傅 鵬， 江振源， 李蒙贊

（1.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司長(zhǎng)治縣供電公司，山西 長(zhǎng)治 047100；2.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西太原 030001）

配電網(wǎng)技術(shù)線損影響因素

傅 鵬1， 江振源1， 李蒙贊2

（1.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司長(zhǎng)治縣供電公司，山西 長(zhǎng)治 047100；2.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西太原 030001）

主要基于前推回代法研究技術(shù)線損的影響因素，在假定三相負(fù)荷對(duì)稱情況下研究單相開環(huán)網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點(diǎn)電壓降低對(duì)線損結(jié)果的影響，無功補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)位置對(duì)線損結(jié)果的影響，不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即開環(huán)網(wǎng)和閉環(huán)網(wǎng)對(duì)線損計(jì)算結(jié)果的影響，單電源系統(tǒng)和多電源系統(tǒng)對(duì)線損的影響，之后研究三相負(fù)荷對(duì)稱和不對(duì)稱情況下對(duì)線損計(jì)算結(jié)果的影響，最后根據(jù)研究結(jié)果從技術(shù)線損方面提出幾點(diǎn)降損措施。

技術(shù)線損；根節(jié)點(diǎn)；無功補(bǔ)償；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1 根節(jié)點(diǎn)電壓對(duì)線損的影響

由于用電設(shè)備的增多，電機(jī)等設(shè)備的啟動(dòng)會(huì)使無功電流增加，都會(huì)引起變電站母線電壓的降低。電壓降低不但會(huì)使系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，電動(dòng)機(jī)等設(shè)備的拖動(dòng)能力降低，使一些帶重載設(shè)備的電機(jī)等設(shè)備無法啟動(dòng)，而且還會(huì)引起電網(wǎng)電能損耗的增加。

為了更加具體地說明根節(jié)點(diǎn)電壓降低對(duì)線損結(jié)果的影響，本文針對(duì)這一影響因素采用實(shí)際配電網(wǎng)來驗(yàn)證，網(wǎng)絡(luò)含有26個(gè)節(jié)點(diǎn)，25條支路，7個(gè)分支，具體網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。

圖1 26節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)

網(wǎng)絡(luò)中各支路，各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)如表1、表2所示。表3為不同根節(jié)點(diǎn)電壓時(shí)的線損結(jié)果對(duì)比，由以上結(jié)果可以很明顯地論證當(dāng)根節(jié)點(diǎn)電壓降低時(shí)，線損率增加。

表1 支路阻抗表

2 無功補(bǔ)償對(duì)線損的影響

對(duì)用戶功率因數(shù)較低地區(qū)合理進(jìn)行無功補(bǔ)償，可以降低電流，減少內(nèi)線損耗，提高設(shè)備出力。對(duì)于電力部門來講，除了可以降低損耗外，還可以提高變壓器的利用效率，一定程度上緩解農(nóng)村綜合變?nèi)萘坎蛔愕拿?，可以將有限的電網(wǎng)建設(shè)資金利用得更為合理。

表2節(jié)點(diǎn)負(fù)荷表 kW

表3 根節(jié)點(diǎn)電壓降低線損結(jié)果對(duì)比

還以上述配電網(wǎng)為例計(jì)算有無無功補(bǔ)償情況下線損結(jié)果的大小。為了比較的合理性，只比較一個(gè)因素的影響，選取的無功補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)除了無功不同外，負(fù)荷有功功率應(yīng)該相同，且網(wǎng)絡(luò)中其他所有條件都相同，根節(jié)點(diǎn)電壓為額定電壓10 kV。結(jié)果如表4所示。

表4 無功補(bǔ)償線損結(jié)果對(duì)比

通過表4可以很明顯地看出，離根節(jié)點(diǎn)越近的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無功補(bǔ)償，效果越明顯，因?yàn)殡x根節(jié)點(diǎn)越近時(shí)進(jìn)行無功補(bǔ)償，就會(huì)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的無功補(bǔ)償?shù)卦矫黠@，所以線損降低地越明顯。

