電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

1、前言v 廠網(wǎng)分開改革之后，電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)僅能從購電與售電的差廠網(wǎng)分開改革之后，電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)僅能從購電與售電的差價(jià)中獲取利潤，而一個(gè)地區(qū)級(jí)電網(wǎng)年電量按價(jià)中獲取利潤，而一個(gè)地區(qū)級(jí)電網(wǎng)年電量按30 30 億億kWh kWh 計(jì)計(jì)算，若網(wǎng)損率算，若網(wǎng)損率2%2%，年損耗電量將達(dá)，年損耗電量將達(dá) 6 6 千萬千萬kWhkWh，網(wǎng)損率每，網(wǎng)損率每下降下降 0.1 0.1 個(gè)百分點(diǎn)，企業(yè)購電成本即可降低個(gè)百分點(diǎn)，企業(yè)購電成本即可降低 100 100 萬元（萬元（按供電公司購電成本按供電公司購電成本 0.340.34元元/kWh /kWh 計(jì)算），形成可觀的經(jīng)計(jì)算），形成可觀的經(jīng)濟(jì)效益。濟(jì)效益。v 從而安排電網(wǎng)

2、運(yùn)行方式，最大限度降低電網(wǎng)損耗，成為供從而安排電網(wǎng)運(yùn)行方式，最大限度降低電網(wǎng)損耗，成為供電企業(yè)增加利潤的重要手段，是電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理人員的電企業(yè)增加利潤的重要手段，是電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理人員的主要任務(wù)之一。主要任務(wù)之一。電網(wǎng)損耗的構(gòu)成v 地區(qū)供電企業(yè)統(tǒng)計(jì)口徑的網(wǎng)損由降壓變壓器的變地區(qū)供電企業(yè)統(tǒng)計(jì)口徑的網(wǎng)損由降壓變壓器的變損、輸電線路線損、低壓母線不平衡三部分構(gòu)成損、輸電線路線損、低壓母線不平衡三部分構(gòu)成，其中低壓母線不平衡電量主要是站用電、輔助，其中低壓母線不平衡電量主要是站用電、輔助設(shè)備損耗（如無功補(bǔ)償電容器的有功損耗）及計(jì)設(shè)備損耗（如無功補(bǔ)償電容器的有功損耗）及計(jì)量誤差，數(shù)值基本不變。輸變電設(shè)

3、備損耗中變壓量誤差，數(shù)值基本不變。輸變電設(shè)備損耗中變壓器損耗占器損耗占2/32/3以上。以上。電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 v電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行就是指電網(wǎng)在供電成本率低或發(fā)電能源消耗率及網(wǎng)損率最小的條件下運(yùn)行。 v作用：v電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行就是一項(xiàng)實(shí)用性很強(qiáng)的節(jié)能技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)是在保證技術(shù)安全、經(jīng)濟(jì)合理的條件下，充分利用現(xiàn)有的設(shè)備、元件，不投資或有較少的投資，通過相關(guān)技術(shù)論證，選取最佳運(yùn)行方式、調(diào)整負(fù)荷、提高功率因數(shù)、調(diào)整或更換變壓器、電網(wǎng)改造等，在傳輸相同電量的基礎(chǔ)上，以達(dá)到減少系統(tǒng)損耗，從而達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。 電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行v電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中的變壓器：v電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行主要包括變壓器及其電力線路的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，電力設(shè)備中

4、變壓器是一種應(yīng)用十分廣泛的電氣設(shè)備，變壓器自身要產(chǎn)生有功功率損耗和無功功率損耗。電力系統(tǒng)中變壓器產(chǎn)生的電能損耗占電力系統(tǒng)總損耗比例也很大，因此在電力系統(tǒng)中變壓器及其供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)降低電力系統(tǒng)、線損，有著重要的意義。由于當(dāng)前絕大部分的變壓器及其供電系統(tǒng)都在自然狀態(tài)下運(yùn)行，加上傳統(tǒng)觀念及習(xí)慣性錯(cuò)誤做法的影響，導(dǎo)致現(xiàn)有變壓器不一定運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)區(qū)間，因此必須要通過各種技術(shù)措施來降低。 電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行降損的主要技術(shù)措施 v合理進(jìn)行電網(wǎng)改造，降低電能損耗 v合理安排變壓器的運(yùn)行方式，保證變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 v合理調(diào)節(jié)配網(wǎng)運(yùn)方使其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 v合理配置電網(wǎng)的補(bǔ)償裝置合理安排補(bǔ)償容量 v做到經(jīng)濟(jì)調(diào)度，有效降低網(wǎng)

5、損 第一部分 輸電網(wǎng)技術(shù)降損第二部分 配電網(wǎng)技術(shù)降損第一部分 輸電網(wǎng)技術(shù)降損（一）合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)是電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提（一）合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)是電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提（二）合理的調(diào)度是電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段（二）合理的調(diào)度是電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段（一）合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)v 變電站站址的選取變電站站址的選取v 確定經(jīng)濟(jì)的變壓器容量確定經(jīng)濟(jì)的變壓器容量v 選取經(jīng)濟(jì)的導(dǎo)線截面積選取經(jīng)濟(jì)的導(dǎo)線截面積v 合理地配置無功補(bǔ)償設(shè)備合理地配置無功補(bǔ)償設(shè)備變電站站址的選取v 選址應(yīng)考慮現(xiàn)場的約束條件，并通過經(jīng)濟(jì)評(píng)估進(jìn)行優(yōu)選址應(yīng)考慮現(xiàn)場的約束條件，并通過經(jīng)濟(jì)評(píng)估進(jìn)行優(yōu)化。化。v 220kV220kV變電站的站址對(duì)變電站的站址對(duì)

6、110kV110kV網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)及10kV10kV配電網(wǎng)的投資配電網(wǎng)的投資有很大影響，有很大影響，110kV110kV變電站的站址對(duì)變電站的站址對(duì)10kV10kV配電網(wǎng)投資的配電網(wǎng)投資的影響更大。影響更大。 因此，變電站站址的選取應(yīng)綜合考慮因此，變電站站址的選取應(yīng)綜合考慮220kV220kV變電站變電站、110kV110kV變電站與變電站與10kV10kV配電網(wǎng)投資。配電網(wǎng)投資。v 通常在電網(wǎng)中，變電站的投資約占總費(fèi)用的通常在電網(wǎng)中，變電站的投資約占總費(fèi)用的1020%1020%，配電系統(tǒng)占據(jù)了大量費(fèi)用。配電系統(tǒng)占據(jù)了大量費(fèi)用。v 變電站的位置和容量對(duì)配電系統(tǒng)是約束因素，變電站變電站的位置和容量對(duì)

7、配電系統(tǒng)是約束因素，變電站的定位將關(guān)系到饋線系統(tǒng)投資經(jīng)濟(jì)性的改變。的定位將關(guān)系到饋線系統(tǒng)投資經(jīng)濟(jì)性的改變。v 在站址選好后，首先應(yīng)該選取變壓器容量。在站址選好后，首先應(yīng)該選取變壓器容量。確定經(jīng)濟(jì)的變壓器容量v容量選擇小了，不能滿足負(fù)荷增長的要求；容量選擇小了，不能滿足負(fù)荷增長的要求；v容量選擇大了，在負(fù)荷較低時(shí)，變壓器空載損耗所容量選擇大了，在負(fù)荷較低時(shí)，變壓器空載損耗所占比例較大，達(dá)不到降損的要求。占比例較大，達(dá)不到降損的要求。v變壓器容量的選擇至關(guān)重要！變壓器容量的選擇至關(guān)重要?。? 1）確定供電范圍及其負(fù)荷特性）確定供電范圍及其負(fù)荷特性 供電范圍確定好后，要仔細(xì)研究供電區(qū)域內(nèi)所有負(fù)荷歷史

