、无功功率，I；为λ lk的共轭，Alk= [ (Yik-Yjk)Z1]-1, Yik, Yjk分别是节点导纳矩阵第1、j行第k列节点的导纳参数，Z1为第I个电网支路的阻抗。所述的方法，各电 网支路的功率损耗因子为:dASk! /dPk = AUi/UkX Xlk(11)dASk!/dQk =JAUlZUA-XAjk(12)上式中，/3?分别表示各支路有功功率损耗因子和无功功率损耗因子。所述的方法，步骤S5的改造、优化过程具体包括:S51)当任意节点k注入功率变化后，通过式(11)、(12)计算出该节点功率变化引起其他支路损耗变化情况；S52)对电网各支路的功率损耗因子全面计算后，对电网局部进行针对性的节能改造;S53)根据支路损耗因子调整、优化电网各节点的潮流分布，反复迭代操作，直至最大程度的降低各支路的功率损耗，进而降低全网络的功率损耗。本专利技术的优点:本专利技术基于电网发电机和负荷对电网各支路功率损耗的分摊计算和推导，得到各发电机和负荷对电网中支路的利用份额和功率损耗的影响程度，从而明确电网线损的准确分布，可为电网的节能降损提供强有力的数据支撑，为电网节能降损措施的制定提供理论依据和实际指导。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的流程框图。【具体实施方式】本专利技术涉及。该节能降损方法从电网潮流变化影响电网损耗的角度出发，通过对电网发电机和负荷在支路中承担的有功损耗的推导，实现网损在各支路的分摊计算。在此基础上，计算所分析电网拓扑结构中各发电机和负荷的支路损耗因子，通过比较分析网络中各支路的损耗因子大小，确定对全网损耗影响较大的支路，进而对这些支路进行针对性的节能改造，改造完毕后的网络重新计算支路损耗因子，并优化网络节点潮流分布，直至最大效益化的降低网损。该方法理论清晰，相比传统的变压器更换、线路改造、无功补偿、电能质量治理等电网节能降损措施，更具有针对性，为电网的损耗分析和节能降损提供了一种崭新的思路和方法。本专利技术有助于电网企业精确了解掌握电网各支路损耗的占比情况，可具体的指导电网企业开展具有针对性的节能降损措施，并对电网节点潮流进行经济的运行调度，最大限度地降低电网损耗，保证电网的经济运行。本专利技术通过明确计算出各电源或负荷在同一支路或不同支路上产生的损耗，计算出支路损耗因子，基于支路损耗因子才能从本质上找出节能降损的方法。进而有针对性的采取节能降损措施，方可最大程度的降低网损。本专利技术所采用的技术方案包括以下步骤:SI)收集电网拓扑结构资料，主要包括:发电机组、节点、支路线路、变压器、无功补偿及负荷参数，形成节点导纳矩阵；S2)利用牛顿拉夫逊法进行潮流计算，计算出各节点的电压幅值、相角及节点有功功率、无功功率，解析网络的功率分布和平衡节点的功率；S3)将发电机组和负荷进行等效，分别计算各机组和负荷单独作用于支路的电流分量，根据电流叠加原理，计算出各机组和负荷对支路有功损耗的分摊；S4)在步骤S3的基础上，计算出各支路损耗因子；S5)比较分析全网各支路损耗因子，判别具有节能降损潜力的支路；S6)对具有节能降损潜力的支路进行节能改造，同时对网络节点潮流分布进行优化；S7)所有具有节能潜力的支路改造完毕后，再次迭代分析全网支路损耗因子，直至最大程度的降低网损。下面结合附图和实施例进一步详述本专利技术。【具体实施方式】如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于支路损耗因子分析的电网节能降损方法，主要包含以下步骤：S1）收集电网潮流计算所需参数；S2）利用牛顿拉夫逊法对电网进行潮流计算，得到电网功率方程的极坐标形式；S3）计算出各发电机组和负荷对电网支路功率损耗的影响函数；S4）根据步骤S3的函数，计算出各电网支路的功率损耗因子；S5）根据各电网支路的功率损耗因子，对电网支路进行改造和优化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖楚鹏，邱泽晶，彭旭东，王振宇，冯伦，饶尧，
申请(专利权)人：南瑞武汉电气设备与工程能效测评中心，
类型：发明
国别省市：