3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)線損的影響

配電網(wǎng)一般都是閉環(huán)設(shè)計(jì)、開環(huán)運(yùn)行，但在某些特殊情況下也會(huì)閉環(huán)運(yùn)行。閉環(huán)時(shí)，由于合環(huán)點(diǎn)兩邊的變壓器電壓不可能完全相等，就會(huì)在環(huán)路中形成循環(huán)功率，造成電能的浪費(fèi)，當(dāng)然線損就會(huì)增加[1,2]。

本文還是以上述配電網(wǎng)絡(luò)為例來研究開環(huán)網(wǎng)和閉環(huán)網(wǎng)的線損結(jié)果對(duì)比的合理性。網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷功率都相同，各支路的參數(shù)也都相同，只是把某兩個(gè)節(jié)點(diǎn)合為一個(gè)合環(huán)點(diǎn)，并且這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的的負(fù)荷功率不變。具體結(jié)果如表5所示。

表5 不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)線損結(jié)果對(duì)比

通過表5中的對(duì)比，可以很明顯地看出，環(huán)網(wǎng)的存在會(huì)使線損結(jié)果有不同程度地增加。

4 單電源和多電源系統(tǒng)對(duì)線損的影響

多電源供電網(wǎng)絡(luò)與單電源網(wǎng)絡(luò)相比，會(huì)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的潮流分布產(chǎn)生影響，進(jìn)而會(huì)對(duì)線損結(jié)果產(chǎn)生影響。由于網(wǎng)絡(luò)是由多個(gè)電源提供電能，相對(duì)單電源系統(tǒng)來說，每個(gè)負(fù)荷的輸電距離就會(huì)縮短，相應(yīng)的線路上的損耗就會(huì)減少。

仍然以上述配電網(wǎng)為例。為了對(duì)比的合理性，在末節(jié)點(diǎn)的小電源提供的電能大小與輻射網(wǎng)本節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷功率相同，電網(wǎng)中其他節(jié)點(diǎn)和支路的參數(shù)不變。具體對(duì)比結(jié)果如表6所示。

表6 多電源網(wǎng)與單電源網(wǎng)絡(luò)線損結(jié)果對(duì)比

由表6可以很明顯得出，多電源網(wǎng)絡(luò)可以降低線損，效果顯著，有較大的經(jīng)濟(jì)意義。

5 三相負(fù)荷不對(duì)稱對(duì)線損的影響

在三相四線制供電線路中，三相負(fù)荷不平衡難以避免。不但因?yàn)橛脩綦y以做到三相負(fù)荷分配絕對(duì)合理，而且還因?yàn)橛袉蜗嘭?fù)荷的存在。當(dāng)三相負(fù)荷不平衡時(shí)，中線中就會(huì)有電流流過，致使相線和中線的電能都有損耗。另外變壓器的電能損耗主要是鐵損（空載損耗）、銅損（負(fù)載損耗）以及雜散損耗等幾個(gè)部分，當(dāng)配電變壓器處于三相不平衡狀態(tài)時(shí)，這三個(gè)部分的損耗率都會(huì)增加。本文采用22節(jié)點(diǎn)實(shí)際配電網(wǎng)對(duì)上述結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證，本網(wǎng)絡(luò)為輻射網(wǎng)，含有22個(gè)節(jié)點(diǎn)，21條支路，具體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 三相線損計(jì)算配電網(wǎng)

各節(jié)點(diǎn)，各支路數(shù)據(jù)分別如表7、表8。

為了對(duì)比三相負(fù)荷對(duì)稱與不對(duì)稱對(duì)線損結(jié)果的影響的合理性，在計(jì)算兩種情況時(shí)，線路參數(shù)相同，節(jié)點(diǎn)負(fù)荷對(duì)稱情況與不對(duì)稱情況下，三相總負(fù)荷相等，具體結(jié)果如表所示9。

