降低线损的调节方法及系统与流程

本发明涉及电力传输技术领域，尤其是涉及一种降低线损的调节方法及系统。

背景技术：

随着电网的不断壮大，电量损失也会越来越大，线损分析与管理的工作量也越来越大，重要性也越来越明显。电网在运行过程中，进行电量、线损指标计算和分析，可辅助、决策、支持电力企业生产管理，及时掌握设备运行情况，帮助管理者了解电网线损、变损、负荷、电能质量等重要运行参数，为电网今后规划、技改提供依据，实现电网的降损节能。

线损率是综合反映电力网规划设计、生产运行和经营管理水平的主要经济技术指标。降低线损率，可以减少电能传输能耗，提高电力供应能力，增加供电企业经济效益。

现有的线损管理系统，通过对电力网络建模，根据模型进行各类计算，从而得到线损数据，并对电力网络进行调整以降低线损。但是，这种降低线损的方式比较被动，因此降低线损的效果不良。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种降低线损的调节方法及系统，以解决现有的降低线损的效果不良的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种降低线损的调节方法，包括：

获取当前的时间区段；

根据当前的时间区段获取电压参考值和电流参考值；

根据所述电压参考值和所述电流参考值，计算电压矢量与电流矢量之间的相位角参考值；

根据所述相位角参考值计算功率因数参考值；

根据所述功率因数参考值生成无功补偿量；

获取电力传输线路的线损数据；

根据所述线损数据调整所述无功补偿量。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，该方法还包括：

根据所述无功补偿量调节补偿电容器的大小。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述补偿电容器并联在电力传输线路的每条相线与中线之间。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，连续的24小时至少分为4个所述时间区段。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，获取电力传输线路的线损数据，具体为：

采集电力传输线路的用户侧的每一相的电能；

采集电力传输线路的变压器侧的每一相的电能；

根据所述用户侧的每一相的电能和所述变压器侧的每一相的电能，计算电力传输线路的每一相的线损数据。

第二方面，本发明实施例还提供一种降低线损的调节系统，包括：

时间区段模块，用于获取当前的时间区段；

计算模块，用于根据当前的时间区段获取电压参考值和电流参考值；根据所述电压参考值和所述电流参考值，计算电压矢量与电流矢量之间的相位角参考值；根据所述相位角参考值计算功率因数参考值；

补偿模块，用于根据所述功率因数参考值生成无功补偿量；

线损模块，用于获取电力传输线路的线损数据；

调整模块，用于根据所述线损数据调整所述无功补偿量。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，该系统还包括电容器调节模块，用于根据所述无功补偿量调节补偿电容器的大小。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述补偿电容器并联在电力传输线路的每条相线与中线之间。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，连续的24小时至少分为4个所述时间区段。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述线损模块具体用于：

采集电力传输线路的用户侧的每一相的电能；

采集电力传输线路的变压器侧的每一相的电能；

根据所述用户侧的每一相的电能和所述变压器侧的每一相的电能，计算电力传输线路的每一相的线损数据。

本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供的降低线损的调节方法中，首先获取当前的时间区段，根据当前的时间区段获取电压参考值和电流参考值，并依次推算出电压矢量与电流矢量之间的相位角参考值以及功率因数参考值，再根据功率因数参考值生成初步的无功补偿量。然后获取电力传输线路的线损数据，并根据线损数据对初步的无功补偿量进行调整，获得最终的无功补偿量。

由于人们的作息时间会导致电力传输线路的电压和电流在不同时间区段发生具有规律性的变化，因此本发明实施例提供的技术方案中，首先根据当前的时间区段的功率特性计算出初步的无功补偿量，用以抵消电力传输线路的无功功率，降低线损。然后再根据实际的线损数据，对无功补偿量进行调整，获得更加精确的无功补偿量，从而最大程度的降低线损。

本发明实施例提供的技术方案中，在获取线损数据之前，先根据当前的时间区段获取电压参考值和电流参考值，并依次推算出电压矢量与电流矢量之间的相位角参考值以及功率因数参考值，再根据功率因数参考值生成初步的无功补偿量，因此能够更为主动的对无功功率进行补偿，从而也能够更为有效的降低线损，解决了现有的降低线损的效果不良的技术问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的降低线损的调节方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的降低线损的调节方法中步骤S6的详细流程图；

图3为本发明实施例提供中补偿电容器的连接示意图；

图4为本发明实施例提供中补偿电容器的内部结构示意图；

图5为本发明实施例提供的降低线损的调节系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前的线损管理系统中，降低线损的方式比较被动，因此降低线损的效果不良，基于此，本发明实施例提供的一种降低线损的调节方法及系统，以解决现有的降低线损的效果不良的技术问题。

实施例一：

本发明实施例提供了一种降低线损的调节方法，可应用于10kV的高压电力传输线路。如图1所示，该方法包括以下步骤：

S1：获取当前的时间区段。

由于人们的作息时间会导致电力传输线路的电压和电流在不同时间区段发生具有规律性的变化，那么不同时间区段的功率因数及线损也具有规律性变化，因此可以预先统计一天内的不同时间区段电压和电流的变化情况，作为电路传输线路的线损调节的参考。

