CN105486946A - 一种10kV线路节能评价方法 - Google Patents

Abstract

一种10kV线路节能评价方法，采用以下步骤；一：获取10kV线路首端电流、总有功功率，总无功功率数据；二：计算10kV线路的节点电阻矩阵；三：计算所述10kV线路损耗功率的最大值与最小值；四：计算所述10kV线路在所测定时间内的最大线损率、最小线损率；五：计算出所述10kV线路在所测定时间内的导则线损率和零无功率线损率。六：将线损区间划分为高损耗区、无功管理区和低损耗区；七：将步骤五中与步骤六进行比较，得出评价结论。本发明仅获取10kV线路首端电流、总有功功率，总无功功率数据，即可计算得到10kV线路的最大线损率、导则线损率、零无功线损率和最小线损率，将传统的理论线损计算值及统计线损值的不确定性问题转变为确定性。

Description

一种10kV线路节能评价方法

技术领域

本发明属于配电网输送电路能效评估方法领域，具体涉及一种10kV线路节能评价方法。

背景技术

近年来，我国每年因线损问题多损失的电量达数百亿千瓦时。相对于35kV及以上电网***，10kV配网***线损率更高。目前电力部门都是通过理论线损计算和长期统计数据来制定年度、季度、月度线损计划指标并为进一步采取降损措施提供依据的。对于10kV线路，由于其结构复杂，有关数据收集困难，特别是计算方法的不完善，使得10kV线路理论线损计算结果与真实值相差较大。而抄表统计方法不仅投资大而且会因表计倍率差错、负荷转移、通讯故障、“高供低计”专用变、漏计电量或偷电等由于存在这些客观影响因素，当前10kV线路损耗电量的在线监测及理论计算结果，随机性大，不确定性强，难以获悉10kV线路的降损空间，不能为降损工作提供科学依据。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种10kV线路节能评价方法，具体技术方案如下：

一种10kV线路节能评价方法，其特征在于：采用以下步骤；

步骤一：获取10kV线路首端电流、总有功功率，总无功功率数据；

步骤二：计算10kV线路的节点电阻矩阵；

步骤三：利用基于粒子群优化算法的支持向量回归机的方法计算所述10kV

线路损耗功率的最大值与最小值；

步骤四：计算所述10kV线路在所测定时间内的最大线损率、最小线损率；

步骤五：计算出所述10kV线路在所测定时间内的导则线损率和零无功率线

损率。

步骤六：将线损区间划分为高损耗区、无功管理区和低损耗区；

步骤七：将步骤五中计算出的导则线损率和零无功率线损率与步骤六进行比较，得出评价结论。

为更好的实现本发明，可进一步为：

2.1计算10kV线路和变压器的电阻；

2.2形成10kV线路节点电导矩阵G，求G的逆，得到10kV节点电阻矩阵R为：

$R=\left[\begin{array}{cc}{R}_n& R_{nm}\\ R_{mn}& R_m\end{array}\right]$

其中，n为配电网中的负荷节点数，m为联络节点数，且配电网中负荷节点的编号先于联络节点的编号，R_n为n行、n列的分块方阵，其对角元素为负荷节点的自电阻，非对角元素为负荷节点之间的互电阻。

本发明的有益效果为：仅获取10kV线路首端电流、总有功功率，总无功功率数据，即可计算得到10kV线路的最大线损率、导则线损率、零无功线损率和最小线损率，将传统的理论线损计算值及统计线损值的不确定性问题转变为确定性。通过线损区间细分为高损耗区、无功管理区、低损耗区。对不在三个区间内及对应三个区间的统计线率进行细评，为进一步采取有针对性的降损措施进行导航，指出可能存在的不合理的原因(表计倍率差错、负荷转移、漏计电量或偷电等问题)，对各原因进行甄别，缩小排查范围，指导管理降损以及技术降损，以便采用合理的降损措施实现配电网的节能降耗。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的10kV线路节能评价方法中SVR-PSO工作流程的流程图；

图3为本发明的10kV线路节能评价方法中基于SVR-PSO计算得到10kV线路损耗功率的最大值和最小值的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。一种10kV线路节能评价方法包括以下步骤：

