淺談如何降低線損的方法和措施

1、淺談如何降低線損的方法和措施 淺談如何降低線損的方法和措施 【摘要】本文從降低電網(wǎng)線損的角度展開論述，從線損的類型、產(chǎn)生線損的成因等進行了分析。在此根底上，探討了通過電網(wǎng)重構(gòu)的方式來尋找電網(wǎng)最小線損的運行方式，該方式對于降低線損的理論研究可進一步深化。此外，還概括了當前實踐根底上證明可行的降低線損的有效措施，可為電網(wǎng)控制線損提供參考。 【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)；電網(wǎng)重構(gòu)；線損；措施 1.概述 線損是指電能在電網(wǎng)傳輸中所產(chǎn)生的有功損失、無功損失和電壓損失，狹義上一般把有功損失稱為線損。在電力企業(yè)的分類方法中，主要將線損分按其損耗特點和損耗的性質(zhì)兩大類。 其中，按照損耗特點來分，可分為固定損耗和可變損耗。按

2、損耗性質(zhì)分，可分為理論線損可通過理論計算得到的線損和管理線損。 由上述線損的分類情況可見，線損的本質(zhì)是電網(wǎng)中的電能損耗。要降低線損，就應當對電網(wǎng)中電能損耗的構(gòu)成進行必要的分析，找出導致線損的主要成因，才能有針對性的制定措施來降低線損。根據(jù)長期的實踐和理論分析，在電網(wǎng)中產(chǎn)生線損的主要成因有以下幾大類：變壓器中的損耗；架空線路和電纜線路電阻的損耗；電暈損耗；電抗器所產(chǎn)生的損耗；架空線路絕緣子外表泄露損耗和介質(zhì)損耗；接線戶電阻中的損耗；互感器、各類電表中的損耗；無功功率補償設備中的有功損耗。以上八類損耗占據(jù)了線損的絕大局部比例。有上述統(tǒng)計可見，要降低線損，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有非常重要的意義，在電網(wǎng)的規(guī)劃

3、階段通過整體合理布局，對負荷中心、線路布局、供電半徑、導線截面選擇、配電變壓器選型、調(diào)節(jié)線路電壓控制、功率因素等技術(shù)措施的優(yōu)化和組合配置，能夠有效的降低線損。在后文中，將分類討論降低線損的措施。 2.電網(wǎng)網(wǎng)絡重構(gòu)的角度降低線損 2.1 電網(wǎng)網(wǎng)絡重構(gòu)的內(nèi)涵 從產(chǎn)生線損的成因可見，電網(wǎng)的構(gòu)成對于線損的產(chǎn)生具有重要影響。因此優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和相應的運行方式是降低線損的重要手段。通過對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和重構(gòu)，除了能夠降低損耗，還能提高電網(wǎng)的可靠性。電網(wǎng)網(wǎng)絡重構(gòu)的本質(zhì)是在滿足供電需求的前提下，通過對電網(wǎng)中的操作聯(lián)絡開關(guān)和分段開關(guān)的控制來改變原有的電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)負荷轉(zhuǎn)移，從而可以控制電網(wǎng)運行的特定指標。通過

4、電網(wǎng)網(wǎng)絡重構(gòu)來降低線損的運行方式，是基于電網(wǎng)中現(xiàn)有的大量分段開關(guān)和聯(lián)絡開關(guān)，是以改變網(wǎng)絡中的潮流分布的方式來尋找最優(yōu)的網(wǎng)絡損耗運行組合。顯然，通過網(wǎng)絡重構(gòu)能夠形成數(shù)量龐大的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，中選擇電網(wǎng)線損最小為優(yōu)化目標時，便可從大量的備選網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中選出最優(yōu)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。 2.2 優(yōu)化目標和約束條件 從降低電網(wǎng)線損的角度出發(fā)，電網(wǎng)重構(gòu)顯然應以降低電網(wǎng)線損作為優(yōu)化目標，從大量的備選電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中選出滿足約束條件的方案。以電網(wǎng)線損最小為目標的目標函數(shù)可表示為： 其中，N為電網(wǎng)中的支路集合，ki為支路i的開關(guān)邏輯狀態(tài)，ri為支路i的電阻，Ii為支路i經(jīng)過的電流。以上以電網(wǎng)線損最小為目標函數(shù)表達式并不復雜，但電網(wǎng)的平

