技术领域
[0001] 本
发明涉及配电网领域，特别是一种农村配电网线损计算方法。
背景技术
[0002] 传统的配电网理论线损计算方法，主要分为两类，一类是依据网络主要损耗元件的物理特征建立的各种等值模型
算法；一类是根据
馈线数据建立的各种统计模型。传统等值模型计算方法中按计算
精度又分为两类，一类是计算精度较低的简化近似法；一类是计算精度高的精确计算方法。10k V配电网等值模型计算方法如均方根
电流法、平均电流法(形状系数法)、最大电流法(损耗因数法)、最大负荷损耗小时法、等值
电阻法等，低压配电网等值模型计算方法如等值电阻法、
电压损失法、台区损失率法等，这类方法是典型的传统等值模型计算方法中比较粗略的简化近似法，计算精度不高，不便于降损分析，但由于需要的数据资料少，计算方法简单，便于
计算机编程，计算精度能够满足工程要求，所以在实际工程中广泛应用；潮流法是典型的传统等值模型计算方法中计算精度高的精确计算方法，计算精度高，能够精确计算配电网理论线损，但由于配电网结果复杂，表计不全，运行参数无法全部收集，或者网络的元件和
节点数太多，运行数据和结构参数的收集、
整理很困难等因素，无法采用潮流方法，所以在实际工程中很少应用。概率统计模型是一种统计模型，分为配电线路概率统计模型和配电
变压器概率统计模型，是一种简化计算模型，需要的数据资料少，在计算配电线路和
配电变压器等值电阻方面，只需要配电变压器容量、数量等较少参数就可以计算，这种计算方法是基于概率统计的
基础上，因此计算精度低，很少在实际工程中应用。
[0003] 配电网理论线损计算方法从二十世纪三十年代就有国外学者开始研究，研究
电能在配电网络传输的过程中产生的损耗量，分析各元件产生电能损耗的原理，建立数学模型。随着计算机技术的快速发展，以计算机为辅助工具，
加速各种计算方法的研究和发展，计算精度逐步提高，逐步应用于工程实际。到二十世纪后期，各种配电网理论线损计算方法已经成熟，开始广泛应用于各级配电网理论线损计算实际工作中，取得了很好的效果。近几年来，随着配电网系统的迅速发展，配电网络结构更加趋于复杂化，为配电网理论线损计算增加了难度；
[0004] 配电网自动化系统逐步应用，加强配电网的监控，各种
数据采集变得容易，为配电网理论线损计算提供丰富的运行数据资料，正是由于以上两个方面，需要研究新的更加适合于目前配电网实际情况的理论线损计算方法，从而推动计算方法研究不断深入。
[0005] 因此，需要一种配电网理论线损计算方法。
发明内容
[0006] 本发明的目的就是提供一种配电网理论线损计算方法。该方法通过改变采用配电变压器总表电量代替10kV配电线路首端总电量和采用居民用户
电能表容量代替10kV配电线路中配电变压器额定容量计算低压配电线路等值电阻，再采用配电变压器总表电量与居民用户表电量进行计算低压配电网等值电阻。提高了低压配电线路等值电阻计算精度，从而提高理论线损计算精度。
[0007] 本发明的目的是通过这样的技术方案实现的：
[0008] 本发明提供的一种农村配电网线损计算方法，应用于配电网自动化控制系统，该系统包括条件判断单元、配电网数据输入单元、线损计算单元和存储单元；包括以下步骤：
[0009] 获取配电网参数据；
[0010] 在线损计算单元中按如下公式进行计算：
[0011]
[0012] 式中：ΔA％为低压配电台区月理论线损率；ΔA为低压配电台区月总理论电能损失；A为低压配电台区月供电量；
[0013] 低压配电台区的月总理论电能损失的计算公式如下：
[0014] ΔA＝ΔAL+ΔAB+ΔAX；
[0015] 式中：ΔA为低压配电台区月总理论电能损耗；ΔAL为低压线路月理论电能损耗kWh；ΔAB为用户电能表月理论电能损耗；ΔAX为低压线路至用户电能表
导线月总理论电能损耗。
[0016] 进一步，所述用户电能表月理论电能损耗按以下公式进行计算：
[0017] ΔAB＝1×n+0.5×m；
[0018] 式中：n为居民单相
机械表数量；m为单相
电子表数量。
[0019] 进一步，所述低压线路至用户电能表导线月总理论电能损耗按以下公式进行计算：
[0020]
[0021] 式中：L为低压线路至用户电能表导线长度；n为低压线路至用户电能表导线回路数量。
[0022] 进一步，所述低压线路月理论电能损耗按以下公式进行计算：