(1)从电力调度/配电自动化主站***中获取0kV线路首端电流、总有功功率，总无功功率数据。

(2)依据10kV线路的网络拓扑结构和损耗元件参数，计算10kV线路的节点电阻矩阵，具体步骤为：(1)计算10kV线路和变压器的电阻，根据上述线路和变压器的电阻及10kV线路网络拓扑结构，形成10kV线路节点电导矩阵G，求G的逆，得到10kV节点电阻矩阵R为：

$R=\left[\begin{array}{cc}{R}_n& R_{nm}\\ R_{mn}& R_m\end{array}\right]$

其中，n为配电网中的负荷节点数，m为联络节点数，且配电网中负荷节点的编号先于联络节点的编号，R_n为n行、n列的分块方阵，其对角元素为负荷节点的自电阻，非对角元素为负荷节点之间的互电阻；

(3)对10kV线路首端电流、总有功功率，总无功功率数据与节点电阻矩阵，利用基于粒子群优化算法的支持向量回归机的方法计算所述10kV线路损耗功率的最大值与最小值。在10kV线路首端电流一定时，负荷分布不同，得到不同的线损，计算出最大线损率、导则线损率、零无功线损率和最小线损率。

$P={\left[\begin{array}{c}{I}_1\\ .\\ .\\ .\\ I_n\\ 0\\ .\\ .\\ .\\ 0\end{array}\right]}^T\·\left[\begin{array}{cc}{R}_n& R_{nm}\\ R_{mn}& R_m\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{c}{I}_1\\ .\\ .\\ .\\ I_n\\ 0\\ .\\ .\\ .\\ 0\end{array}\right]={\left[\begin{array}{c}{I}_1\\ .\\ .\\ .\\ I_n\end{array}\right]}^T\·R_n\·\left[\begin{array}{c}{I}_1\\ .\\ .\\ .\\ I_n\end{array}\right]\·$

应用基于粒子群优化算法的支持向量回归机的方法求解10kV线路线损的最大值Pmax与最小值Pmin，具体步骤为：

如图1和2所示，本实施例所用基于粒子群优化算法的支持向量回归机的方法：首先，确定电流、总有功功率、无功功率、变压器容量四个影响线损的因素作为MRA的自变量；其次，构建构造样本集(训练样本集、测试样本集、待测样本集)；最后，采用PSO动态地为SVR搜索最优训练参数，得到10kV线路损耗功率的最大值和最小值。

(4)计算所述10kV线路在所测定时间内的最大线损率、最小线损率，具体为：根据所述基于粒子群优化算法的支持向量回归机的方法计算所需判断时间段内的电能损耗最大值与最小值，将所述电能损耗最大值与最小值除以该时间段的配电网总供电量得到10kV线路的最大线损率与最小线损率。本实施例以代表日的0时0分0秒为起点，根据步骤(3)计算每个采样间隔的最大功率Pmax、最小功率Pmin(单位为千瓦)。其中，当日某一时间采样点为N个点，这一时段电能损耗最大值和最小值为

所述电能损耗最大值ΔA_max通过下式计算：

${\mathrm{\ΔA}}_{\max k}=\underset{t=1}{\overset{N}{\Σ}}\frac{\mathrm{\Δ}T}{3600}\×P_{max}+\frac{\mathrm{\Δ}T}{3600}\×P_{\mathrm{\Σ}o}\×\underset{t=1}{\overset{N}{\Σ}}{s}_t$

电能损耗最小值ΔA_min通过下式计算：

${\mathrm{\ΔA}}_{\min }=\underset{t=1}{\overset{N}{\Σ}}\frac{\mathrm{\Δ}T}{3600}\×P_{min}+\frac{\mathrm{\Δ}T}{3600}\×P_{\mathrm{\Σ}o}\×\underset{t=1}{\overset{N}{\Σ}}{s}_t$

其中，式中，N为所需判断时间段内的采样点，△T为采样间隔，s_t为表示线路第k小时第t时段运行状态的数值(线路运行时其值为1，线路停行时其值为0)

(5)采用《电力网电能损耗计算导则》中提供的按各配电变压器负载系数相等的方法来确定负荷分布和10kV线路首端电流，由此测量计算出来的线损电量除以响应时间段内测得的首端总供电量，得到导则线损率(ΔA_eq)。

