专利名称：电力配电线路线损率计算系统及方法
技术领域：
本发明涉及配电网理论线损计算。
背景技术：
配电网线损率是电力系统运行经济性的一项重要指标，电能损失量的分析和计算 是电力系统规划、设计和运行管路中经常进行的工作。通过理论计算可发现电能损失在电 网中的分布规律，通过计算分析能够暴露出管理和技术上的问题，对降损工作提供理论和 技术依据，能够使降损工作抓住重点，提高节能降损的效益，使线损管理更加科学。线损率的计算是项繁琐复杂的工作，特别是配电线路和低压线路由于分支线多、 负荷量大、数据多、情况较为复杂。线损率的计算方法很多，采用手工计算，工作量大，时间 长，而且计算结果误差较大，不能满足电网管理中高效性和精确性的要求。采用目前出现的 多种线损率计算软件，自动化程度高的很少，且大部分软件的原始数据，诸如线路、变压器 参数、电源侧的电压、电量、负荷侧负荷的售电量等等都需要人工处理，人工处理误差较大， 纠错困难并且繁琐。此外，计算线损率的方法也有采用传统的网损测量仪在线实测线损率，但存在以 下几点的不足1、人工计算等值电阻需先画线路图，工作量较大；2、电网结构变化(如线 路、配变增减等)后需重画，若电网变化而线路人员未及时更新，则计算误差更大；3、“等值 电阻”并非真正等值，等值电阻以额定情况(如配变、表计额定容量)计算，用户负荷变化、 电容器投切等因素都将影响网损测量仪的准确测量；4、无法应用于多电源的反方向潮流网 络测量。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种能够较为快速准确的计算出配电网的线损率的电 力配电线路线损率计算系统及方法。为达到上述目的，本发明电力配电线路线损率计算系统包括配电网，现场管理系 统，设置在所述配电网中的变电所，设置在所述变电所的配电线路上的专用配电变压器，提 供低压用电的公用配电变压器，以及公用配电变压器低压侧的电能表；还包括供电量采集器，即所述变电所的电力配电线路电能表，设置在所述变电所的公用 线路上，采集配电线路的供电量；售电量采集装置，包括两个以上的公用配电变压器的低压售电量采集器，两个以 上的高压售电量采集器，两个以上的专用配电变压器的现场管理终端，以及两个以上的终 端采集器；其中，现场管理终端设在所述专用配电变压器的高压侧或低压侧，并以电力载波通讯方 式与高压售电量采集器相连；终端采集器设置在所述公用配电变压器的低压用户端，并以电力载波通讯方式与 低压售电量采集器相连；
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所述低压售电量采集器设置在所述公用配电变压器的低压侧，并以电力载波通讯 方式与高压售电量采集器相连，低压售电量采集器接收公用配电变压器低压侧的电能表和 所述终端采集器的输出数据，并计算出配电网的低压线损率；所述的高压售电量采集器设置在所述变电所的配电线路上，并经光缆与现场管理 系统相连，高压售电量采集器接收低压售电量采集器和现场管理终端的输出数据，并计算 出配电网的高压线损率。进一步地，低压售电量采集器，高压售电量采集器，现场管理终端，终端采集器均 设有用于检测计量装置是否正常的检测器。本发明电力配电线路线损率计算方法，包括以下步骤(1)供电量采集器采集某一时段内电力配电线路的供电量；(2)各高压售电量采集器采集某一时段内来自配电线路中的各低压售电量采集器 和现场管理终端的输出数据，并在线计算出高压线路的损失电量；(3)各低压售电量采集器采集某一时段内公用配电变压器低压侧的电能表和所述 终端采集器的输出数据，并在线计算出低压线路的损失电量；(4)基于低压线路的损失电量与高压线路的损失电量，得出电力配电线路的线损率。