配电网线损分析
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1.1 与线损相关的基本概念

1.线损

电力系统是由发电、输电、供电和用电四个环节组成的统一整体。电力系统中,由变压器、电力线路等变换、输送和分配电能设备所组成的部分常称为电网。电网作为传输电能的载体,包括输电网和配电网。而配电网肩负着直接给用户供电的重任,拥有大量的电力设备,是保证电能质量以及供电可靠性的关键环节。配电网也分为三类:35kV~110kV(220kV)为高压配电网;10kV、20kV为中压配电网[6~10kV(20kV)];380/220V为低压配电网。降压变压器的电力线路和用电单位的35kV及以上的高压电力线路称为送电线路。

发电厂生产的电能,在通过电网输送到用户的过程中会产生功率损耗,电网中功率损耗随时间而变化。有功功率损耗对时间的积分就是电能损耗。或者说,从发电厂发出来的电能,在电网输送、变压、配电及营销各环节中所造成的损耗,称为电网的电能损耗,简称为线损。即电网的线损是发电厂(站)发出来的输入电网的电能量与电力用户用电时所消耗的电能量之差。按线损存在的自然性,线损可分为两大类:理论线损和管理线损。

电网的理论线损,又称为电网的技术线损,是由电网元件的技术性能优劣状况、电网结构与布局合理程度、电网运行状况与方式是否经济合理等因素决定的。理论线损是电能以热能、电晕、电弧等形式散失于电网元件的周围空间或介质中,即电网的理论线损是电网固有的、自然的物理现象。因此,电网的理论线损是线损电量中可以降低或减小,但却是不可以避免的组成部分。

管理线损,又称为营业损耗或不明损耗,是由电网的管理企业或部门的管理水平(如生产运行管理水平、企业经营管理水平、电网及设备管理水平、电能计量管理水平等)的差异所决定的。管理线损的产生并非电网固有的、自然的物理现象,而是电网线损电量中不合理且可以避免的部分,即可以减少为零或接近零值。因此,各个电网总线损量大小是有区别的,管理部门只要采取适当和有效的措施,就可以把线损降低到合理值或控制在国家要求的达标值范围内,即努力做到:理论线损最佳化,管理线损最小化。

2.电量

(1)供电量

供电量是指供电企业在供电生产活动中全部投入的电量。供电量可运用表计(电能表)测量获得。供电量的构成主要有以下几个方面:

1)发电厂上网电量。上网电量是指计量点在发电厂的出线侧,发电厂送入电网的电量。

2)外购电量。它是指本电网向地方发电厂(站)、客户自备电厂购入的电量。

3)电网送入、输出电量。它是指电网(或地区)之间的互供电量。

供电量根据式(1-1)计算,其表达式如下:

(2)售电量

售电量是指电力企业卖给用电客户(包括趸售客户)的电量、电力企业供给本企业非电力生产、基建和非生产部门所使用电量的总和。售电量可运用表计测量获得。

(3)用电量

用电量是指售电量与自备电厂用电量的总和。自备电厂用电量是指自备电厂供给本企业生产、非生产和基本建设的用电量。

(4)线损电量

电网在输送和分配电能的过程中,由于输、变、配电设备存在着阻抗,电流在流过这些阻抗时就会产生一定数量的有功功率损耗。在一定时间段(时、日、月、季、年)内,输、变、配电设备以及营销各环节中所消耗的全部电量称为线损电量,其表达式如下:

在实际工作中,线损电量有两个值,即实际线损电量与理论线损电量。理论线损电量可运用计算方法求得。

3.线损率

所谓线损率或网损率,是指电网中损耗的电能与向电网供应电能的百分比。线损率可以根据式(1-3)计算,即线损电量占供电量的百分比。

电网供电量和用户用电量均可以用表计计量出来。

对应实际线损电量与理论线损电量,线损率也有两个对应值,即实际线损率与理论线损率,表达式如下:

由于线损率不同于线损电量,它是一个用百分比表示的相对值,因此,线损率是表征电网技术装备水平及其组成元件的质量与性能是否精良、结构与布局是否合理,衡量电网运行是否经济的主要指标;并且该参数对于相同电压等级、处于相同地理地形的线路及其管理的企业与地区具有一定可比性;同时,线损率也是考核供电企业经营管理和技术管理水平是否先进、所采取的措施是否得力有效的一项重要技术经济指标。

又因实际线损电量中包含理论线损电量和管理线损电量,且欲使管理线损电量降为零,有一定工作难度,故对多数地区或多数供电企业而言,在正常情况下,电网的实际线损率总是高于或略高于理论线损率。