申请/专利权人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院;国家电网公司;国网江苏省电力有限公司;江苏省电力试验研究院有限公司

申请日：2018-02-09

公开（公告）日：2021-06-08

公开（公告）号：CN108090636B

主分类号：G06Q10/04(20120101)

分类号：G06Q10/04(20120101);G06Q50/06(20120101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.06.08#授权;2018.06.22#实质审查的生效;2018.05.29#公开

摘要：本发明公开了一种基于分压线损模型的线损率趋势预测方法，包括分析电网电能传输各环节的损耗率，构建分压线损率模型；根据分压线损率模型，得到分压线损率的计算公式，求出分压线损率取得最小值时所对应的分压售电比例；结合实际电网数据，获取分压线损率模型的参数；根据分压线损率模型和所得的参数，预测未来分压线损率。本发明实现了未来分压线损率的趋势研判和预测，有助于电网企业对未来线损的把控，有针对性地进行节能降损改造，提高运行经济性。

主权项：1.一种基于分压线损模型的线损率趋势预测方法，其特征在于：包括以下步骤，分析电网电能传输各环节的损耗率，构建分压线损率模型；电网电能传输各环节包括输入环节、售电环节和转出环节；电网电能传输各环节的损耗率为， 其中，rx-1、rx-2和rx-3分别为电压等级x的输入环节、售电环节和转出环节的损耗率，Dx为电厂上网电量，Zx为转入电量，Cx为转出电量，kx为分压售电比例，S为总售电量； 其中，Rx-1为输入环节损耗的等值电阻，Rx-2为售电环节损耗的等值电阻，Rx-3为转出环节损耗的等值电阻，Ux为电压等级x的电压值，为输入环节的功率因数角，为售电环节的功率因数角，为转出环节的功率因数角，T为时间；得到分压线损率计算公式为， 其中，rx为电压等级x的分压线损率；根据分压线损率模型，得到分压线损率的计算公式，求出分压线损率取得最小值时所对应的分压售电比例；分压线损率取得最小值时所对应的分压售电比例为， 其中，kx_m为分压线损率取得最小值时所对应的分压售电比例；结合实际电网数据，获取分压线损率模型的参数；根据分压线损率模型和所得的参数，预测未来分压线损率。