8、數(shù)據(jù)供電范圍確定好后，要仔細(xì)研究供電區(qū)域內(nèi)所有負(fù)荷歷史數(shù)據(jù), ,得出此得出此區(qū)域內(nèi)負(fù)荷總的特性。根據(jù)供電區(qū)域內(nèi)的實(shí)際情況確定變壓器的類型。區(qū)域內(nèi)負(fù)荷總的特性。根據(jù)供電區(qū)域內(nèi)的實(shí)際情況確定變壓器的類型。（2 2）對(duì)供電區(qū)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測）對(duì)供電區(qū)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測 正確選擇變壓器容量的前提就是準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果。要綜合考慮供電正確選擇變壓器容量的前提就是準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果。要綜合考慮供電區(qū)域內(nèi)目前實(shí)際的負(fù)荷情況（包括年用電量、年最高、最低負(fù)荷以及負(fù)荷增區(qū)域內(nèi)目前實(shí)際的負(fù)荷情況（包括年用電量、年最高、最低負(fù)荷以及負(fù)荷增長率）和近期、遠(yuǎn)期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，得出較為準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果。長率）和近期、遠(yuǎn)期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展

9、規(guī)劃，得出較為準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果。（3 3）確定變壓器經(jīng)濟(jì)容量）確定變壓器經(jīng)濟(jì)容量 一旦確定了供電區(qū)域內(nèi)的最高、最低負(fù)荷數(shù)量，就可以選取變壓器容量一旦確定了供電區(qū)域內(nèi)的最高、最低負(fù)荷數(shù)量，就可以選取變壓器容量范圍，繼而求出變壓器的經(jīng)濟(jì)容量。范圍，繼而求出變壓器的經(jīng)濟(jì)容量。 變壓器綜合功率損耗是指變壓器自身的有功功率損耗和它的變壓器綜合功率損耗是指變壓器自身的有功功率損耗和它的有功、無功功損耗使電網(wǎng)增加的有功功率損耗之和。有功、無功功損耗使電網(wǎng)增加的有功功率損耗之和。計(jì)算公式如下（以雙繞組變壓器為例） KZTZZPPP20 (1) KPKQKKZPQZPKQKPPPKQKPP0000 (2) 年

10、電量損失費(fèi)用為： dZTJPF1 (3) 式中 PZ變壓器綜合功率損耗(kW) P0Z變壓器綜合功率空載損耗(kW) PKZ變壓器綜合功率額定負(fù)載損耗(kW) P0變壓器空載損耗(kW) PK變壓器額定負(fù)載損耗(kW) KQ無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量(kW/kVar)- (變壓器每減少 1kVar 的無功功率損耗時(shí)，引起連接系統(tǒng)有功功率損耗下降的 kW 值。) KP有功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量(kW/kVar) - (變壓器每減少 1kW 的有功功率損耗時(shí)，引起連接系統(tǒng)有功功率損耗下降的 kW 值。) T平均負(fù)載系數(shù) F1年電能損耗費(fèi)用(元/年) T年運(yùn)行小時(shí)數(shù)(h) Jd當(dāng)?shù)鼐C合電價(jià)(元/kWh) 在對(duì)變壓器年損失費(fèi)用進(jìn)

11、行計(jì)算后，還要計(jì)算變壓器在對(duì)變壓器年損失費(fèi)用進(jìn)行計(jì)算后，還要計(jì)算變壓器年投資成本及年運(yùn)行費(fèi)用，使它們之和最小，即可確年投資成本及年運(yùn)行費(fèi)用，使它們之和最小，即可確定最經(jīng)濟(jì)的變壓器容量（由于目前市場上變壓器的價(jià)定最經(jīng)濟(jì)的變壓器容量（由于目前市場上變壓器的價(jià)格沒有一定的標(biāo)準(zhǔn)，例如同一型號(hào)的格沒有一定的標(biāo)準(zhǔn)，例如同一型號(hào)的10MVA10MVA和和20MVA20MVA價(jià)價(jià)格上相差一倍左右，而格上相差一倍左右，而40MVA40MVA和和50MVA50MVA則相差無幾，所則相差無幾，所以無法用以無法用MVA/MVA/元的形式表示，為確定變壓器的經(jīng)濟(jì)容元的形式表示，為確定變壓器的經(jīng)濟(jì)容量帶來不便。這也是本文

12、沒有進(jìn)行公式推導(dǎo)，求出最量帶來不便。這也是本文沒有進(jìn)行公式推導(dǎo)，求出最經(jīng)濟(jì)容量的原因）。經(jīng)濟(jì)容量的原因）。3、選取經(jīng)濟(jì)的導(dǎo)線截面積v根據(jù)電源和變電站的布點(diǎn)，線路可以按輸送容量和根據(jù)電源和變電站的布點(diǎn)，線路可以按輸送容量和可靠性等要求，根據(jù)路徑和環(huán)境等約束條件進(jìn)行規(guī)可靠性等要求，根據(jù)路徑和環(huán)境等約束條件進(jìn)行規(guī)劃。線路的供電半徑，應(yīng)根據(jù)電壓損失允許值、負(fù)劃。線路的供電半徑，應(yīng)根據(jù)電壓損失允許值、負(fù)荷密度、供電可靠性以及標(biāo)準(zhǔn)化的要求確定。荷密度、供電可靠性以及標(biāo)準(zhǔn)化的要求確定。v此外，還應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況選取導(dǎo)線截面積此外，還應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況選取導(dǎo)線截面積。v19951995年國家根據(jù)我國

13、的具體情況，綜合考慮輸電線年國家根據(jù)我國的具體情況，綜合考慮輸電線路中導(dǎo)線的總投資額、折舊、維護(hù)、線損等多個(gè)因路中導(dǎo)線的總投資額、折舊、維護(hù)、線損等多個(gè)因素，制定符合總的經(jīng)濟(jì)效益的綜合性參數(shù)，即經(jīng)濟(jì)素，制定符合總的經(jīng)濟(jì)效益的綜合性參數(shù)，即經(jīng)濟(jì)電流密度值。電流密度值。按照 1995 年國家電力部門規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，我國經(jīng)濟(jì)電流密度為(Amm2)： 最大負(fù)荷使用時(shí)間（h） 導(dǎo)線材料 3000 以下 30005000 5000 以上 鋁裸導(dǎo)線、鋼芯鋁線 1.65 1.15 0.9 銅芯電纜 2.5 2.25 2 v有了經(jīng)濟(jì)電流密度，可以非常方便地算出導(dǎo)線的截有了經(jīng)濟(jì)電流密度，可以非常方便地算出導(dǎo)線的截面積

14、。面積。v由于現(xiàn)行的經(jīng)濟(jì)電流密度為由于現(xiàn)行的經(jīng)濟(jì)電流密度為19951995年的規(guī)定，與目前年的規(guī)定，與目前情況有一定的出入。在現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用中，通過它算情況有一定的出入。在現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用中，通過它算出來的導(dǎo)線截面積不一定是最經(jīng)濟(jì)的。所以，應(yīng)該出來的導(dǎo)線截面積不一定是最經(jīng)濟(jì)的。所以，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況、按照電流經(jīng)濟(jì)密度的公式對(duì)導(dǎo)線的根據(jù)實(shí)際情況、按照電流經(jīng)濟(jì)密度的公式對(duì)導(dǎo)線的截面積進(jìn)行計(jì)算。截面積進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式推導(dǎo)如下：計(jì)算公式推導(dǎo)如下： 年電量損失費(fèi)用為：年電量損失費(fèi)用為： 32132110)3(103LdTdTdTdATJLIKFRTJIKJTPJAF (4) 每年攤銷的投資成本：每年攤銷的投