进一步地，所述步骤(2)和(3)还包括所述售电量采集装置依据有压无流电流平 衡法，或有流无压检测电压法，或无流无压综合法，或计量装置错误接线判别法来判断各计 量装置的工作状态；若各计量装置均处于正常工作状态时，同步骤(2)和(3)；若存在至少一个计量装置处于非正常工作状态时，所述售电量采集装置查找出非 正常工作状态的计量装置及出现的时间，并基于虚拟电网计算模型计算出非正常工作状态 的计量装置所在支路的损失电量，再将其与已计算出的低压线路的损失电量或高压线路的 损失电量求和，即得出低压线路或高压线路的损失电量。特别地，虚拟电网计算模型，忽略平衡节点到负荷节点之间的各中间节点，视平衡 节点与负荷节点直接连接，计算出线路的损失电量。进一步地，或所述步骤(2)和(3)还包括所述售电量采集装置依据有压无流电流 平衡法，或有流无压检测电压法，或无流无压综合法，或计量装置错误接线判别法来判断各 计量装置的工作状态；若各计量装置均处于正常工作状态，且有负荷时，同步骤(2)和(3)，且所述高压 售电量采集器和低压售电量采集器分别依据高压线路的损失电量和低压线路的损失电量 计算出高压虚拟网等值电阻值和低压虚拟网等值电阻值，并分别存储于高压售电量采集器 和低压售电量采集器中；若存在至少一个计量装置处于非正常工作状态时，步骤(2)和(3)为所述售电量 采集装置查找出非正常工作状态的计量装置及出现的时间，并调用存储于高压售电量采集 器和/或低压售电量采集器中的高压虚拟等值电阻值和/或低压虚拟等值电阻值，并依此 计算出高压线路的损失电量和/或低压线路的损失电量。特别地，所述虚拟网等值电阻值为各计量装置工作状态正常，且有负荷时，总损失 电量除以总电流的平方所得到的值。
进一步地，所述售电量采集装置查找出计量装置出现不正常的时间的方法，包括 以下步骤(1)假设售电量采集装置中的高压售电量采集器和低压售电量采集器上一次计算 到下一次计算的时间间隔为ΔΤ;(2)若高压售电量采集器和低压售电量采集器此次计算的时间为T ；(3)判断T时电流是否平衡；(4)若不平衡，置 AT= ΔΤ/2，Τ = Τ-ΔΤ，重复步骤(3) (6)；(5)若平衡，置 Δ T = Δ T/2，T = T+ Δ Τ，重复步骤(3) (6)；(6)当ΔΤ小于1秒时，此时得出的T值即为计量装置出现不正常的时间。本发明提出了一种电力配电线路线损率计算系统，无需事先采集配电网中各设备 的参数就能自动的计算出线损率。不仅如此，本发明还基于电力配电线路线损率计算系统提出了线损率计算方法， 能够较为快速准确的计算出配电网的线损率。除此之外，本发明还针对配电网中各计量装 置可能出现的问题，分别采用了虚拟网计算模型和虚拟网等值电阻这两种方法加以解决， 使得本发明的电力配电线路线损率的计算更精确。
图1为本发明IOKV(或20KV)公用配电线路线损率计算系统的结构示意图；图2所示本发明所述售电量采集装置中低压线路中的楼道居民电能表箱改造后 的结构示意图；图3为本发明IOKV(或20KV)公用配电线路实际计算模型的示意图；图4为本发明IOKV(或20KV)公用配电线路虚拟电网计算模型的示意图；图5为一种典型的电能表电压回路V/V型接线图。
具体实施例方式下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式
做详细描述。图1所示本发明IOKV(或20KV)公用配电线路线损率计算系统的结构示意图。 供电量采集器(即所述变电所的电力配电线路电能表)，电能表接于所述变电所IOKV(或 20KV)公用线上，采集该线路的供电量；售电量采集装置，包括1，2，. . . η个高压售电量采集 器，1，2，... η个低压售电量采集器，1,2,...η个现场管理终端，以及1，2，... η个终端采集 器；其中，所述的高压售电量采集器设置在所述变电所的IOKV(或20KV)公用线上，所述1， 2，... η个现场管理终端可设在专用配电变压器的高压侧或低压侧，并以电力载波通讯方式 与高压售电量采集器相连；所述1，2，. . . η个低压售电量采集器设置在所述公用配电变压器的低压端，所述 公用配电变压器的各负荷端设有1，2，...η个终端采集器，并以电力载波通讯方式与所述 低压售电量采集器相连；高压售电量采集器接收来自低压售电量采集器和现场管理终端的输出数据，并计 算出配电网的高压线损率；低压售电量采集器接收来自公用变压器低压侧的电能表和各低