具体的统计方式，可以将电力传输线路所对应的区域(比如一个城区、一个乡镇)作为统计目标，在若干天内分别记录、统计不同时间区段的电压和电流变化情况。

作为一个优选方案，连续的24小时至少应当分为4个时间区段，使时间区段的划分具有足够的精度。时间区段的划分不是必须以0点作为分界点，而且每个时间区段的长度也可以不等。比如，可将夜间23点至次日7点作为一个时间区段，7点至12点作为一个时间区段，12点至19点作为一个时间区段，19点至23点作为一个时间区段。

S2：根据当前的时间区段获取电压参考值和电流参考值。

基于预先统计的不同时间区段的电压和电流变化情况，根据当前的时间区段即可获取电压参考值和电流参考值。

此外，当本地统计的电压和电流变化情况较少时，也可以借鉴其他区域(比如临近的城区或乡镇)统计的电压和电流变化情况，并根据当前的时间区段生成初步的无功补偿量。

S3：根据电压参考值和电流参考值，计算电压矢量和电流矢量的相位角参考值。

具体的，根据各相的电压参考值和电流参考值的大小，可以分别计算出各相电压矢量和电流矢量的角度，再进一步计算出各相电压矢量和电流矢量的相位角参考值。

S4：根据相位角参考值计算功率因数参考值。

功率因数k具体的计算公式为k＝cos(Φ₁-Φ₂)，其中Φ₁表示电压的相位角，Φ₂表示电流的相位角，且0°≤Φ₁≤90°，0°≤Φ₂≤90°。根据以上计算公式，即可计算出功率因数参考值。

S5：根据功率因数参考值生成无功补偿量。

根据功率因数参考值可获知有功功率和无功功率，根据无功功率的大小即可生成初步的无功补偿量。此时，就可以利用该初步的无功补偿量抵消电力传输线路的无功功率，从而降低线损。

S6：获取电力传输线路的线损数据。

如图2所示，本实施例中的步骤S6具体包括以下步骤：

S61：采集电力传输线路的用户侧的每一相的电能。

每个用户家庭中都均安装有单相智能表或三相智能表，用于对每个家庭的用电情况进行计量。

对于单相智能表，由于其仅能设置在三相电源中的一相上，所以在电能计量过程中，只要知道单相智能表所在的相位，其正向有功总电能即为该相上的电能计量值。

对于三相智能电表，由于其自身可以直接对三相电源中的每一相进行计量，并可以分别记录各相上的电能计量值，同时还可以使用不同的数据项表征不同相上的电能计量值，所以三相智能电表可直接得到其所在三相上的正向有功总电能以及不同分相上的正向有功总电能。

由于单相智能表自身无法知道其所在的分相，所以在本发明实施例中采用低压载波的方式，也称为电力线通信(Power Line Communication，简称PLC)的方式采集单相智能表和三相智能表的电量计量值，利用低压载波的方式，不仅可以辨别出单相智能电表所分布的相位，而且也可以分别传输三相智能电表不同相上的电能数据。

S62：采集电力传输线路的变压器侧的每一相的电能。

具体可以在变压器侧安装三相考核表，利用三相考核表来直接计量变压器侧三相中每一相的总电能。

S63：根据用户侧的每一相的电能和变压器侧的每一相的电能，计算电力传输线路的每一相的线损数据。

对于电力输送线路中的每一相，通过计算变压器侧的电能与用户侧的电能之差，即可获得该相的线损数据。

S7：根据线损数据调整无功补偿量。

根据上述步骤S6计算出的线损数据，对步骤S5中初步的无功补偿量进行调整，即可获得更加精确的无功补偿量，从而最大程度的降低线损。

进一步的是，本发明实施例提供的降低线损的调节方法还包括：

S8：根据无功补偿量调节补偿电容器的大小。

如图3所示，本实施例中，连接在用户侧31与变压器侧32之间的电力传输线路上设置有补偿电容器33。具体的，三个补偿电容器33分别并联在电力传输线路的每条相线A、B、C与中线N之间。

如图4所示，每个补偿电容器中包括若干个并联的支路，支路的数量可根据实际需要设置为几个至几十个。每个支路上串联有一个电容Cr和一个开关管K，每个支路的两端分别连接相线A(B、C)和中线N。

当一个支路中的开关管K导通时，即可将该支路上的电容Cr接入电力传输线路；当一个支路中的开关管K断开时，该支路上的电容Cr就不接入电力传输线路。补偿电容器中接入电力传输线路的电容Cr越多，其提供的无功补偿量也越大，因此可以通过控制开关管K的导通数量，来调节补偿电容器所提供的无功补偿量的大小，以实现无功补偿量的精确控制，从而实现精确的的降低线损。