15、資成本： %)(02XLLLZZGAF (5) 每年運(yùn)行費(fèi)用（包括折舊、修理、維護(hù)管理費(fèi)用，與投資成本成正比） ：每年運(yùn)行費(fèi)用（包括折舊、修理、維護(hù)管理費(fèi)用，與投資成本成正比） ： 23FF (6) 其中，其中， F1年電能損耗費(fèi)用年電能損耗費(fèi)用(元元/年年) F2年攤銷的投資成本年攤銷的投資成本(元元/年年) F3每年折舊、修理、維護(hù)管理費(fèi)用每年折舊、修理、維護(hù)管理費(fèi)用(元元/年年) A年電能損耗電量年電能損耗電量(kWh) T年運(yùn)行小時(shí)數(shù)年運(yùn)行小時(shí)數(shù)(h) PT年電能損耗平均功率年電能損耗平均功率(kW) KT負(fù)荷波動(dòng)損耗負(fù)荷波動(dòng)損耗系數(shù)系數(shù) TIiTiifTAATKK1122 T-統(tǒng)計(jì)期

16、（統(tǒng)計(jì)期（h） ；） ；Ai-每小時(shí)紀(jì)錄的電量（每小時(shí)紀(jì)錄的電量（kWh） Jd當(dāng)?shù)鼐C合電價(jià)當(dāng)?shù)鼐C合電價(jià)(元元/kWh) I導(dǎo)線輸送的電流值導(dǎo)線輸送的電流值(A) 導(dǎo)線電阻率導(dǎo)線電阻率(mm2km) L線路長度線路長度(km) AL導(dǎo)線截面積導(dǎo)線截面積(mm2) GL單位長度單位面積線路的造價(jià)單位長度單位面積線路的造價(jià)(元元/( mm2 km) Z0與導(dǎo)線截面積無關(guān)部分的投資與導(dǎo)線截面積無關(guān)部分的投資(元元/km) ZX%每年投資回收率每年投資回收率 電力線路年運(yùn)行費(fèi)用占投資的比例電力線路年運(yùn)行費(fèi)用占投資的比例 對(duì)于（3）式，可參照下表。 電力線路年運(yùn)行費(fèi)用占投資的百分?jǐn)?shù)（%） 線路種類 折舊

17、費(fèi) 維修費(fèi) 維護(hù)管理費(fèi) 綜合費(fèi)用 木桿架空線 8 1 4 13 鐵塔架空線 4.5 0.5 2 7 鋼筋混凝土架空線 4.5 0.5 2 7 電纜線路 3.5 0.5 2 6 則，每年線路運(yùn)行所攤銷的總成本為： %)(1 (10)3(032321XLLLdTLZZGAATJLIKFFFFF (7) 由上式可知，F(xiàn) 是 AL的函數(shù)，對(duì) AL求導(dǎo)，可求出最小的導(dǎo)線截面積為： LXdTLMINGZTJKIA%)1 (1033 (8) 又由于，電流密度為 LAIJ 所以，經(jīng)濟(jì)電流密度為 3103%)1 (dTLXLMINMINTJKGZAIJ (9) 從規(guī)劃的角度出發(fā)，只要桿型、檔距、金具、經(jīng)濟(jì)能力等

18、條件允許，或在同一的桿型、檔距、金具條件下，盡量選擇大的截面積導(dǎo)線。這樣，隨著時(shí)間的推移，用電負(fù)荷的不斷增大，大截面積導(dǎo)線的效益將越來越明顯，有利于電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。當(dāng)然，導(dǎo)線截面積選取后，還需按照允許載流量、電暈（電纜線路除外）、機(jī)械強(qiáng)度、電壓損耗等進(jìn)行校驗(yàn)。4、合理地配置無功補(bǔ)償設(shè)備v（1 1）無功對(duì)電壓的影響）無功對(duì)電壓的影響v（2 2）無功對(duì)線損的影響）無功對(duì)線損的影響v（3 3）無功補(bǔ)償容量的選?。o功補(bǔ)償容量的選取v（4 4）無功補(bǔ)償裝置配置原則）無功補(bǔ)償裝置配置原則（1）無功對(duì)電壓的影響v 系統(tǒng)的無功功率對(duì)電壓影響極大，無功功率不足，將引起電網(wǎng)電壓下降系統(tǒng)的無功功率對(duì)電壓影響極大，

19、無功功率不足，將引起電網(wǎng)電壓下降，而無功過剩將引起電網(wǎng)電壓偏高。，而無功過剩將引起電網(wǎng)電壓偏高。v 合理調(diào)整變壓器分接頭，是提高電網(wǎng)電壓水平的一種調(diào)壓手段，但其作合理調(diào)整變壓器分接頭，是提高電網(wǎng)電壓水平的一種調(diào)壓手段，但其作用僅僅是通過改變電網(wǎng)中的無功潮流分布來提高局部的電壓水平。用僅僅是通過改變電網(wǎng)中的無功潮流分布來提高局部的電壓水平。v 當(dāng)電網(wǎng)無功功率不足時(shí)，這種通過調(diào)壓方式只能起到當(dāng)電網(wǎng)無功功率不足時(shí)，這種通過調(diào)壓方式只能起到“拆了東墻補(bǔ)西墻拆了東墻補(bǔ)西墻”的作用。的作用。v 要想維持整個(gè)系統(tǒng)的電壓水平，除了必須有足夠的無功補(bǔ)償容量，實(shí)行要想維持整個(gè)系統(tǒng)的電壓水平，除了必須有足夠的無功補(bǔ)

20、償容量，實(shí)行無功分區(qū)、分壓就地平衡外，還必須要有足夠的無功備用容量，以便保無功分區(qū)、分壓就地平衡外，還必須要有足夠的無功備用容量，以便保證負(fù)荷增加后的電壓質(zhì)量。證負(fù)荷增加后的電壓質(zhì)量。無功與電壓損耗的關(guān)系： 當(dāng)電網(wǎng)傳輸功率時(shí)，電流將在線路、變壓器阻抗上產(chǎn)生電壓損耗? U。以線路為例，其關(guān)系式如下： 11/)(UQXPRU (10) 當(dāng)線路安裝無功補(bǔ)償容量為 Q c的無功補(bǔ)償裝置后，線路電壓損耗變?yōu)椋僭O(shè)通過調(diào)壓使線路補(bǔ)償后運(yùn)行電壓不變） 12/)(UXQQPRUC (11) 補(bǔ)償后電壓升高的數(shù)值為 1/ UXQUC (12) 式中 ? U1補(bǔ)償前的電壓損耗(kV) ? U2補(bǔ)償后的電壓損耗(k

21、V) P線路傳輸?shù)挠泄β?kW) Q線路傳輸?shù)臒o功功率(kVar) QC無功補(bǔ)償容量(kVar) U1線路首端電壓(kV) R線路等效電阻() X線路等效電抗() 由上式可知，無功功率的變化，將引起電壓降的變化。由于安裝無功補(bǔ)償，就地平衡了無功功率，限制無功功率在電網(wǎng)中傳輸，相應(yīng)地減少了線路的電壓損耗，提高了電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。 （2）無功對(duì)線損的影響v在電網(wǎng)運(yùn)行中，因大量非線性負(fù)載的存在，它們除在電網(wǎng)運(yùn)行中，因大量非線性負(fù)載的存在，它們除要消耗有功功率外，還要消耗一定的無功功率。負(fù)要消耗有功功率外，還要消耗一定的無功功率。負(fù)荷電流通過線路、變壓器將會(huì)產(chǎn)生功率損耗。荷電流通過線路、變壓器將會(huì)產(chǎn)生

22、功率損耗。RUPRUQPP222222cos (13) XUPXUQPQ222222cos (14) 由上式可知，當(dāng)線路或變壓器輸送的有功功率和電壓不變時(shí)，線損與負(fù)荷功率因數(shù)的平方成反比。因此，在受電端安裝無功補(bǔ)償裝置，實(shí)現(xiàn)無功就地平衡，減少電網(wǎng)中無功功率的流動(dòng)，降低線路與變壓器的可變有功功率損耗，從而降低線損。 （3）無功補(bǔ)償容量的選取v 通常較為科學(xué)的方法是綜合運(yùn)用最優(yōu)網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則通常較為科學(xué)的方法是綜合運(yùn)用最優(yōu)網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則和等網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則解決無功補(bǔ)償設(shè)備的最優(yōu)補(bǔ)償容量和和等網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則解決無功補(bǔ)償設(shè)備的最優(yōu)補(bǔ)償容量和最優(yōu)分布問題。最優(yōu)分布問題。v 最優(yōu)網(wǎng)損微增率是衡量無功最優(yōu)補(bǔ)償