6压用户的终端采集器的输出数据，并计算出低压网的低压线损率。除此之外，在实际的配电网中，还存在临时基建用电，或路灯用电，或是还存在其 他的小型火电厂或水电厂的供电等，因此，本实施例中，在临时用变压器的用户端也设置了 终端采集器，在小型电厂设置了终端采集器。图2所示所述售电量采集装置中低压线路中的楼道居民电能表箱改造后的结构 示意图。该电表箱由电源总开关及载波器箱9，多路开关与终端采集器箱6和电能表箱8。 电能表箱8内设有与所述多路开关5数量相同的电能表7，该电能表7具有远方跳/合闸功 能。多路终端采集器集成有电力载波通信功能。多路开关与终端采集器箱6内设有多路终 端采集器、合闸按钮112、读信息按钮111、信息指示灯110及小喇叭113。所述电能表7与 所述终端采集器采用485接口相连。若某些信息指示灯110闪亮表示该用户有新的信息，信 息指示灯110亮表示有可重读的信息，信息指示灯110灭表示无信息。按读信息按钮111， 可读取语音信息一次。电能表7采用单相远程费控智能电能表，带有可控的电源开关，载波 通信模块10采用外置。对于三相低压负荷电能表一般采用三相费控智能电能表，无可控的电源开关，载 波通信模块采用外置。图3和图4为本发明IOKV(或20KV)公用配电线路实际计算模型的示意图及虚拟 电网计算模型的示意图。通常电网的设备都是并接使用，分支线多，中间节点多，有些IOKV 电网可达上百个，这样使原有线损理论计算和传统的网损测量仪等值电阻计算变得复杂。现对图中较为简单的实施例进行分析，它有一个平衡节点，有八个负荷节点，七个 中间节点。采用本发明虚拟电网计算模型，即忽略平衡节点与负荷节点之间的中间节点，视 平衡节点到负荷节点是通过一条直线联接。本实施例有一个平衡节点，八个负荷节点。图 4省去了七个中间节点，使电网接线变得简单。下面结合本实施例的电网接线方式对比实际电网计算结果与虚拟电网的网损计
晳社里 异5口米。1、实际电网网损计算已知节点1的电压为110V，角度为0° ；各线路的阻抗值和负荷节点功率如表1。表1各线路的阻抗值和负荷节点功率单位Ω、W、VAR
权利要求
一种电力配电线路线损率计算系统，包括配电网，现场管理系统，设置在所述配电网中的变电所，设置在所述变电所的配电线路上的专用配电变压器，提供低压用电的公用配电变压器，以及公用配电变压器低压侧的电能表；其特征在于，还包括供电量采集器，设置在所述变电所的公用线路上，采集配电线路的供电量；售电量采集装置，包括两个以上的公用配电变压器的低压售电量采集器，两个以上的高压售电量采集器，两个以上的专用配电变压器的现场管理终端，以及两个以上的终端采集器；其中，现场管理终端设在所述专用配电变压器的高压侧或低压侧，并以电力载波通讯方式与高压售电量采集器相连；终端采集器设置在所述公用配电变压器的低压用户端，并以电力载波通讯方式与低压售电量采集器相连；所述低压售电量采集器设置在所述公用配电变压器的低压侧，并以电力载波通讯方式与高压售电量采集器相连，低压售电量采集器接收公用配电变压器低压侧的电能表和所述终端采集器的输出数据，并计算出配电网的低压线损率；所述的高压售电量采集器设置在所述变电所的配电线路上，并经光缆与现场管理系统相连，高压售电量采集器接收低压售电量采集器和现场管理终端的输出数据，并计算出配电网的高压线损率。
2.根据权利要求1所述电力配电线路线损率计算系统，其特征在于，低压售电量采集 器，高压售电量采集器，现场管理终端，终端采集器均设有用于检测计量装置是否正常的检 测器。
