电网多用户间的线损分摊研究
2016-08-15王文林宋海华程金松宋浩杰国网安徽省电力公司黄山供电公司安徽黄山45000安徽省电力公司培训中心合肥300
王文林,宋海华,李 阅,于 传,程金松,宋浩杰(.国网安徽省电力公司 黄山供电公司,安徽 黄山 45000;.安徽省电力公司 培训中心,合肥 300)
电网多用户间的线损分摊研究
王文林1,宋海华1,李 阅1,于 传2,程金松1,宋浩杰1
(1.国网安徽省电力公司 黄山供电公司,安徽 黄山 245000;2.安徽省电力公司 培训中心,合肥 230022)
为了节约输电成本,优化电力资源配置,多个变电站共用一个输电走廊的情况经常存在。在自然资源丰富的区域,还常有小型发电机组并入电网。随着“三集五大”的继续深入,各公司对电力损耗进行着严格的考核控制。为了对线损组成有个较清楚的认识,从而合理分配线损,建立了带有小型发电站的跨区域电网模型,从线路拓扑结构出发,分析了线路损耗的构成,给出了线损分配原则,为相关线损考核提供参考依据。
变电站;线路联络;小水电并网;线损分配;线损考核
1 现状概述
随着国家电网“三集五大”战略的不断深入,电力公司对各供电单位的考核力度也在不断加大,其中,线路损耗是其重要考核点之一[1],[2]。在现有电网构架下,有些电力公司,尤其是与主网相距较远的公司,通常需要经过多个供电单位才能取得主网供电。长期以来,各个供电单位对于公共线路的损耗无统一标准,造成有些供电单位线损率长期偏高,从而严重影响到公司的业绩。变电站电量统计不准确、估抄关口电量、售电电量与关口电量未同时抄录等管理方面因素引起线损率波动的文献常见报导[3—5],而影响线损的技术方面文献少见。为了合理降低各单位的线损率,本文从线路联络、小水电并网的技术方面因素考虑,对线路损耗进行了详细分析。
2 电网拓扑
为了便于研究分析,将带有水电站并网及联络线的电网模型简化如图1所示。其中甲站为电源端,通过开关1与乙站相连。乙站通过开关3带主变,小型水电站通过开关2接入乙站。乙站、丙站通过开关4相连[6]。长期以来,乙站的线损居高不下,为此对其进行分析。
图1 电网拓扑模型
通常水电站并入电网有3种工作模式,即电力上网、当地消纳、机组停机。当地消纳与机组停机对乙站电网运行均为单电源接入,而电力上网则为多电源接入方式。
2.1 单电源接入模型
本节以甲站电源接入进行单电源模型研究。其中开关1、3、4为合位,开关2为分位,如图2所示。
图2 单电源接入模型
甲站输出总电量为i1,乙站用电量为i3,通过开关4向丙站输出电量为i4。甲乙2站间线路电阻为R。通过分析现有情况,一般存在如下3种计算方案。
方案1:乙、丙2站根据各自公司所通过电流计算对公共线损进行分摊,即
方案2:乙站线路的损耗为甲站出线所计总损耗减去乙站与丙站线路间损耗,表达式为
方案3:根据电路定理,可以很容易的获得甲站至乙站线路损耗,表达式为
通过以上3种方案对比,可以很容易的发现其中的差异。方案1中,公共损耗由上级电力网承担,造成上级电网线损偏大;方案2中,公共损耗由乙站独立承担,势必造成乙站线损偏大;方案3中,公共损耗根据电流量的大小按比例分摊。
2.2 多电源接入模型
设35 kV公网挂设电站n座,输入35 kV线路电量为“上网电量”,输入电站电量为“用网电量”,供区变电站关口输入电量为“关口入”,关口输出电量为“关口出”,供区消耗电量为“抄见电量”(所有变压器高压侧抄表电量),供电量如图3所示。
某一个月该35 kV线路损耗为
图3 供电量示意图
无论水电站发电时间和发电量如何变化,月度线损均是一个确定值,并且当丰水期该35 kV线路挂网电站全部满发,就地平衡后到入网时,即“关口出”为0,“∑上网电量”仍然大于“关口入+∑用网电量+抄见电量”,该等式同样成立。再由于全线线损由可变线损和固定线损组成,其中固定线损由输电线路参数决定,可以按照枯水期理论计算得到。不管挂网电站发电量,负荷曲线如何,均由供电企业承担也是合理的。这样,可以算出全线线损准确值,剔除其中供电企业承担的固定线损后剩下可变线损由n座电站分摊,应该普遍可以接受。
为了相对合理分摊该部分可变线损,统一设定功率输送点为变电站,则分别根据各电站上网电量和发电利用小时归算平均功率后,计算各电站功率矩P×L。按照n座电站功率矩分摊可变线损,即为各电站应该分摊的合理线损。
以上计算过程已经包含电站负荷曲线(平均功率=上网电量/发电时间)、线路参数(所有电站统一参照相间线路规格)、功率因数。
3 案例分析
为了验证理论分析的正确性,根据溪汪325线路近3个月的采集数据进行验证。溪汪325线为溪和变至流口变35 kV线路,中间T接昌辉汽车电器厂(T接点距离溪和变电站约1 km左右);T接泰溪水电站(T节点位于线路的中间位置)。