23、容量的準(zhǔn)則，等最優(yōu)網(wǎng)損微增率是衡量無功最優(yōu)補(bǔ)償容量的準(zhǔn)則，等網(wǎng)損微增率是衡量無功最優(yōu)分布的準(zhǔn)則。網(wǎng)損微增率是衡量無功最優(yōu)分布的準(zhǔn)則。v 但在現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用中，由于各種客觀原因限制（如有但在現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用中，由于各種客觀原因限制（如有無間隔、資金、對(duì)原有的無功補(bǔ)償設(shè)備利用、更改設(shè)計(jì)、無間隔、資金、對(duì)原有的無功補(bǔ)償設(shè)備利用、更改設(shè)計(jì)、計(jì)算繁瑣等問題），沒有采用這種方法。計(jì)算繁瑣等問題），沒有采用這種方法。v 一般情況下，本著一般情況下，本著“分層、分區(qū)、就地平衡分層、分區(qū)、就地平衡”的原則的原則，在新建、擴(kuò)建的變電站站內(nèi)直接安裝無功補(bǔ)償設(shè)備，進(jìn)，在新建、擴(kuò)建的變電站站內(nèi)直接安裝無功補(bǔ)償設(shè)備，進(jìn)行就地補(bǔ)

24、償。補(bǔ)償容量可按下法確定。行就地補(bǔ)償。補(bǔ)償容量可按下法確定。以雙繞組變壓器為例 無功補(bǔ)償容量的計(jì)算公式： )(21tgtgPQC (15) 每年攤銷的投資成本： %)(01XcdCZZZQF (16) 加裝無功補(bǔ)償后每年節(jié)省的電費(fèi)： dQPdZdZTJQKPKFTJPJAF)1(22 (17) KNTPSPKP)cos1cos1()(22122(18) KNTQSPKQ)cos1cos1()(22122(19) 加裝的無功補(bǔ)償設(shè)備使無功損耗降低， 由于無功損耗的降低， 又可以減小無功補(bǔ)償容量， 每年這樣減少的投資攤銷成本為： %3XcdZZQF (20) 其中， F1年攤銷的投資成本(元/年)

25、 F2年電能節(jié)省費(fèi)用(元/年) F3年無功功率的節(jié)約減少的投資成本(元/年) AZ年綜合節(jié)電量(kWh) T年運(yùn)行小時(shí)數(shù)(h) P節(jié)約的有功功率(kW) Q節(jié)約的無功功率(kVar) KT負(fù)荷波動(dòng)損耗系數(shù) Jd當(dāng)?shù)鼐C合電價(jià)(元/kWh) 1cos、2cos加裝無功補(bǔ)償裝置前、 后的功率因數(shù) Zcd每 kVar 電容器的價(jià)格(元/kVar) KP有功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量 KQ無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量 PK變壓器額定負(fù)載損耗(kW) QK變壓器額定負(fù)載漏磁功率(kVar) Z0安裝無功補(bǔ)償裝置的附加費(fèi)用(元) ZX%每年投資回收率 則，每年所攤銷的總成本為： 132FFFF (21) 求解以上各式可知，F(xiàn) 是 QC的拋物

26、線函數(shù)，對(duì) QC求導(dǎo)，可求出最經(jīng)濟(jì)的無功補(bǔ)償容量為： KQKPXcdKdTNXcdCQKPKZZQTJKtgtgSZZQ1%)cos1cos1(2%22122212 對(duì)于線路可用3210NLUR和3210NLUX代替變壓器的2NKSP、2NKSQ，即可推導(dǎo)出補(bǔ)償容量。當(dāng)然，對(duì)于較長的線路，還需計(jì)算線路的電容和充電功率。 對(duì)于一些電壓不能滿足要求的地區(qū)，則不能用上式計(jì)算。此時(shí)應(yīng)按照電壓損耗進(jìn)行計(jì)算。 ZUUQC 式中 U需要提高的電壓值(V) U? 補(bǔ)償前線路運(yùn)行電壓值(V) Z線路、變壓器阻抗() （4）無功補(bǔ)償裝置配置原則v 當(dāng)電網(wǎng)需要增設(shè)的確定后，即應(yīng)按照當(dāng)電網(wǎng)需要增設(shè)的確定后，即應(yīng)按照“

27、全面規(guī)劃，合理布局全面規(guī)劃，合理布局，分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡，分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡”的總原則，進(jìn)行合理的配置，以便的總原則，進(jìn)行合理的配置，以便取得最大的綜合補(bǔ)償效益。具體要求是：取得最大的綜合補(bǔ)償效益。具體要求是：v 既要滿足全區(qū)（地區(qū)或縣）的無功功率平衡，還要滿足分區(qū)既要滿足全區(qū)（地區(qū)或縣）的無功功率平衡，還要滿足分區(qū)（供電區(qū)）、分站（變電站）的無功平衡，盡可能地使長距（供電區(qū)）、分站（變電站）的無功平衡，盡可能地使長距離輸送的無功量小，最大限度地減少功率及電能損耗。離輸送的無功量小，最大限度地減少功率及電能損耗。v 電力部門補(bǔ)償與用戶補(bǔ)償相結(jié)合。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，無功功率大電力部門補(bǔ)償與用戶補(bǔ)償相結(jié)

28、合。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，無功功率大約有約有5050消耗在用戶方面，剩下的約消耗在用戶方面，剩下的約5050左右消耗在電網(wǎng)的左右消耗在電網(wǎng)的損耗上。因此，電力部門與用戶共同進(jìn)行補(bǔ)償是適宜的。損耗上。因此，電力部門與用戶共同進(jìn)行補(bǔ)償是適宜的。（二）合理的調(diào)度是電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段v1 1、合理地安排變壓器運(yùn)行方式降低網(wǎng)損、合理地安排變壓器運(yùn)行方式降低網(wǎng)損v2 2、合理地安排線路運(yùn)行方式降低網(wǎng)損、合理地安排線路運(yùn)行方式降低網(wǎng)損v3 3、削峰填谷降低網(wǎng)損、削峰填谷降低網(wǎng)損v4 4、合理調(diào)整運(yùn)行電壓降低損耗、合理調(diào)整運(yùn)行電壓降低損耗v5 5、以應(yīng)用軟件為輔助手段，確定經(jīng)濟(jì)的電網(wǎng)運(yùn)行、以應(yīng)用軟件為輔助手段，確定

29、經(jīng)濟(jì)的電網(wǎng)運(yùn)行方式方式合理地安排變壓器運(yùn)行方式降低網(wǎng)損v 變壓器在供用電過程中需經(jīng)過變壓器在供用電過程中需經(jīng)過3 35 5次變壓過程，而變壓器自身要產(chǎn)生次變壓過程，而變壓器自身要產(chǎn)生有功功率損耗和無功功率損耗，變壓器總的電能損耗約占發(fā)電總量的有功功率損耗和無功功率損耗，變壓器總的電能損耗約占發(fā)電總量的10%10%左右。因此，對(duì)變壓器降損，是電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重點(diǎn)。左右。因此，對(duì)變壓器降損，是電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重點(diǎn)。v 變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是在充分利用現(xiàn)有設(shè)備條件下，通過調(diào)整運(yùn)行方變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是在充分利用現(xiàn)有設(shè)備條件下，通過調(diào)整運(yùn)行方式，按照變壓器的自身?xiàng)l件來調(diào)整負(fù)荷分配，在供電量大致不變的條式，按