[0023]
[0024] 式中：N为配电变压器低压侧出口结构系数，单相两线制供电取；
[0025] Ipj为月平均电流；K为配电变压器出口负荷曲线形状系数，根据负荷率和最小负荷率计算；Rs1为等值电阻；T为计算时段，取月全部小时数。
[0026] 进一步，所述月平均电流按以下公式进行计算：
[0027]
[0028] 式中：AP为配电变压器的低压侧出口月总有功电量；AQ为配电变压器的低压侧出口；U为配电变压器的低压侧出口处的线电压；T为计算时段，取月全部小时数。
[0029] 进一步，所述配电变压器出口负荷曲线形状系数按以下公式进行计算：
[0030] 当负荷率f≥5.0时，计算K2：
[0031]
[0032] 当负荷率f＜5.0时，计算K2
[0033]
[0034] 式中：f为负荷率；α为最小负荷率；
[0035] 所述负荷率f按以下公式进行计算：
[0036]
[0037] 式中：AP为配电变压器低压侧月总有功电量；pmax为配电变压器低压侧首端最大有功功率；T计算时段，取月全部小时数；
[0038] 所述最小负荷率α按以下公式进行计算：
[0039]
[0040] 式中：Imin为配电变压器首端最小电流；Imax为配电变压器首端最大电流；Pmin为配电变压器首端最小有功功率；pmax为配电变压器首端最大有功功率。
[0041] 本发明提供的一种农村配电网线损计算系统，应用于配电网自动化控制系统，所述计算系统包括条件判断单元、配电网数据输入单元、线损计算单元和存储单元；
[0042] 所述条件判断单元，用于根据配电网数据判断配电网数据是否符合需要计算地区条件，将满足符合计算地区条件的数据输入到在线损计算单元；
[0043] 所述配电网数据输入单元，用于获取配电网参数据；
[0044] 所述存储单元，用于通过在存储单元中录入基本信息形成数据字典；将计算过程需要的数据录入配电网数据输入单元形成数据管理模
块；
[0045] 所述在线损计算单元，用于将数据管理模块中的数据和存储单元中的数据计算等值电阻和理论电能损耗、理论线损率；
[0046] 所述在线损计算单元中按如下公式进行计算：
[0047]
[0048] 式中：ΔA％为低压配电台区月理论线损率；ΔA为低压配电台区月总理论电能损失；A为低压配电台区月供电量；
[0049] 低压配电台区的月总理论电能损失的计算公式如下：
[0050] ΔA＝ΔAL+ΔAB+ΔAX；
[0051] 式中：ΔA为低压配电台区月总理论电能损耗；ΔAL为低压线路月理论电能损耗kWh；ΔAB为用户电能表月理论电能损耗；ΔAX为低压线路至用户电能表导线月总理论电能损耗。
[0052] 进一步，所述用户电能表月理论电能损耗按以下公式进行计算：
[0053] ΔAB＝1×n+0.5×m；
[0054] 式中：n为居民单相机械表数量；m为单相电子表数量。
[0055] 进一步，所述低压线路至用户电能表导线月总理论电能损耗按以下公式进行计算：
[0056] 式中：L为低压线路至用户电能表导线长度；n为低压线路至用户电能表导线回路数量。
[0057] 进一步，所述低压线路月理论电能损耗按以下公式进行计算：
[0058]
[0059] 式中：N为配电变压器低压侧出口结构系数，单相两线制供电取；
[0060] Ipj为月平均电流；K为配电变压器出口负荷曲线形状系数，根据负荷率和最小负荷率计算；Rs1为等值电阻；T为计算时段，取月全部小时数；
[0061] 所述月平均电流按以下公式进行计算：
[0062]
[0063] 式中：AP为配电变压器的低压侧出口月总有功电量；AQ为配电变压器的低压侧出口；U为配电变压器的低压侧出口处的线电压；T为计算时段，取月全部小时数；
[0064] 所述配电变压器出口负荷曲线形状系数按以下公式进行计算：
[0065] 当负荷率f≥5.0时，计算K2：
[0066]
[0067] 当负荷率f<5.0时，计算K2
[0068]
[0069] 式中：f为负荷率；α为最小负荷率；
[0070] 所述负荷率f按以下公式进行计算：
[0071]
[0072] 式中：AP为配电变压器低压侧月总有功电量；pmax为配电变压器低压侧首端最大有功功率；T计算时段，取月全部小时数；
[0073] 所述最小负荷率α按以下公式进行计算：
[0074]