3.一种电力配电线路线损率计算方法，其特征在于，包括以下步骤(1)供电量采集器采集某一时段内电力配电线路的供电量；(2)各高压售电量采集器采集某一时段内来自配电线路中的各低压售电量采集器和现 场管理终端的输出数据，并在线计算出高压线路的损失电量；(3)各低压售电量采集器采集某一时段内公用配电变压器低压侧的电能表和所述终端 采集器的输出数据，并在线计算出低压线路的损失电量；(4)基于低压线路的损失电量与高压线路的损失电量，得出电力配电线路的线损率。
4.根据权利要求3所述电力配电线路线损率计算方法，其特征在于所述步骤(2)和 (3)还包括所述售电量采集装置依据有压无流电流平衡法，或有流无压检测电压法，或无 流无压综合法，或计量装置错误接线判别法来判断各计量装置的工作状态；若各计量装置均处于正常工作状态时，同步骤(2)和(3)；若存在至少一个计量装置处于非正常工作状态时，所述售电量采集装置查找出非正常 工作状态的计量装置及出现的时间，并基于虚拟电网计算模型计算出非正常工作状态的计 量装置所在支路的损失电量，再将其与已计算出的低压线路的损失电量或高压线路的损失 电量求和，即得出低压线路或高压线路的损失电量。
5.根据权利要求4所述电力配电线路线损率计算方法，其特征在于虚拟电网计算模 型，忽略平衡节点到负荷节点之间的各中间节点，视平衡节点与负荷节点直接连接，计算出 线路的损失电量。
6.根据权利要求3所述电力配电线路线损率计算方法，其特征在于或所述步骤(2)和(3)还包括所述售电量采集装置依据有压无流电流平衡法，或有流无压检测电压法，或 无流无压综合法，或计量装置错误接线判别法来判断各计量装置的工作状态；若各计量装置均处于正常工作状态，且有负荷时，同步骤(2)和(3)，且所述高压售电 量采集器和低压售电量采集器分别依据高压线路的损失电量和低压线路的损失电量计算 出高压虚拟网等值电阻值和低压虚拟网等值电阻值，并分别存储于高压售电量采集器和低 压售电量采集器中；若存在至少一个计量装置处于非正常工作状态时，步骤(2)和(3)为所述售电量采集 装置查找出非正常工作状态的计量装置及出现的时间，并调用存储于高压售电量采集器和 /或低压售电量采集器中的高压虚拟等值电阻值和/或低压虚拟等值电阻值，并依此计算 出高压线路的损失电量和/或低压线路的损失电量。
7.根据权利要求6所述电力配电线路线损率计算方法，其特征在于所述虚拟网等值 电阻值为各计量装置工作状态正常，且有负荷时，总损失电量除以总电流的平方所得到的 值。
8.根据权利要求4或6所述电力配电线路线损率计算方法，其特征在于所述售电量 采集装置查找出计量装置出现不正常的时间的方法，包括以下步骤(1)假设售电量采集装置中的高压售电量采集器或低压售电量采集器上一次计算到下 一次计算的时间间隔为ΔΤ;(2)若高压售电量采集器或低压售电量采集器此次计算的时间为T；(3)判断T时电流是否平衡；(4)若不平衡，置AT=ΔΤ/2，T = T-Δ T，重复步骤(3) (6)；(5)若平衡，置AT=ΔΤ/2，T = T+Δ Τ，重复步骤(3) (6)；(6)当ΔΤ小于1秒时，此时得出的T值即为计量装置出现不正常的时间。
全文摘要
本发明公开一种电力配电线路线损率计算系统及方法，主要是为了实现配电网线损率计算的方便性，快速性和准确性而设计。包括供电量采集器，设置在所述变电所的公用线路上，采集配电线路的供电量；售电量采集装置，包括现场管理终端，设在所述专用配电变压器的高压侧或低压侧；终端采集器，设置在所述公用配电变压器的低压用户端；低压售电量采集器，设置在所述公用配电变压器的低压侧；高压售电量采集器，设置在所述变电所的配电线路上，并经光缆与现场管理系统相连。本发明无需事先采集电力配电线路中各设备的参数，而是通过售电量采集装置，实时获取各负荷端的数据，并能在线计算出线损率。
文档编号H02J13/00GK101958544SQ20101025059
公开日2011年1月26日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者章世明, 章益华 申请人:金华电业局