30、照變壓器的自身?xiàng)l件來調(diào)整負(fù)荷分配，在供電量大致不變的條件下，使變壓器運(yùn)行效率最高，變壓器的運(yùn)行損耗最小，從而使變壓件下，使變壓器運(yùn)行效率最高，變壓器的運(yùn)行損耗最小，從而使變壓器運(yùn)行最為經(jīng)濟(jì)。器運(yùn)行最為經(jīng)濟(jì)。v 在一個(gè)變電站中一般有在一個(gè)變電站中一般有1-31-3臺(tái)，由于改造、擴(kuò)建，變壓器型號(hào)、參數(shù)臺(tái)，由于改造、擴(kuò)建，變壓器型號(hào)、參數(shù)必然不同，運(yùn)行方式的組合較多，這里僅討論兩臺(tái)雙繞組變壓器的經(jīng)必然不同，運(yùn)行方式的組合較多，這里僅討論兩臺(tái)雙繞組變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。濟(jì)運(yùn)行方式。v一個(gè)變電站中有兩臺(tái)容量不等的變壓器一個(gè)變電站中有兩臺(tái)容量不等的變壓器A A和和B B（假（假設(shè)設(shè)S SNANASSNBN

31、B），變電站的負(fù)荷為），變電站的負(fù)荷為S S。在保證安全運(yùn)行。在保證安全運(yùn)行的前提下，根據(jù)的前提下，根據(jù)S S的大小，變電站兩臺(tái)主變的運(yùn)行的大小，變電站兩臺(tái)主變的運(yùn)行方式安排見下表方式安排見下表: :項(xiàng)目 運(yùn)行方式 變壓器 B 單臺(tái)運(yùn)行 變壓器 A 單臺(tái)運(yùn)行 變壓器 A、B 兩臺(tái)分列運(yùn)行 SSNB 變壓器 A、B 兩臺(tái)并列運(yùn)行 變壓器 A 單臺(tái)運(yùn)行 變壓器 A、B 兩臺(tái)分列運(yùn)行 SNB SSNA 變壓器 A、B 兩臺(tái)并列運(yùn)行 變壓器 A、B 兩臺(tái)分列運(yùn)行 SNA S SNB + SNA 變壓器 A、B 兩臺(tái)并列運(yùn)行 以上四種變壓器運(yùn)行方式的綜合功率損耗公式如下： 變壓器 A、B 單臺(tái)運(yùn)行時(shí)，

32、KZANAZAZAPSSPP20)( (22) KZBNBZBZBPSSPP20)( (23) 變壓器 A、B 兩臺(tái)分列運(yùn)行時(shí)， KZBNBBKZANAAZBZABZAPSSPSSPPP2200)()( (24) 變壓器 A、B 兩臺(tái)并列運(yùn)行時(shí)， KZBNBBKZANAAZBZAZABPSDPSDSPPP22200)()(25) 其中， %KBNBKANAKANAAUSUSUSD %KBNBKANAKBNBBUSUSUSD 各參數(shù)的意義如下： ? PZA、? PZB變壓器 A、B 單臺(tái)運(yùn)行時(shí)的綜合功率損耗(kW) ? P0ZA、? P0ZB變壓器 A、B 綜合功率空載損耗(kW) ? PKZA

33、、? PKZB變壓器 A、B 綜合功率額定負(fù)載損耗(kW) SNA、SNB變壓器 A、 B 額定容量(kVA) S變電站負(fù)載的視在功率(kVA) SA、SB變壓器 A、B 負(fù)載的視在功率(kVA) S= SA+SB UKA%、UKB%變壓器 A、B 短路電壓 DA、DB變壓器 A、B 的負(fù)載分配系數(shù) 當(dāng)變壓器的負(fù)載分配系數(shù)確定后，各損耗都是 S 的函數(shù)，完全可以作出四條PZS 曲線進(jìn)行比較。 現(xiàn)以一座 110kV 變電站的有功為例（110kV 變電站低壓側(cè)多為單母線分段，所以當(dāng)變壓器分列運(yùn)行時(shí)，SA、SB之間的比例可視為固定） ： SNA P0A PKA UKA% SNB P0B PKB UK

34、B% 50000 61 210 12.3 40000 52 175 11.7 四種運(yùn)行方式的損耗比較01002003004005006007008009001000060001200018000240003000036000420004800054000600006600072000780008400090000PAPBPA-BPAB 由上圖可以清楚地確定負(fù)荷在不同區(qū)間時(shí)變壓器的運(yùn)行方式。 同樣，將cosSP 代入變壓器損耗公式中，可以得出提高功率因數(shù)也能使變壓器降損。 v35kV35kV變電站，新裝變電站，新裝#2#2主變，兩主變的參數(shù)如下：主變，兩主變的參數(shù)如下： v該站負(fù)荷一般在該站負(fù)荷

35、一般在 2.53MW 2.53MW 之間，按傳統(tǒng)思路為避之間，按傳統(tǒng)思路為避免免“大馬拉小車大馬拉小車”會(huì)安排會(huì)安排#1 #1 主變運(yùn)行。主變運(yùn)行。v進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析：進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析：v經(jīng)計(jì)算經(jīng)計(jì)算, , 一般負(fù)荷情況下一般負(fù)荷情況下#2#2主變可以較主變可以較#1#1主變節(jié)主變節(jié)電。電。2、合理地安排線路運(yùn)行方式降低網(wǎng)損v 線路負(fù)荷是隨時(shí)在變化的，通過對(duì)線路運(yùn)行方式的安排，線路負(fù)荷是隨時(shí)在變化的，通過對(duì)線路運(yùn)行方式的安排，可使線損減小?？墒咕€損減小。v 線路的綜合功率損耗包括線路自身的有功損耗和線路的有線路的綜合功率損耗包括線路自身的有功損耗和線路的有功、無功損耗使電網(wǎng)增加的有功損耗兩部分

36、。功、無功損耗使電網(wǎng)增加的有功損耗兩部分。v 為了安全，現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行中，對(duì)于每個(gè)重要一些的變電站為了安全，現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行中，對(duì)于每個(gè)重要一些的變電站都設(shè)計(jì)為雙電源供電。為了不受變壓器損耗的影響，假設(shè)都設(shè)計(jì)為雙電源供電。為了不受變壓器損耗的影響，假設(shè)變電站內(nèi)只有一臺(tái)變壓器，即變壓器損耗不受線路運(yùn)行方變電站內(nèi)只有一臺(tái)變壓器，即變壓器損耗不受線路運(yùn)行方式的改變而改變。若變電站的雙電源可互為自投熱備用，式的改變而改變。若變電站的雙電源可互為自投熱備用，在安全性同樣的情況下，雙電源線路的運(yùn)行方式根據(jù)負(fù)荷在安全性同樣的情況下，雙電源線路的運(yùn)行方式根據(jù)負(fù)荷變化情況有如下安排：變化情況有如下安排：若變電站的雙電

37、源可互為自投熱備用，在安全性同樣的情況下，雙電源線路的運(yùn)行方式根據(jù)負(fù)荷變化情況有如下安排： 序號(hào) 項(xiàng)目 運(yùn)行方式 線路 B 單回線運(yùn)行、線路 A 自投熱備用 線路 A 單回線運(yùn)行、線路 B 自投熱備用 1 SLSLBE 線路 A、B 兩回線并列運(yùn)行 線路 A 單回線運(yùn)行 2 SLBE SL SLAE 線路 A、B 兩回線并列運(yùn)行 3 SLAE SL SLBE + SLAE 線路 A、B 兩回線并列運(yùn)行 表中，SL線路輸送功率，SLBE、SL AE分別 A、B 線路允許輸送功率（通常我們用允許電流表示，為了與功率損耗共識(shí)相比較，特采用這種表示方式） 。對(duì)于序號(hào) 2 的方式下，不安排線路 B 自投