表7節(jié)點(diǎn)負(fù)荷功率 kW

表8 支路阻抗數(shù)據(jù)

表9 三相負(fù)荷情況對(duì)比

從上述結(jié)果可以看出，三相負(fù)荷不對(duì)稱情況下線損要比三相負(fù)荷對(duì)稱情況下的線損增加，由于三相不對(duì)稱系統(tǒng)中元件參數(shù)是不對(duì)稱的，會(huì)在運(yùn)行系統(tǒng)中產(chǎn)生環(huán)流，增加損耗，所以總體來說要比三相對(duì)稱系統(tǒng)的線損率高[3,4]。

6 結(jié)語

本文從根節(jié)點(diǎn)運(yùn)行電壓，節(jié)點(diǎn)無功補(bǔ)償，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、單電源與多電源系統(tǒng)，三相負(fù)荷對(duì)稱與不對(duì)稱系統(tǒng)五個(gè)方面研究了技術(shù)線損的影響因素。分析結(jié)果表明：隨著根節(jié)點(diǎn)電壓的降低，線損率呈增加的趨勢(shì)；無功補(bǔ)償可以降低線損，無功補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的位置越靠近根節(jié)點(diǎn)，效果越明顯；同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，閉環(huán)運(yùn)行的線損要高于開環(huán)運(yùn)行的線損；多電源供電系統(tǒng)可以有效地縮短供電長(zhǎng)度，可以降低線損；對(duì)于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，三相負(fù)荷不對(duì)稱時(shí)線損會(huì)增大。

針對(duì)技術(shù)線損的影響因素，可以采用優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；合理確定運(yùn)行電壓；補(bǔ)償無功功率；平衡三相負(fù)荷來降低線損。

[1]賈延峰,王業(yè)強(qiáng),劉莉.配電網(wǎng)理論線損計(jì)算的研究 [J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，1(2)：68-70.

[2]呂邱忠.分析論證減少線損的技術(shù)措施 [D].河南省冶金行業(yè)低碳冶金與節(jié)能減排學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集，2011:177-182.

[3]魏義嶺.用無功補(bǔ)償?shù)姆椒ń档途€損 [J].煤炭技術(shù)，2005，24(5)：48-49.

[4]卜永紅.配電網(wǎng)三相負(fù)荷不對(duì)稱對(duì)技術(shù)線損的影響 [J].大眾用電，2004：30-31.

Influencing Factors on Technical Line Losses of Distributed Network

FU Peng1,JIANG Zhenyuan1,LIMengzan2

（1.State Grid Changzhi Power Supply Bureau,Changzhi,Shanxi 047100,China; 2.State Grid Shanxi Electric Power Research Institute of SEPC,Taiyuan,Shanxi 030001,China)

The factors influencing technical line losses are studied based on forward and backward substitutionmethod.Several factors influencing the line lossesare studied under theassumption that three-phase load isbalanced.The factors include voltage lowering at single-phase open-loop network node,the node position of reactive compensation,different topology structure,to say open-loop or closed-loop,and single power supply system ormulti-power supply system.Finally,loss reductionmeasures are put forward according to the research on line lossesunder theassumption of three-phase load balanceand unbalance.

technical line losses;rootnode;reactivepower compensation;topology

TM74

A

1671-0320（2016）05-0030-04

2016-07-13，

2016-08-02

傅 鵬（1974），男，山西長(zhǎng)治人，2001年畢業(yè)于天津大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，政工師，從事營(yíng)銷管理工作；江振源（1990），男，山西長(zhǎng)治人，2013年畢業(yè)于華北電力大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，助理工程師，從事線損管理工作；

李蒙贊（1975），女，山西運(yùn)城人，2006年畢業(yè)于太原理工大學(xué)計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)，高級(jí)工程師，從事電力系統(tǒng)分析研究工作。