5、安運行是一個非常強的前提條件，因此在進行電網(wǎng)的優(yōu)化重構(gòu)時，應當嚴格制定約束條件。筆者認為，至少應滿足以下根本的約束條件，必要時可進一步增加約束條件來確保電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性可靠性。電網(wǎng)網(wǎng)絡重構(gòu)的約束條件至少應包含：結(jié)構(gòu)性約束，結(jié)構(gòu)性約束是指在尋找滿足目標函數(shù)的最優(yōu)電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)時，應滿足電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的輻射狀要求；電網(wǎng)中各個之路的電流和各節(jié)點處的電壓應在正常運行范圍內(nèi)，不應超過最大電流幅值和電壓上下限；各支路上的容量約束應滿足條件，即支路上的實際傳輸功率應不超過該支路上的最大允許傳輸功率。 在求解上述目標函數(shù)時，應對電網(wǎng)進行網(wǎng)絡層次分析，在此根底上計算各線路的潮流和線損，從而可計算出特定的某個網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)

6、下的線損。在進行尋優(yōu)計算時，可通過群體優(yōu)化算法，如粒子群、遺傳算法等來進行。 3.電力網(wǎng)降低線損的其他措施 上述通過改變電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的方式來尋找最小線損的方式是從整體角度和成認當前各個設備單獨線損率的方法。應當成認，通過這種方法實際上存在著一定的風險性，因為畢竟優(yōu)化模型中的所考慮的約束條件是否足夠完備值得商榷，而且能否將優(yōu)化后的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)付諸實施也在一定程度上面臨實踐上的問題。因此接下來本文將探討一些可行的、對整個電網(wǎng)的運行相對較小但仍可降低線損的措施。 3.1 管理措施 線損率是電力企業(yè)的一項綜合性技術(shù)指標。實踐說明，通過完善管理制度，也能夠在一定程度上控制線損率。主要集中在對電表等計量裝置的

7、管理和配置、配變臺區(qū)各路出線漏電保護器的運行維護等方面。 3.2 技術(shù)措施 升壓改造降低線損 從物理的角度看，在電網(wǎng)輸送負荷不變的情況下，線損和輸送電壓的平方成反比。升壓前后的電壓之比越大，升壓后所產(chǎn)生的線損降低效果越明顯，升壓后的降低負載損耗百分率如下式所示： 上式中UN1表示升壓前的額定電壓，UN2為升壓后的額定電壓，計算說明，升壓的幅度越大，降低負荷損耗的效果越顯著，對于常見的110kV電網(wǎng)，從110kV升至220kV后負荷損耗降低的百分比可到達75%。 調(diào)整運行電壓來降低線損 調(diào)整運行電壓指通過調(diào)整發(fā)電機端電壓和變壓器分接頭，在母線上投切電容器及調(diào)相機調(diào)壓等手段，在保證電壓質(zhì)量的根底上

8、適度地調(diào)整。這一調(diào)整方式的理論依據(jù)是電網(wǎng)中的有功損耗與運行電壓的平方成反比關(guān)系，增加或降低運行電壓取決于電網(wǎng)的負載損耗和空載損耗的比率。經(jīng)驗說明，負載損耗和空載損耗的比率大于1.02時，提高運行電壓有助于降低線損，反之，當該比率效率0.98時，降低運行電壓有助于降低線損。 控制電流密度來降低線損 在電網(wǎng)運行中，利用經(jīng)濟電流密度來控制線損也是可行的方式。經(jīng)濟電流密度和導線材料以及最大負荷利用小時數(shù)有關(guān)，具體計算可參考有關(guān)文獻。 增加并行線路來降低線損 通過增加并行線路來降低線損，可以有3種根本的方式，一是通過增加等截面、等距離線路的并列運行、二是通過在原到線上增加一條不等截面導線、三是大導線截面

9、或改變線路遷回供電。 通過變壓器的經(jīng)濟運行來控制線損 通過變壓器的經(jīng)濟運行主要是指主變壓器的經(jīng)濟運行。在制定主變壓器的經(jīng)濟運行方式時，應考慮主變壓器的類型，以及空載損耗、負載損耗、總額定容量、單臺變壓器的額定容量、單臺變壓器的額定短路損耗等因素。對不同類型的變壓器，其經(jīng)濟負荷都可以通過公式計算得到，可參考有關(guān)文獻。 降低配電變壓器電能損耗 由于配電變壓器的損耗是配電網(wǎng)絡損耗的主要組成局部，因此降低配電變壓器電能損耗是控制線損的有效手段之一。主要可以考慮的措施是選用低損耗的配電變壓器、加裝抵押電容器、合理配置配電變壓器的容量等措施來控制其損耗。 4.結(jié)語 降低線損是電網(wǎng)運行中的重要問題之一，值得深入研究和進一步實踐。本文從理論和實踐的角度，分別提出了通過電網(wǎng)重構(gòu)控制線損，并概括了其他實踐證明有效的降低線損的方法。在后續(xù)的研究中，應重視從電網(wǎng)角度控制線損的研究方法，追求在盡量不增加本錢的情