38、；對(duì)于序號(hào) 3 的方式，只能有一種方式安排，無法談及經(jīng)濟(jì)性。 線路綜合功率損耗計(jì)算公式如下： QKPKPPQPZ (26) RUPRUSP22222cos (27) XUPXUSQ22222cos (28) 單回線運(yùn)行，直接套用上述公式；雙回線運(yùn)行損耗為線路 A 上流過SA產(chǎn)生的損耗與線路 B 上流過SB產(chǎn)生的損耗之和，S=SA+SB。 對(duì)于同一座上級(jí)變電站的出線作為雙電源，SA、SB的分配取決于線路參數(shù)；不同上級(jí)變電站出線的雙電源取決于系統(tǒng)的參數(shù)和機(jī)組出力， 在正常運(yùn)行時(shí)， 可認(rèn)為比例近似不變。 現(xiàn)舉一例加以說明。 RA XA RB XB SA SB KP KQ U 1.174 3.274

39、0.673 2.06 0.9 0.1 0.2 0.1 1 02000400060008000100001200014000160001800020000081624324048566472808896PaPbPab 由上圖的?PS 可知，對(duì)于表中序號(hào) 1 的情況，B 單回線運(yùn)行經(jīng)濟(jì)；對(duì)于表中序號(hào) 2 的情況，A、B 并列運(yùn)行。 同時(shí)，通過線路損耗公式，我們還可以清楚地看出，提高線路運(yùn)行的電壓、功率因數(shù)（通過調(diào)整發(fā)電廠的無功出力、變電站的主變檔位、投切無功裝置等手段） ，同樣可以起到降損的作用。 3、削峰填谷降低網(wǎng)損v削峰填谷是緩解供電需求矛盾、實(shí)現(xiàn)均衡用電的削峰填谷是緩解供電需求矛盾、實(shí)現(xiàn)均衡

40、用電的重要手段，同時(shí)也是電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段之重要手段，同時(shí)也是電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段之一。仍以雙繞組變壓器為例進(jìn)行說明。一。仍以雙繞組變壓器為例進(jìn)行說明。假設(shè)高峰時(shí)負(fù)荷為 SH，低谷時(shí)為 SL，削峰填谷的負(fù)荷為 S，削峰填谷之前，負(fù)荷高峰、低谷時(shí)的有功損耗為： KNHHPSSPP20)( (29) KNLLPSSPP20)( (30) 削峰填谷之后，損耗為： KNHPSSSPPH20)( (31) KNLPSSSPPL20)( (32) 則前后的損耗差為： )(2)(22SSSSSPPPPPPPLHNKLLHH (33) 由上公式可以看出，P 是 S 開口向下的拋物線函數(shù)，必有最大值，即當(dāng)

41、2LHSSS時(shí)，削峰填谷能夠取得最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效果。將 P0、PK換成Q0、QK可以得出? Q 無功損耗，進(jìn)而求出綜合損耗。 線路損耗同理。所以，在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中，調(diào)度應(yīng)通過合理地安排電網(wǎng)的運(yùn)行方式，合理地分配負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化電力調(diào)度，強(qiáng)化用電負(fù)荷管理，從而達(dá)到電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。4、合理調(diào)整運(yùn)行電壓降低損耗由 cmFfBU44.41 (34) )50()10000(250/100fBPPm (35) 可以推導(dǎo)出雙繞組變壓器空載損耗 P0 與運(yùn)行電壓 U1 的關(guān)系， )50()1000044.4(2150/100ffFUPPc (36) 其中， f電源頻率 Fc鐵芯截面積 Bm磁通密度 P10/5

42、0每 kg 鐵芯在磁通密度 Bm=10000Gs f=50Hz 時(shí)的損耗 可見，當(dāng) f、Fc不變時(shí)變壓器空載損耗與運(yùn)行電壓平方成正比。 由公式 223UIS (37) RIPK223 (38) 可以推導(dǎo)出雙繞組變壓器短路損耗 PK與二次側(cè)電壓 U2的關(guān)系， 222URSPK (20) 可見，當(dāng) S 不變時(shí)變壓器短路損耗與電壓平方成反比。 根據(jù)變壓器有功損耗計(jì)算公式可推出 212222150/1022222150/10)()50()1000044.4()()50()1000044.4(UKRSSSffFUPPURSSSffFUPPNcZNcZ (39) 變壓器和線路的綜合功率損耗公式可同理導(dǎo)出。

43、 假設(shè)將電網(wǎng)運(yùn)行電壓由 0.95UN調(diào)整至 1.05UN后，變壓器綜合功率損耗的變化量為 NNUUPPP95.005.1 (40) v 與負(fù)荷視在功率的變化曲線如下（下圖中上邊的曲線為運(yùn)行電壓由與負(fù)荷視在功率的變化曲線如下（下圖中上邊的曲線為運(yùn)行電壓由0.95UN0.95UN調(diào)整至調(diào)整至1.05UN1.05UN后的損耗，下圖為運(yùn)行電壓由后的損耗，下圖為運(yùn)行電壓由0.95UN0.95UN調(diào)整至調(diào)整至UNUN后的后的損耗）：損耗）：-40-30-20-1001020121416181101121141161181201U1.05-0.95U1-0.95 v 由上圖可看出，當(dāng)負(fù)荷低時(shí)，應(yīng)該降低運(yùn)行電

44、壓；當(dāng)負(fù)荷高由上圖可看出，當(dāng)負(fù)荷低時(shí)，應(yīng)該降低運(yùn)行電壓；當(dāng)負(fù)荷高時(shí)，應(yīng)該提高運(yùn)行電壓，即逆調(diào)壓可以降低損耗，使電網(wǎng)經(jīng)時(shí)，應(yīng)該提高運(yùn)行電壓，即逆調(diào)壓可以降低損耗，使電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行中，無論采取那種調(diào)壓方式（逆調(diào)濟(jì)運(yùn)行。在現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行中，無論采取那種調(diào)壓方式（逆調(diào)壓、順調(diào)壓、恒調(diào)壓），都應(yīng)該始終要求中樞點(diǎn)電壓在壓、順調(diào)壓、恒調(diào)壓），都應(yīng)該始終要求中樞點(diǎn)電壓在U UN N- -107.5%U107.5%UN N之間調(diào)整，以滿足電壓合格率的要求。之間調(diào)整，以滿足電壓合格率的要求。-40-30-20-1001020121416181101121141161181201U1.05-0.95U1

45、-0.95 5、以應(yīng)用軟件為輔助手段，確定經(jīng)濟(jì)的電網(wǎng)運(yùn)行方式v 由于電網(wǎng)越來越復(fù)雜、相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)庫越來越龐大，僅靠人工計(jì)算，由于電網(wǎng)越來越復(fù)雜、相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)庫越來越龐大，僅靠人工計(jì)算，無論在速度上還是準(zhǔn)確性上，都無法滿足要求。因此，電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行無論在速度上還是準(zhǔn)確性上，都無法滿足要求。因此，電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行借助于應(yīng)用軟件已成必然。借助于應(yīng)用軟件已成必然。v 目前，市場上此類應(yīng)用軟件大體上有兩種，一種是胡景生主持開發(fā)的目前，市場上此類應(yīng)用軟件大體上有兩種，一種是胡景生主持開發(fā)的變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行軟件變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行軟件，一種是調(diào)度自動(dòng)化，一種是調(diào)度自動(dòng)化EMSEMS高級(jí)應(yīng)用軟件中的最優(yōu)潮高級(jí)應(yīng)用軟

46、件中的最優(yōu)潮流。不論軟件的理論基礎(chǔ)有何不同，都可以輔助電網(wǎng)運(yùn)行方式的安排。流。不論軟件的理論基礎(chǔ)有何不同，都可以輔助電網(wǎng)運(yùn)行方式的安排。v 同時(shí)，可以利用現(xiàn)有的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的線損計(jì)算、監(jiān)視電壓同時(shí)，可以利用現(xiàn)有的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的線損計(jì)算、監(jiān)視電壓波動(dòng)情況和無功補(bǔ)償設(shè)備的投切情況，及時(shí)地對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整波動(dòng)情況和無功補(bǔ)償設(shè)備的投切情況，及時(shí)地對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整，使其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。，使其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。v 當(dāng)前討論主變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的文章很多，軟件也多限當(dāng)前討論主變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的文章很多，軟件也多限于計(jì)算兩至多臺(tái)主變的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行臨界點(diǎn)，實(shí)際我于計(jì)算兩至多臺(tái)主變的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行臨界點(diǎn)，實(shí)際我們追求的