[0075] 式中：Imin为配电变压器首端最小电流；Imax为配电变压器首端最大电流；Pmin为配电变压器首端最小有功功率；pmax为配电变压器首端最大有功功率。
[0076] 由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
[0077] 本发明提供的一种农村配电网线损计算方法，该方法建立一个计算系统，该系统以改进的理论线损计算方法为基础，通过数据管理模块来对配电网的参数和运行数据的录入、
修改、查询、删除、保存以及等值电阻和理论线损计算。然后对计算结果进行汇总、分析。本配电网理论线损计算系统方法简单、有效，能够使配电网理论线损的计算更加精确。
[0078] 本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的
说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和
权利要求书来实现和获得。
附图说明
[0079] 本发明的附图说明如下。
[0080] 图1为本发明的农村配电网线损计算方法
流程图。
具体实施方式
[0081] 下面结合附图和
实施例对本发明作进一步说明。
[0082] 实施例1
[0083] 如图所示，本实施例提供的一种农村配电网线损计算方法，应用于配电网自动化控制系统，该系统包括条件判断单元、配电网数据输入单元、线损计算单元和存储单元；包括以下步骤：
[0084] 获取配电网参数据；通过在存储单元中录入基本信息形成数据字典；将计算过程需要的数据录入配电网数据输入单元形成数据管理模块；在条件判断单元中根据配电网数据判断配电网数据是否符合需要计算地区条件，将满足符合计算地区条件的数据输入到在线损计算单元；在线损计算单元中将数据管理模块中的数据和存储单元中的数据计算等值电阻和理论电能损耗、理论线损率；然后将计算结果汇总、分析并打印输出；
[0085] 在线损计算单元中按如下公式进行计算：
[0086]
[0087] 式中：ΔA％为低压配电台区月理论线损率；ΔA为低压配电台区月总理论电能损失(kWh)；A为低压配电台区月供电量(kWh)；
[0088] 低压配电台区的月总理论电能损失的计算公式如下：
[0089] ΔA＝ΔAL+ΔAB+ΔAx；
[0090] 式中：ΔA为低压配电台区月总理论电能损耗(kWh)；ΔAL为低压线路月理论电能损耗kWh；ΔAB为用户电能表月理论电能损耗(kWh)；ΔAX为低压线路至用户电能表导线月总理论电能损耗(kWh)。
[0091] 所述用户电能表月理论电能损耗按以下公式进行计算：
[0092] ΔAB＝1×n+0.5×m；
[0093] 式中：n为居民单相机械表数量；m为单相电子表数量。
[0094] 所述低压线路至用户电能表导线月总理论电能损耗按以下公式进行计算：
[0095]
[0096] 式中：L为低压线路至用户电能表导线长度m；n为低压线路至用户电能表导线回路数量。
[0097] 所述低压线路月理论电能损耗按以下公式进行计算：
[0098]
[0099] 式中：N为配电变压器低压侧出口结构系数，单相两线制供电取；
[0100] Ipj为月平均电流(A)；K为配电变压器出口负荷曲线形状系数，根据负荷率和最小负荷率计算；Re1为等值电阻(Ω)；T为计算时段(h)，取月全部小时数。
[0101] 所述月平均电流按以下公式进行计算：
[0102]
[0103] 式中：AP为配电变压器的低压侧出口月总有功电量(kWh)；AQ为配电变压器的低压侧出口(kvarh)；U为配电变压器的低压侧出口处的线电压(kV)；T为计算时段(h)，取月全部小时数。
[0104] 所述配电变压器出口负荷曲线形状系数按以下公式进行计算：
[0105] 当负荷率f≥5.0时，计算K2：
[0106]
[0107] 当负荷率f<5.0时，计算K2
[0108]
[0109] 式中：f为负荷率；α为最小负荷率；
[0110] 所述负荷率f按以下公式进行计算：
[0111]
[0112] 式中：AP为配电变压器低压侧月总有功电量(kWh)；pmax为配电变压器低压侧首端最大有功功率(kW)；T计算时段(h)，取月全部小时数；
[0113] 所述最小负荷率α按以下公式进行计算：
[0114]
