一种计及最大负荷持续时间的小水电线路线损计算方法与流程

1.本发明属于输配电技术领域，具体涉及一种电网线损计算方法。


背景技术：

2.小水电并网可在一定程度上缓解电网压力、提高线路末端电压、改善电网电能质量，但是由于小水电站多为径流式水电站，无法调节发电量，且主要分布在偏远山区，就地负荷较小，电量往往无法就地消纳，会倒送回上级电网。
3.在丰水期小水电站发电量大，其中小部分电量就地消纳，大部分电量均倒送回电网，线路电流长时间处于较高水平；在枯水期发电量小，其中大部分电量就地消纳，小部分电流到送回电网，线路电流长时间处于较低水平。因此，小水电线路在丰水期和枯水期线路电流将分别长时间稳定处于高、低位，且在丰水期易出现高损现象。
4.为了准确评估小水电线路的线损水平，尤其是针对出现高损现象的线路，评估线路选型是否合理，查找损耗原因，有效减少小水电在并网时产生的损耗，需要对小水电线路的电能损耗情况进行合理的计算。


技术实现要素：

5.为了对小水电线路的电能损耗情况进行合理的计算，本发明提供了一种计及最大负荷持续时间的小水电线路线损计算方法，能够更加准确地评估出线路的损耗水平，为导线的经济选型以及降损改造提供可靠的数据支撑。
6.本发明通过下述技术方案来实现。一种计及最大负荷持续时间的小水电线路线损计算方法，步骤如下：步骤s1、选择小水电线路，查询获得该线路的电阻值；步骤s2、查询该线路年运行情况，绘制小水电线路全年功率曲线，获得全年输入电量，最大负荷时线路传输的有功功率，最大负荷时的功率因数；步骤s3、计算最大负荷利用小时数；步骤s4、计算最大负荷持续时间的占比：式中是最大负荷持续小时数，为全年小时数；步骤s5、计算最大负荷损耗小时数：
式中，最大负荷损耗小时数不仅与最大负荷利用小时数有关，还与最大负荷持续时间的占比密切相关；步骤s6、计算线路线损率γ：式中，是最大负荷时的功率损耗，是线路的额定电压, 是线路的电阻值。
7.进一步优选，最大负荷利用小时数按下式计算：，w为线路全年输入电量。
8.本发明提出的采用计及最大负荷持续时间的损耗计算方法，最大负荷持续时间的占比的影响，能够更加准确的评估出线路的损耗水平，为导线的经济选型以及降损改造提供可靠的数据支撑。
附图说明
9.图1是小水电线路典型负荷曲线。
10.图2是第一条小水电线路典型负荷曲线。
11.图3是第二条小水电线路典型负荷曲线。
12.图4是本发明的线损计算流程图。
具体实施方式
13.计算线路电能损耗的常用方法之一是最大负荷损耗时间法，即按最大负荷利用小时数和功率因数，直接从表1中查取最大负荷损耗小时数，再用最大负荷时的功率损耗与最大负荷损耗小时数相乘得到全年电能损耗，然后除以该线路全年输入电量,即可得到该线路线损率。
14.表1 最大负荷损耗小时数与最大负荷利用小时数和功率因数的关系
注：最大负荷损耗小时数与最大负荷利用小时数和功率因数三者的关系是格拉如诺夫根据原苏联20世纪40年代电网的负荷情况，运用数理统计的方法获得，我国电力设计指导手册一直以此为依据。
15.线路年电能损耗为：（1）其中，是线路的功率损耗，是线路的电阻值，是线路的额定电压，是线路传输的有功功率，是线路的功率因数，t是时间。
16.假定线路的最大负荷为，最大负荷时的功率损耗为：（2）其中，是最大负荷时线路传输的有功功率，是最大负荷时的功率因数；按照最大负荷损耗时间法可得全年电能损耗为：（3）由式（1）和（3）可得（4）
在实际使用过程中，通常以最大负荷时的功率因数来选择最大负荷损耗小时数，即，则式（4）变为：（5）可以看出，最大负荷损耗小时数仅与有功负荷曲线有关，与无关，即的取值实际由最大负荷利用小时数决定。
17.最大负荷利用小时数是表征负荷特性曲线的指标之一，在最大负荷损耗小时数与功率因数无关的前提下，考虑影响最大负荷损耗小时数的其他因素。