47、是整個(gè)電網(wǎng)的損耗最低，運(yùn)行方式最經(jīng)們追求的是整個(gè)電網(wǎng)的損耗最低，運(yùn)行方式最經(jīng)濟(jì)。經(jīng)過多年的發(fā)展，很多變電站具備了雙主變濟(jì)。經(jīng)過多年的發(fā)展，很多變電站具備了雙主變、雙電源甚至多電源，有多種運(yùn)行方式可供選擇、雙電源甚至多電源，有多種運(yùn)行方式可供選擇，在某些情況下單個(gè)站所的經(jīng)濟(jì)方式可能造成電，在某些情況下單個(gè)站所的經(jīng)濟(jì)方式可能造成電網(wǎng)損耗增加。網(wǎng)損耗增加。v可輕易作出以下判斷：可輕易作出以下判斷： 青北站青北站#2 #2 主變較主變較#1 #1 主變經(jīng)濟(jì)主變經(jīng)濟(jì) 西郊站西郊站#1#1主變較主變較#2#2主變經(jīng)濟(jì)主變經(jīng)濟(jì) 趙樓站趙樓站#1#1主變較主變較#2 #2 主變經(jīng)濟(jì)主變經(jīng)濟(jì) 但按整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)

48、算可能會(huì)有不同的選擇，但按整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算可能會(huì)有不同的選擇，確定青北站確定青北站#2#2主變運(yùn)行，西郊站主變運(yùn)行，西郊站#1 #1 主變運(yùn)行和主變運(yùn)行和#2#2主變運(yùn)行各元件及該系統(tǒng)內(nèi)的有功損耗計(jì)算結(jié)果主變運(yùn)行各元件及該系統(tǒng)內(nèi)的有功損耗計(jì)算結(jié)果對(duì)比見下表。對(duì)比見下表。v 從表從表 中可以看出：雖然從西郊站局部中可以看出：雖然從西郊站局部#1 #1 主變運(yùn)主變運(yùn)行較行較#2#2主變運(yùn)行少損有功主變運(yùn)行少損有功2.7kW;2.7kW;，但從電網(wǎng)整體，但從電網(wǎng)整體計(jì)算計(jì)算#2#2主變運(yùn)行較主變運(yùn)行較#1#1主變運(yùn)行更為經(jīng)濟(jì)主變運(yùn)行更為經(jīng)濟(jì). .v 科技進(jìn)步使變壓器生產(chǎn)工藝有了長足的發(fā)展，要打破習(xí)慣

49、科技進(jìn)步使變壓器生產(chǎn)工藝有了長足的發(fā)展，要打破習(xí)慣思想，經(jīng)科學(xué)的計(jì)算決定主變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。思想，經(jīng)科學(xué)的計(jì)算決定主變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。v 電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性的工作，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性的工作，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的計(jì)算與編制不能局限于某個(gè)廠、站、所的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)與式的計(jì)算與編制不能局限于某個(gè)廠、站、所的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)與否，要從全網(wǎng)的角度進(jìn)行計(jì)算分析。否，要從全網(wǎng)的角度進(jìn)行計(jì)算分析。v 電網(wǎng)迅速發(fā)展，雙主變乃至多主變、雙電源乃至多電源的電網(wǎng)迅速發(fā)展，雙主變乃至多主變、雙電源乃至多電源的變電站越來越多，方式選擇更多，計(jì)算分析量極大，單一變電站越來越多，方式選擇更多，計(jì)算分析量極大，單

50、一功能的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析軟件已難以滿足電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要功能的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析軟件已難以滿足電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要，有待新的、更優(yōu)秀的電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析軟件出現(xiàn)。，有待新的、更優(yōu)秀的電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析軟件出現(xiàn)。結(jié) 論第二部分 配電網(wǎng)技術(shù)降損前 言v我國線損分配結(jié)構(gòu)：我國線損分配結(jié)構(gòu)：110kV110kV以上：以上：35kV35kV：10kV10kV及以及以下下=1=1：1.51.5：2.52.5?？梢娋€損大部分（還未包括用?？梢娋€損大部分（還未包括用戶內(nèi)部線損）分配在低壓配網(wǎng)上。戶內(nèi)部線損）分配在低壓配網(wǎng)上。v配網(wǎng)線損耗高的原因主要為：配網(wǎng)線損耗高的原因主要為： （1 1）無功補(bǔ)償度較低；）無功補(bǔ)償度較低；

51、（2 2）配變損耗大，應(yīng)調(diào)整或更換變壓器；）配變損耗大，應(yīng)調(diào)整或更換變壓器； （3 3）配網(wǎng)負(fù)荷很不均衡；）配網(wǎng)負(fù)荷很不均衡； （4 4）配網(wǎng)嚴(yán)重落后。）配網(wǎng)嚴(yán)重落后。v 由于配電網(wǎng)有著與輸電網(wǎng)不同的特性：由于配電網(wǎng)有著與輸電網(wǎng)不同的特性： （1 1）輸電網(wǎng)的線路一般為聯(lián)絡(luò)線，中間很少輸電網(wǎng)的線路一般為聯(lián)絡(luò)線，中間很少T T接負(fù)荷，接負(fù)荷，負(fù)荷一般位于末端；配電網(wǎng)的負(fù)荷則沿著線路分配，而且分負(fù)荷一般位于末端；配電網(wǎng)的負(fù)荷則沿著線路分配，而且分配不均勻；配不均勻； （2 2）配電網(wǎng)點(diǎn)多面廣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，客戶用電性質(zhì)不同，配電網(wǎng)點(diǎn)多面廣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，客戶用電性質(zhì)不同，負(fù)荷變化波動(dòng)大；而輸電線路的負(fù)荷是

52、多個(gè)配電線路、變壓負(fù)荷變化波動(dòng)大；而輸電線路的負(fù)荷是多個(gè)配電線路、變壓器的負(fù)荷的集合，對(duì)負(fù)荷性質(zhì)和波動(dòng)的反應(yīng)遠(yuǎn)不如配電的靈器的負(fù)荷的集合，對(duì)負(fù)荷性質(zhì)和波動(dòng)的反應(yīng)遠(yuǎn)不如配電的靈敏；敏； （3 3）由于低壓線路的供電方式不同，易出現(xiàn)三相負(fù)荷不由于低壓線路的供電方式不同，易出現(xiàn)三相負(fù)荷不平衡的問題。平衡的問題。v 因此，除前面論及的輸電網(wǎng)降損技術(shù)外，配電網(wǎng)還有一些因此，除前面論及的輸電網(wǎng)降損技術(shù)外，配電網(wǎng)還有一些其它的降損技術(shù)。其它的降損技術(shù)。v（一）規(guī)劃設(shè)計(jì)方面（一）規(guī)劃設(shè)計(jì)方面v（二）配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度（二）配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度v（三）平衡配電網(wǎng)相間負(fù)載（三）平衡配電網(wǎng)相間負(fù)載（一）規(guī)劃設(shè)計(jì)方面v 配

53、網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)供電可靠性起關(guān)鍵作用，而且也是配電網(wǎng)降損配網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)供電可靠性起關(guān)鍵作用，而且也是配電網(wǎng)降損的重要環(huán)節(jié)。改造配網(wǎng)不能簡單化地加大導(dǎo)線截面或改為的重要環(huán)節(jié)。改造配網(wǎng)不能簡單化地加大導(dǎo)線截面或改為電纜、增大配變?nèi)萘?，而是?yīng)該首先做好配電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃電纜、增大配變?nèi)萘?，而是?yīng)該首先做好配電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，并在統(tǒng)一規(guī)劃的指導(dǎo)下進(jìn)行配網(wǎng)的建設(shè)和改造，使其逐，并在統(tǒng)一規(guī)劃的指導(dǎo)下進(jìn)行配網(wǎng)的建設(shè)和改造，使其逐步成為合理的現(xiàn)代化配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。步成為合理的現(xiàn)代化配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。v 一般采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通過手拉手開關(guān)或環(huán)網(wǎng)柜方式，簡單一般采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通過手拉手開關(guān)或環(huán)網(wǎng)柜方式，簡單易行；對(duì)于可靠性要求高的，可采用雙