[0115] 式中：Imin为配电变压器首端最小电流(A)；Imax为配电变压器首端最大电流(A)；Pmin为配电变压器首端最小有功功率(kW)；pmax为配电变压器首端最大有功功率(kW)。
[0116] 本实施例提供的一种农村配电网线损计算系统，应用于配电网自动化控制系统，所述计算系统包括条件判断单元、配电网数据输入单元、线损计算单元和存储单元；
[0117] 所述条件判断单元，用于根据配电网数据判断配电网数据是否符合需要计算地区条件，将满足符合计算地区条件的数据输入到在线损计算单元；
[0118] 所述配电网数据输入单元，用于获取配电网参数据；
[0119] 所述存储单元，用于通过在存储单元中录入基本信息形成数据字典；将计算过程需要的数据录入配电网数据输入单元形成数据管理模块；
[0120] 所述在线损计算单元，用于将数据管理模块中的数据和存储单元中的数据计算等值电阻和理论电能损耗、理论线损率；
[0121] 所述在线损计算单元中按如下公式进行计算：
[0122]
[0123] 式中：ΔA％为低压配电台区月理论线损率；ΔA为低压配电台区月总理论电能损失；A为低压配电台区月供电量；
[0124] 低压配电台区的月总理论电能损失的计算公式如下：
[0125] ΔA＝ΔAL+ΔAB+ΔAx；
[0126] 式中：ΔA为低压配电台区月总理论电能损耗；ΔAL为低压线路月理论电能损耗kWh；ΔAB为用户电能表月理论电能损耗；ΔAX为低压线路至用户电能表导线月总理论电能损耗。
[0127] 所述用户电能表月理论电能损耗按以下公式进行计算：
[0128] ΔAB＝1×n+0.5×m；
[0129] 式中：n为居民单相机械表数量；m为单相电子表数量。
[0130] 所述低压线路至用户电能表导线月总理论电能损耗按以下公式进行计算：
[0131]
[0132] 式中：L为低压线路至用户电能表导线长度；n为低压线路至用户电能表导线回路数量。
[0133] 所述低压线路月理论电能损耗按以下公式进行计算：
[0134]
[0135] 式中：N为配电变压器低压侧出口结构系数，单相两线制供电取；
[0136] Ipj为月平均电流；K为配电变压器出口负荷曲线形状系数，根据负荷率和最小负荷率计算；Rs1为等值电阻；T为计算时段，取月全部小时数；
[0137] 所述月平均电流按以下公式进行计算：
[0138]
[0139] 式中：AP为配电变压器的低压侧出口月总有功电量；AQ为配电变压器的低压侧出口；U为配电变压器的低压侧出口处的线电压；T为计算时段，取月全部小时数；
[0140] 所述配电变压器出口负荷曲线形状系数按以下公式进行计算：
[0141] 当负荷率f≥5.0时，计算K2：
[0142]
[0143] 当负荷率f<5.0时，计算K2
[0144]
[0145] 式中：f为负荷率；α为最小负荷率；
[0146] 所述负荷率f按以下公式进行计算：
[0147]
[0148] 式中：AP为配电变压器低压侧月总有功电量；pmax为配电变压器低压侧首端最大有功功率；T计算时段，取月全部小时数；
[0149] 所述最小负荷率α按以下公式进行计算：
[0150]
[0151] 式中：Imin为配电变压器首端最小电流；Imax为配电变压器首端最大电流；Pmin为配电变压器首端最小有功功率；pmax为配电变压器首端最大有功功率。
[0152] 实施例2
[0153] 本实施例提供的配电网线损计算方法，包括以下步骤：
[0154] 步骤一，确认需要计算的地区符合条件，低压配电网计算条件要求配电变压器低压侧设总电能计量电度表，有功电度表和无功电度表，居民用户实行一户一表，同时认为电压等级低，不考虑电抗因素。
[0155] 步骤二，获取配电网线损计算所需系统数据，对于县市供电企业所属的配电网的一些基本信息，如单位名称、配电线路和低压台区名称等，录入修改、查询、删除和保存基本信息。根据本系统计算理论，获取配电线路、配电变压器电能表计量的电能数据和配电线路参数配电变压器额定容量及其参数。
[0156] 步骤三，利用改进的线损理论计算方法，在系统上输入配电网参数和运行数据。将数据录入数据管理模块，系统将根据数据字典的内容，结合数据管理模块的数据计算等值电阻
[0157] 步骤四，获取运行结果，得到系统分析；对于计算完成的计算结果，进行统计汇总，并利用图表显示、分析，通过调用
数据库中历年统计线损数据进行对比分析。最后将汇总分析结果打印，便于存档。