${\mathrm{\ΔA}}_{eq}=\underset{t=1}{\overset{N}{\Σ}}\frac{\mathrm{\Δ}T}{3600}\×P_{eq}+\frac{\mathrm{\Δ}T}{3600}\×P_{\mathrm{\Σ}o}\×\underset{t=1}{\overset{N}{\Σ}}{s}_t$

其中，式中，N为所需判断时间段内的采样点，△T为采样间隔，s_t为表示线路第k小时第t时段运行状态的数值(线路运行时其值为1，线路停行时其值为0)。

假设首端电流的无功分量经过理想的无功补偿后为零，将原首端电流按几何和的形式扣除无功电流后，再采用《电力网电能损耗计算导则》中提供的按配电变压器负载系数相等的方法来确定负荷分布，由此测量计算出来的线损电量除以响应时间段内测得的首端总供电量，得到零无功线损率(ΔA_eq0)。

${\mathrm{\ΔA}}_{eq0}=\underset{t=1}{\overset{N}{\Σ}}\frac{\mathrm{\Δ}T}{3600}\×P_{eq0}+\frac{\mathrm{\Δ}T}{3600}\×P_{\mathrm{\Σ}o}\×\underset{t=1}{\overset{N}{\Σ}}{s}_t$

其中，式中，N为所需判断时间段内的采样点，△T为采样间隔，s_t为表示线路第k小时第t时段运行状态的数值(线路运行时其值为1，线路停行时其值为0)。

(6)线损区间划分为高损耗区、无功管理区和低损耗区；

其中高损耗区：

10kV线路统计线损率位于最大线损率和导则线损率之间的区域。可以从运行方式调整(包括负荷分布)、更换变压器是否为节能变变压器、线路线径、)减小中压线路供电半径/路径和)调整三相不平衡等方面计算分析其各分项的节能潜力，然后，设上述各项措施节能潜力即预期网损下降幅度依次为α_i(0≤α_i＜1)，则全线综合节能潜力为αΣ＝[1－Π(1－α_i)]ζ式中：ζ为折扣系数，用于剔除多种措施综合作用所导致的节能效果重叠部分，取值根据电网实际特点和参数优化水平而定。得出线路实施各种措施的降损效果评级、实施难度评级和综合性能评级，从而指导10kV线路进行相应的规划、改造及运行优化，做到精益化管理；

无功管理区：

10kV线路统计线损率位于导则线损率与零无功线损率之间的区域。将零无功线损率除以导则线损率所得比值(该值小于或等于1)，特别是将每小时零无功线损率除以每小时导则线损率所得比值(该值小于或等于1)，可间接反映配电线路无功运行管理的水平，以便根据需要采取降损措施。各小时的比值越接近于1，无功运行管理的情况越好。

低损耗区：

10kV线路统计线损率位于导则线损率与最小线损率之间的区域,说明线损管理良好，一般不需要进一步的降损处理。

Claims (2)

1.一种10kV线路节能评价方法，其特征在于：采用以下步骤；

步骤一：获取10kV线路首端电流、总有功功率，总无功功率数据；

步骤二：计算10kV线路的节点电阻矩阵；

步骤三：利用基于粒子群优化算法的支持向量回归机的方法计算所述10kV线路损耗功率的最大值与最小值；

步骤四：计算所述10kV线路在所测定时间内的最大线损率、最小线损率；

步骤五：计算出所述10kV线路在所测定时间内的导则线损率和零无功率线损率；

步骤六：将线损区间划分为高损耗区、无功管理区和低损耗区；

步骤七：将步骤五中计算出的导则线损率和零无功率线损率与步骤六进行比较，得出评价结论。

2.根据权利要求1所述一种10kV线路节能评价方法，其特征在于：所述步骤二具体为；

2.1计算10kV线路和变压器的电阻；

2.2形成10kV线路节点电导矩阵G，求G的逆，得到10kV节点电阻矩阵R为：

$R=\left[\begin{array}{cc}{R}_n& R_{nm}\\ R_{mn}& R_m\end{array}\right]$

其中，n为配电网中的负荷节点数，m为联络节点数，且配电网中负荷节点的编号先于联络节点的编号，R_n为n行、n列的分块方阵，其对角元素为负荷节点的自电阻，非对角元素为负荷节点之间的互电阻。