本发明实施例提供的降低线损的调节方法中，在获取线损数据之前，先根据当前的时间区段获取电压参考值和电流参考值，并依次推算出电压矢量与电流矢量之间的相位角参考值以及功率因数参考值，再根据功率因数参考值生成初步的无功补偿量，因此能够更为主动的对无功功率进行补偿，从而也能够更为有效的降低线损，解决了现有的降低线损的效果不良的技术问题。之后，再根据实际的线损数据，对初步的无功补偿量进行调整，获得更加精确的无功补偿量，从而最大程度的降低线损。

实施例二：

本发明实施例还提供一种降低线损的调节系统，可应用于10kV的高压电力传输线路。如图5所示，该系统包括时间区段模块51、计算模块52、补偿模块53、线损模块54和调整模块55。

其中，时间区段模块51用于获取当前的时间区段。由于人们的作息时间会导致电力传输线路的电压和电流在不同时间区段发生具有规律性的变化，那么不同时间区段的功率因数及线损也具有规律性变化，因此可以预先统计一天内的不同时间区段电压和电流的变化情况，作为电路传输线路的线损调节的参考。

具体的统计方式，可以将电力传输线路所对应的区域(比如一个城区、一个乡镇)作为统计目标，在若干天内分别记录、统计不同时间区段的电压和电流变化情况。

作为一个优选方案，连续的24小时至少应当分为4个时间区段，使时间区段的划分具有足够的精度。时间区段的划分不是必须以0点作为分界点，而且每个时间区段的长度也可以不等。比如，可将夜间23点至次日7点作为一个时间区段，7点至12点作为一个时间区段，12点至19点作为一个时间区段，19点至23点作为一个时间区段。

计算模块52用于根据当前的时间区段获取电压参考值和电流参考值，并根据电压参考值和电流参考值，计算电压矢量与电流矢量之间的相位角参考值，再根据相位角参考值计算功率因数参考值。

基于预先统计的不同时间区段的电压和电流变化情况，根据当前的时间区段即可获取电压参考值和电流参考值。此外，当本地统计的电压和电流变化情况较少时，也可以借鉴其他区域(比如临近的城区或乡镇)统计的电压和电流变化情况，并根据当前的时间区段生成初步的无功补偿量。

然后，根据各相的电压参考值和电流参考值的大小，可以分别计算出各相电压矢量和电流矢量的角度，再进一步计算出各相电压矢量和电流矢量的相位角参考值。

再利用功率因数k的计算公式k＝cos(Φ₁-Φ₂)，即可计算出功率因数参考值。其中Φ₁表示电压的相位角，Φ₂表示电流的相位角，且0°≤Φ₁≤90°，0°≤Φ₂≤90°。

补偿模块53用于根据功率因数参考值生成无功补偿量。根据功率因数参考值可获知有功功率和无功功率，根据无功功率的大小即可生成初步的无功补偿量。此时，就可以利用该初步的无功补偿量抵消电力传输线路的无功功率，从而降低线损。

线损模块54用于获取电力传输线路的线损数据。线损数据的具体获取过程为，先采集电力传输线路的用户侧的每一相的电能，然后采集电力传输线路的变压器侧的每一相的电能，最后根据用户侧的每一相的电能和变压器侧的每一相的电能，计算电力传输线路的每一相的线损数据。

调整模块55用于根据线损数据调整无功补偿量。根据线损模块54计算出的线损数据，对补偿模块53初步的无功补偿量进行调整，即可获得更加精确的无功补偿量，从而最大程度的降低线损。

进一步的是，本发明实施例提供的降低线损的调节系统还包括电容器调节模块56，用于根据无功补偿量调节补偿电容器的大小。

如图3所示，本实施例中，连接在用户侧31与变压器侧32之间的电力传输线路上设置有补偿电容器33。具体的，三个补偿电容器33分别并联在电力传输线路的每条相线A、B、C与中线N之间。

如图4所示，每个补偿电容器中包括若干个并联的支路，支路的数量可根据实际需要设置为几个至几十个。每个支路上串联有一个电容C₀和一个开关管K，每个支路的两端分别连接相线A(B、C)和中线N。

补偿电容器中接入电力传输线路的电容C₀越多，其提供的无功补偿量也越大，因此调节模块55通过控制开关管K的导通数量，来调节补偿电容器所提供的无功补偿量的大小，以实现无功补偿量的精确控制，从而实现精确的的降低线损。

本发明实施例提供的降低线损的调节系统中，在获取线损数据之前，现根据当前的时间区段获取电压参考值和电流参考值，并依次推算出电压矢量与电流矢量之间的相位角参考值以及功率因数参考值，再根据功率因数参考值生成初步的无功补偿量，因此能够更为主动的对无功功率进行补偿，从而也能够更为有效的降低线损，解决了现有的降低线损的效果不良的技术问题。之后，再根据实际的线损数据，对初步的无功补偿量进行调整，获得更加精确的无功补偿量，从而最大程度的降低线损。

本发明实施例所提供的降低线损的调节方法以及系统的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。