54、回線加備自投方式易行；對(duì)于可靠性要求高的，可采用雙回線加備自投方式。既可滿足。既可滿足“N N1 1”的要求，又能利于配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，又能利于配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。v 和城市發(fā)展規(guī)劃緊密結(jié)合，以經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和城市用地規(guī)和城市發(fā)展規(guī)劃緊密結(jié)合，以經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和城市用地規(guī)劃來進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測和負(fù)荷分布，劃分供電區(qū)域，確定導(dǎo)線劃來進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測和負(fù)荷分布，劃分供電區(qū)域，確定導(dǎo)線截面、開關(guān)站規(guī)模和配變?nèi)萘浚ù瞬糠挚蓞⒄蛰旊娋W(wǎng)降損截面、開關(guān)站規(guī)模和配變?nèi)萘浚ù瞬糠挚蓞⒄蛰旊娋W(wǎng)降損的相關(guān)部分）。的相關(guān)部分）。（一）規(guī)劃設(shè)計(jì)方面v1 1、規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)合理地分配負(fù)荷規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)合理地分配負(fù)荷v2 2、確定合理的無功

55、補(bǔ)償容量和地點(diǎn)、確定合理的無功補(bǔ)償容量和地點(diǎn)v3 3、選用節(jié)能型變壓器、選用節(jié)能型變壓器1、 規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)合理地分配負(fù)荷新建一座變電站，為一個(gè)供電區(qū)供電，共設(shè)計(jì)了 10 回出線間隔，如何分配負(fù)荷才能使得損耗最小呢？ 假設(shè)各出線的電流分別為 I1、I2、I10，電阻分別為 R1、R2、R10，則總有功耗為： ).(310210222121RIRIRIP (41) 根據(jù)等微增率法則，若想使? P 最小，則有 ).10210222121RIRIRI (42) 即各回路按其等值電阻的倒數(shù)比分配負(fù)荷時(shí)總損耗最小。 配電變壓器是配電網(wǎng)中主要設(shè)備，分布面非常廣泛，其總數(shù)量及總?cè)萘慷己艽?，其損耗更不容忽視。這樣

56、，任意一條配電線路的損耗就包括線路的損耗及其所帶配電變壓器的鐵損和銅損。其有功損耗和電量損耗可表示為： TLZTZURPKPPPPT22200cos (43) TLZTTURPTKAPTA2220cos (44) 將上式兩邊除以供電量 A（A=PTT）得線損率為： %100)cos(%100%2220TLZTTURPKPPAAAT (45) 式中 ? P0線路所帶的配電變壓器的鐵損(kW) ? PZ線路有功損耗與配變的銅損(kW) T線路運(yùn)行時(shí)間(h) PT運(yùn)行期平均負(fù)荷(kW) U線路運(yùn)行電壓(kV) KT負(fù)荷波動(dòng)損耗系數(shù) RLZ線路、配變的等值電阻() Tcos功率因數(shù) 線路投運(yùn)后，其結(jié)構(gòu)

57、與參數(shù)相對(duì)固定，運(yùn)行電壓與功率因數(shù)為定值時(shí)，線損率? A%是平均負(fù)荷 PT的函數(shù)。 在上式中對(duì) PT求兩階導(dǎo)數(shù)，得出： 0240TPP (46) 證明此函數(shù)有最小值。通過求其一階導(dǎo)數(shù)可得出最小值為 LZTTTRKPUP0cos (47) 又由于 TLZTTZURKPP222cos (48) 所以， ZPP0 (49) 即，只有當(dāng)線路自身的有功損耗與配變的銅損等于配變的鐵損時(shí)，才能滿足線損率最小。 此時(shí)的線損率稱為線路的經(jīng)濟(jì)線損率? Aj%， 線路傳輸?shù)呢?fù)荷值稱為線路的有功經(jīng)濟(jì)負(fù)荷 Pj，即： LZTTjRKPUP0cos (50) 依此類推，可以推導(dǎo)出無功損耗和綜合功率損耗的公式。 電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)

58、計(jì)時(shí)，在現(xiàn)場實(shí)際條件滿足的條件下，盡量按照以上方法處理。 2、確定合理的無功補(bǔ)償容量和地點(diǎn)v影響配電網(wǎng)降損的原因雖然很多，但主要還是網(wǎng)影響配電網(wǎng)降損的原因雖然很多，但主要還是網(wǎng)架落后老化，以致供電半徑長、負(fù)荷重、線徑小架落后老化，以致供電半徑長、負(fù)荷重、線徑小、運(yùn)行功率因數(shù)低，電壓質(zhì)量差等。、運(yùn)行功率因數(shù)低，電壓質(zhì)量差等。v對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償是現(xiàn)階段最切中時(shí)弊的辦法對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償是現(xiàn)階段最切中時(shí)弊的辦法。因?yàn)樗顿Y最少，工期最短，效果最好。因?yàn)樗顿Y最少，工期最短，效果最好。v華北電力集團(tuán)華北電力集團(tuán)19951995年組織一個(gè)調(diào)荷節(jié)電課題組，年組織一個(gè)調(diào)荷節(jié)電課題組，對(duì)北京地區(qū)進(jìn)行了整整一

59、年調(diào)研，發(fā)現(xiàn)多數(shù)對(duì)北京地區(qū)進(jìn)行了整整一年調(diào)研，發(fā)現(xiàn)多數(shù)10KV10KV配線及以下線路出口配線及以下線路出口COS0.7COS0.7。西安石油學(xué)院對(duì)。西安石油學(xué)院對(duì)我國東部油田作了廣泛的調(diào)查，普遍的配線線損我國東部油田作了廣泛的調(diào)查，普遍的配線線損率都在率都在1014%1014%左邊，采取無功補(bǔ)償措施都將線損左邊，采取無功補(bǔ)償措施都將線損下降下降2323個(gè)百分點(diǎn)，大大改善了電壓質(zhì)量使線損和個(gè)百分點(diǎn)，大大改善了電壓質(zhì)量使線損和變壓器增容，這些都是目前狀況下，其它任何技變壓器增容，這些都是目前狀況下，其它任何技術(shù)措施都難以達(dá)到的。比如采取調(diào)變改變措施，術(shù)措施都難以達(dá)到的。比如采取調(diào)變改變措施，效果不

60、及無功補(bǔ)償?shù)囊话?，而投資至少是無功補(bǔ)效果不及無功補(bǔ)償?shù)囊话耄顿Y至少是無功補(bǔ)償?shù)膬數(shù)?010倍以上。倍以上。v無功補(bǔ)償具有以上很明顯的技術(shù)功能和經(jīng)濟(jì)效益無功補(bǔ)償具有以上很明顯的技術(shù)功能和經(jīng)濟(jì)效益，并非新鮮事，可以說是電力技術(shù)工作者盡知的，并非新鮮事，可以說是電力技術(shù)工作者盡知的事，但事實(shí)上，幾十年來一直推行不廣。華北電事，但事實(shí)上，幾十年來一直推行不廣。華北電力集團(tuán)調(diào)荷節(jié)電組的技術(shù)專家們對(duì)此作過專門的力集團(tuán)調(diào)荷節(jié)電組的技術(shù)專家們對(duì)此作過專門的調(diào)研：發(fā)現(xiàn)幾乎所有的低壓配電站中的電容無功調(diào)研：發(fā)現(xiàn)幾乎所有的低壓配電站中的電容無功補(bǔ)償裝置都沒有投入運(yùn)行，保守的估計(jì)，投入率補(bǔ)償裝置都沒有投入運(yùn)行，保