18.小水电线路的负荷曲线随季节性变化明显，丰水期倒送电量大，枯水期倒送电量小，因此负荷曲线呈现两段式的特点，典型负荷曲线可用图1表示，其中是丰水期线路传输的有功功率值，即最大负荷时线路传输的有功功率；是丰水期的持续小时数，即最大负荷持续小时数；是枯水期线路传输的有功功率值。仅通过最大负荷利用小时数来决定最大负荷损耗小时数的传统方法无法区别最大负荷持续小时数不同、但最大负荷利用小时数相同的小水电线路。如图2、图3所示的两条负荷曲线，其最大负荷利用小时数均为4880h，但实际对应的最大负荷损耗小时数分别为2040h和3614h，因此两条线路的损耗水平也是不一样的。
19.根据最大负荷利用小时数的定义，有（6）由此可得（7）式中，是最大负荷持续小时数；因此
（8）定义丰水期持续时间占比，即最大负荷持续时间的占比，（9）可将式（8）改写为（10）由式（10）可知，最大负荷损耗小时数不仅与最大负荷利用小时数有关，还与最大负荷持续时间的占比密切相关。
20.根据电能计算方法，线路全年输入电量为：（11）线路线损率γ为：如图4所示，具体计算步骤为：步骤s1、选择小水电线路，查询获得该线路的电阻值；步骤s2、查询该线路年运行情况，绘制小水电线路全年功率曲线，获得全年输入电量，最大负荷时线路传输的有功功率，最大负荷时的功率因数；步骤s3、计算最大负荷利用小时数；步骤s4、计算最大负荷持续时间的占比：
式中是最大负荷持续小时数，为全年小时数；步骤s5、计算最大负荷损耗小时数：式中，最大负荷损耗小时数不仅与最大负荷利用小时数有关，还与最大负荷持续时间的占比密切相关；步骤s6、计算线路线损率γ：式中，是最大负荷时的功率损耗，是线路的额定电压, 是线路的电阻值。
21.假定某小水电线路有功曲线如图2所示，无功负荷为0，其中功率单位为mw。设线路电阻，额定电压为220kv。则该线路的线损率计算方法为：（1）精确计算法：（1）精确计算法：（2）传统方法因，查询手册可得，故有
（3）本发明提出的方法，故有，故有因此本发明提出的采用计及最大负荷持续时间的损耗计算方法能够更加准确的评估出线路的损耗水平，为导线的经济选型以及降损改造提供可靠的数据支撑。
22.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种计及最大负荷持续时间的小水电线路线损计算方法，其特征在于，步骤如下：步骤s1、选择小水电线路，查询获得该线路的电阻值；步骤s2、查询该线路年运行情况，绘制小水电线路全年功率曲线，获得全年输入电量，最大负荷时线路传输的有功功率，最大负荷时的功率因数；步骤s3、计算最大负荷利用小时数；步骤s4、计算最大负荷持续时间的占比：式中是最大负荷持续小时数，为全年小时数；步骤s5、计算最大负荷损耗小时数：式中，最大负荷损耗小时数不仅与最大负荷利用小时数有关，还与最大负荷持续时间的占比密切相关；步骤s6、计算线路线损率γ：式中，是最大负荷时的功率损耗，是线路的额定电压, 是线路的电阻值。2.如权利要求1所述的一种计及最大负荷持续时间的小水电线路线损计算方法，其特征在于，最大负荷利用小时数按下式计算：。

技术总结
本发明公开了一种计及最大负荷持续时间的小水电线路线损计算方法，步骤如下：步骤S1、选择小水电线路，查询获得该线路的电阻值；步骤S2、查询该线路年运行情况，绘制小水电线路全年功率曲线，获得全年输入电量，最大负荷时线路传输的有功功率，最大负荷时的功率因数；步骤S3、计算最大负荷利用小时数；步骤S4、计算最大负荷持续时间的占比：步骤S5、计算最大负荷损耗小时数；步骤S6、计算线路线损率γ。本发明考虑了最大负荷持续时间的占比的影响，能够更加准确地评估出线路的损耗水平。的损耗水平。的损耗水平。


技术研发人员：黄扬琪 蔡木良 刘韬 何伟 邹进 熊健豪 陈琛 刘卓睿 胡柳
受保护的技术使用者：国家电网有限公司 国网江西省电力有限公司新余供电分公司
技术研发日：2021.12.07
技术公布日：2022/1/4