潮流流向:无水电发电情况下,溪和变往昌辉、流口变、泰溪电站供电;水电发电充足情况下,流口变(发电)、泰溪电站(发电)往昌辉、溪和变供电;水电发电不充足情况下,潮流视当时情况而定。
根据电能量采集数据,摘取7、8、9月份的数据进行分析,如表1。
以8月份仅有溪和变供电,无水电上网情况进行统计,如表2。
通过表2可以看出,仅有单电源供电的情况下,总线路损耗为58 kWh,根据单电源线损分摊可列出如表3所示分摊分布。
表1 高压表计采集数据
表2 溪和变供出高压表计采集数据
方案2中分2种情况分摊,括号外为流口全承担公共线损,括号内为昌辉全承担公共线损。表3再次证明公共线损应当按照用电负荷多少进行分摊比较合理。
该条线路多电源供电方式有多种,仍以8月份为例,溪和变供电及泰溪水电上网,流口水电无上网情况统计情况统计如表4。
根据多电源接入线损分摊原则,可以得出各站对总线损分摊如表5。
表3 线损分摊表
表4 溪和变供电及泰溪水电上网高压表计采集数据
表5 多电源线损分摊表
以上根据实际电网运行情况,以单电源、多电源运行方式进行了分析。电网线损率与电源接入量有明显关系,对于跨站联络线路,也应由各站进行相应的线损分摊。
4 结束语
通过电网建模,分单电源、多电源接入模式对线路损耗进行了分析,明确了跨区域电网之间的联络线路需要根据负荷比重进行线损分摊。本文通过理论与实例的分析,可以为部分电力公司线损过高提供解决依据,同时为相关单位降低线损提供具体途径。
[1] 仲娜.10 kV配电线路线损原因及防范策略分析[J].电力科技,2015(28):187.
[2] 卫胜武.农村电力线路降损技术措施及管理措施[J].中国高新技术企业,2015(27):142-143.
[3] 唐晓.配电线路中线损的分析与降损措施[C]∥2008年云南电力技术论坛论文集,2008:131-132.
[4] 何仰赞.电力系统分析[M].第三版.武汉:华中科技大学出版社,2002.
Research on loss allocation among many power users
WANG Wen⁃lin1,SONG Hai⁃hua1,LI Yue1,YU Chuan2,CHENG Jin⁃song1,SONG Hao⁃jie1
(1.Huangshan Electric Power Supply Company,Huangshan 245000,China;2.Anhui Electric Power Company,Hefei 230022,China)
In order to save transmission costs,optimize the allocation of power resources,a number of substations usually occupy a common transmission corridor.In areas with rich natural resources,small power generators are often incorporated into the power grid.With the deep development of"three integration and five big systems",the company's power loss is in a strict examination and control.In order to have a clearer understanding of line loss component,leading to a comprehensive and rational allocation of loss,the article establishes the cross regional power grid model with a small power station.Starting from the circuit topology,it analyzes the composition of the line loss,gives the loss allocation principles,provides reference for line loss assessment.
substation;line contact;small hydro power grid connection;loss allocation;line loss assessment;
王文林(1973),男,安徽黄山人,高级工程师,中国电机工程学会高级会员,国家电网公司技能专家,主要从事电网调度运行技术及调度安全管理等工作。
TM714.3
C
10.3969/j.issn.1009-1831.2016.04.011
2016-03-05;修回日期:2016-04-26