[0158] 本实施例提出的一种改进的配电网理论线损计算系统方法，利用该方法优化线损理论计算，使计算更为简单而精确。
[0159] 该方法通过对等值电阻法改进，根据配电变压器总表电量和居民用户电度表电量计算如下低压配电线路等值电阻计算公式：
[0160]
[0161] 式中：Rs1为等值电阻(Ω)；Ap.i为通过i段线路供电的居民用户月有功电量(kWh)；Aq.i为通过i段线路供电的居民用户月无功电量(kvarh)；Ri为i段线路电阻(Ω)；Ap为配电变压器的低压侧出口月总有功电量(kWh)；AQ为配电变压器的低压侧出口月总无功电量(kvarh)；n为低压线路上总分段数。
[0162] 对式(1)用来电网规划设计或配电线路理论线损预测时，需要进行负荷和电量预测，然后应用。
[0163] 低压配电线损率月理论电能损耗计算公式如下:
[0164]
[0165] 式中：N为配电变压器低压侧出口结构系数，单相两线制供电取；
[0166] Ipj为月平均电流(A)；K为配电变压器出口负荷曲线形状系数，根据负荷率和最小负荷率计算；Re1为等值电阻(Ω)；T为计算时段(h)，取月全部小时数。
[0167] 平均电流Ipj计算公式如下：
[0168]
[0169] 式中：AP为配电变压器的低压侧出口月总有功电量(kWh)；AQ为配电变压器的低压侧出口(kvarh)；U为配电变压器的低压侧出口处的线电压(kV)；T为计算时段(h)，取月全部小时数。
[0170] 如果在配电变压器低压侧出口处仅装设有功电度表计量有功电量，则在使用式(3)时，需要计算出配电变压器功率因数，计算出无功电量。
[0171] 配电变压器出口负荷曲线形状系数K值根据配电变压器负荷率和最小负荷率计算，计算公式如下：
[0172] 最小负荷率α：
[0173]
[0174] 式中：Imin为配电变压器首端最小电流(A)；Imax为配电变压器首端最大电流(A)；Pmin为配电变压器首端最小有功功率(kW)；pmax为配电变压器首端最大有功功率(kW)。
[0175] 负荷率f：
[0176]
[0177] 式中：AP为配电变压器低压侧月总有功电量(kWh)；pmax为配电变压器低压侧首端最大有功功率(kW)；T计算时段(h)，取月全部小时数。2
[0178] 当f≥5.0时，计算K：
[0179]2
[0180] 当f<5.0时，计算K
[0181]
[0182] 式中：f为负荷率；α为最小负荷率。
[0183] 由于K不易计算，在实际计算中按推荐的理论计算值选用，推荐值如下：
[0184] 最小负荷率取0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0时分别对应的K值为1.17、1.09、1.05、1.03、1.02、1.01、1.00、1.00、1.00。
[0185] 对于居民电度表损耗电能，按照电度表型号和数量计算。居民电度表分为机械表和电子表两种，单相机械表按每月1kWh计算，单相电子表每月按0.5kWh计算，计算公式如下：
[0186] ΔAB＝1×n+0.5×m (8)
[0187] 式中：n为居民单相机械表数量；m为单相电子表数量。低压线路至用户电能表，每条线路理论损耗电量可按每10m月损耗为0.05kWh计算，当接户线长度为L时，月损耗电量为：
[0188]
[0189] 式中：L为低压线路至用户电能表导线长度m；n为低压线路至用户电能表导线回路数量。
[0190] 由以上低压配电台区三部分月电能理论电能损耗计算分析，得出一个低压配电台区的月总理论电能损失计算公式：
[0191] ΔA＝ΔAL+ΔAB+ΔAX (10)
[0192] 式中：ΔA为低压配电台区月总理论电能损耗(kWh)；ΔAL为低压线路月理论电能损耗kWh)；ΔAB为用户电能表月理论电能损耗(kWh)；ΔAX为低压线路至用户电能表导线月总理论电能损耗(kWh)。
[0193] 低压配电台区月理论线损率计算公式如下：
[0194]
[0195] 式中：ΔA％为低压配电台区月理论线损率；ΔA为低压配电台区月总理论电能损耗(kWh)A为低压配电台区月供电量(kWh)。
[0196] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
