王 佳,常文煥,盧東偉,劉 洋,任 聰
(華北水利水電大學,河南 鄭州450011)
隨著人類社會的飛速發(fā)展,電力系統(tǒng)的出現(xiàn)推動著社會生產中各個領域的變化,而電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行關乎著我們每個人的日常生活。然而,由于電力系統(tǒng)中有阻抗的存在,因此,電能在轉換、輸送、分配過程中就會無可避免地產生大量的損耗。
網損計算的意義主要是了解系統(tǒng)運行的效率,通過對系統(tǒng)電源、負荷的優(yōu)化配置來降低系統(tǒng)的有功功率損耗和一段時間內的電能損耗,進而提高系統(tǒng)的運營效率和企業(yè)的盈利水平。
網損的理論計算基本方法是均方根電流法,在此基礎上先后發(fā)展了平均電流法(形狀系數法)、最大電流法(損失因數法)、等值電阻法、潮流計算法等。
設代表日24 h 的負荷電流的實測值是I1、I2、…I24,設每小時內通過該元件的電流值不變,Ieff為均方根電流;t為計算小時數。
可得:
3.1.1 平均電流法(形狀系數法)
因為用平均電流計算出來的電能損耗偏小,因此要乘以一個>1 的修正系數,設K為均方根電流與平均電流間的等效系數,稱為形狀系數,其表達式為:
損耗電量的計算公式為:
3.1.2 最大電流法(損失因數法)
用最大電流法計算出來的損耗是偏大的,需要乘以一個<1的修正系數,假設F為均方根電流的平方與最大電流的平方的比值,稱為損失因數,其關系式為:
得損耗電量計算公式為:3.1.3 等值電阻法
在計算網損的時段T內,在該線路產生的電能損耗按下式計算:
式中Pi,eff、Qi,eff分別為在時間T內,第i段線路的均方根電流(A)、均方根有功功率(kW)和均方根無功功率(kvar);Ri為第i段線路的電阻值;Ui為在Pi,eff和Qi,eff處的線電壓;m為該線路總線段數;T為計算網損的時段。
現(xiàn)常用計算潮流的方法有以下幾種。
3.2.1 前推回代潮流計算法
針對6~10 kV 配電網的單電源樹狀結構特點,該方法由遠方終端采集裝置測得現(xiàn)場的實際數據,直接求出各點電壓進而求出各段的功率損耗。
3.2.2 損耗功率累加法
該方法在計算時段內先對各個采樣時刻進行潮流計算,然后,將各時刻損耗功率乘以采樣的間隔時間,最后累加得到系統(tǒng)損耗電量。
3.2.3 動態(tài)潮流法
動態(tài)潮流法針對各個時刻的采樣值,用分段低次樣條插值的方法求取P、Q的近似表達式。以求盡可能準確地反映各節(jié)點功率隨時間變化的實際情況。
4.1.1 提高負荷的自然功率因數
若要提高負荷的自然功率因數,首先應避免電動機長期處于輕負荷或空載運行;另外,大容量的用戶盡量使用同步電動機,并使其過激運行;此外,還應合理地配置變壓器容量。
4.1.2 增設無功功率補償裝置
在變電站低壓側母線上并聯(lián)電容器或調相機,補償負荷所需的部分或全部無功功率,以提高設置點用戶的功率因數。
在電力系統(tǒng)中輸送負荷保持不變的情況下,盡可能地增大導線截面,減小輸電線路的電阻,從而降低輸電線路上的損耗。
電力系統(tǒng)運行中,電網電壓等級越高,損耗就越小。而線路和變壓器等電氣設備的絕緣所容許的最高工作電壓,一般不超過額定電壓的10%。因此,在不超過上述規(guī)定的條件下,應盡量提高電網的運行電壓水平。
配電網的計算有多種不同的方法,隨著科技的不斷發(fā)展,各種新計算方法的研究是網損分析的研究趨勢,同時,如何降低電網的損耗,提高電能的利用效率,已經成為提高我國電力行業(yè)的技術水平,保證我國經濟快速穩(wěn)定增長的重要課題。
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