全文数据：一种基于分压线损模型的线损率趋势预测方法技术领域[0001]本发明涉及一种基于分压线损模型的线损率趋势预测方法，属于电力系统技术领域。背景技术[0002]电网的线损率是指在电力传输分配的过程中所产生的电力损耗，是反映电网规划设计、技术装备和经济运行水平的综合性技术经济指标，是体现电网企业降损技术和经营管理水平的重要标志。[0003]随着我国经济结构调整和优化升级，产业结构逐步调整为以第三产业发展为核心的模式，服务业比重上升。经济结构调整将使得第三产业的比重上升，服务行业一般为低压负荷，而工业用户一般通过高电压接入。因此，经济结构的调整反映到电网中则是各电压等级售电比例的变化。[0004]分压售电比例的变化将影响到电网的分压线损率，分压线损率是指各个电压等级的线损率。分压线损率的变化将影响到全网的线损率。因此，研究售电比例变化对线损率的影响，掌握线损率在未来的变化趋势，有助于有针对性地制定降损措施，提升电网的经济性和电网企业的线损管理水平，实现节能减排。而现有技术只是进行定性分析，缺乏理论推导和定量分析，而且并没有考虑电力传输的各个环节，也没有量化地对分压线损率进行预测，因此，为掌握电网线损率的未来趋势，实现电网的节能降损经济运行，亟需一种分压线损率趋势预测方法。发明内容[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于分压线损模型的线损率趋势预测方法。[0006]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：[0007]—种基于分压线损模型的线损率趋势预测方法，包括以下步骤，[0008]分析电网电能传输各环节的损耗率，构建分压线损率模型；[0009]根据分压线损率模型，得到分压线损率的计算公式，求出分压线损率取得最小值时所对应的分压售电比例；[0010]结合实际电网数据，获取分压线损率模型的参数；[0011]根据分压线损率模型和所得的参数，预测未来分压线损率。[0012]电网电能传输各环节的损耗率为，[0014]其中，rx-i、rx-2和rx-3分别为电压等级X的输入环节、售电环节和转出环节的损耗率，Dx为电厂上网电量，Zx为转入电量，Cx为转出电量，kx为分压售电比例，S为总售电量；[0016]其中，!^-:为输入环节损耗的等值电阻，Rx-2为售电环节损耗的等值电阻，Rx-3为转出环节损耗的等值电阻，Ux为电压值，i为输入环节的功率因数角，为售电环节的功率因数角，为转出环节的功率因数角，T为时间。[0017]得到分压线损率计算公式为，[0019]其中，rx为电压等级X的分压线损率。[0020]分压线损率取得最小值时所对应的分压售电比例为，[0022]其中，kxm为分压线损率取得最小值时所对应的分压售电比例。[0023]获取分压线损率模型参数的过程为，[0024]假设目前已有η个月的分压线损报表，每个月的分压报表都会给出各个电压等级的分压线损率、电厂上网电量、转入电量、转出电量以及售电量；[0025]计算第m个月的分压线损率，[0026]构造目标函数」为第m个月分压线损报表中的分压线损率；[0027]对于每一个电压等级，得到如下最小值模型，[0029]求解最小值模型，即可得到分压线损率模型参数。[0030]预测未来分压线损率的过程为，将所得的参数代入分压线损率模型，得到分压线损率随分压售电比例变化的函数表达式，根据函数表达式画出分压线损率随分压售电比例的变化趋势图。[0031]本发明所达到的有益效果:本发明分析了电能传输各环节的损耗率，构建分压线损率模型，根据该模型，分析分压线损率与分压售电比例之间的关系，并得到分压线损率取得最小值时的分压售电比例计算方法，结合实际电网运行数据，提出了利用该模型研判未来分压线损率的趋势;实现了未来分压线损率的趋势研判和预测，有助于电网企业对未来线损的把控，有针对性地进行节能降损改造，提高运行经济性。附图说明[0032]图1为本发明的流程图；[0033]图2为电网的有功损耗不意图；[0034]图3为分压线损模型示意图；[0035]图4为220kV分压线损率随分压售电比例的变化曲线；[0036]图5为11OkV分压线损率随分压售电比例的变化曲线；[0037]图6为35kV分压线损率随分压售电比例的变化曲线；[0038]图7为IOkV分压线损率随分压售电比例的变化曲线。具体实施方式[0039]下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。[0040]如图1所示，一种基于分压线损模型的线损率趋势预测方法，包括以下步骤：[0041]步骤1，分析电网电能传输各环节的损耗率，构建分压线损率模型。[0042]假设一段等值电阻R，在时间T里通过此电阻首端的有功电量为W1,则流过此等值电阻的首端平均有功功率为P1=W1A,首端平均无功功率为Q1，平均功率因数为，首端电压为山，如图2所示。[0043]则经过此电阻时的有功功率损耗ΔP可以表示成如式⑴所示，[0045]所以耗损电量ΔW为，[0047]则耗损率r可以表示为，[[0049]如果采用图1中末端的物理量，则损耗率r为，[0051]其中，W2为电阻末端的有功电量。[0052]对某个电压等级X的分压线损而言，本层的输入电量经过线路输送后，一部分转出到下级电压等级，另一部分则通过供电线路输送到用户。因此，可以构建如图3所示的分压线损模型。[0053]图3中，rx-i、rx-2和rx-3分别为电压等级X的输入环节、售电环节和转出环节的损耗率，Dx为电厂上网电量，Zx为转入电量，Cx为转出电量，kx为分压售电比例，S为总售电量。[0054]根据⑶式可得，[0056]其中，!^-:为输入环节损耗的等值电阻，Ux为电压值，可以假定电压值为额定电压值为输入环节的功率因数角，T为时间。[0057]令，I[0059]则式⑸变为，[0061]式⑺中，若假设和心-:不变的话，则对于电压等级X而言，C^1是一个常数，Kx则为一个已知的常量。[0062]同理，对于售电环节损耗率rx-2,根据式⑷可得，[0064]其中，Rx-2为售电环节损耗的等值电阻：为售电环节的功率因数角。[0065]令，[0067]则式⑻变为，[0069]同理，对于转出环节损耗率rx-3,可得，[0071]其中，Rx-3为转出环节损耗的等值电阻，i为转出环节的功率因数角。[0072]令，[0074]则式10变为，[0076]因此，可以得到某电压等级的输入环节、售电环节和转出环节的损耗率为，[0078]式（12和图3即构成了分压线损率模型。[0079]步骤2,根据分压线损率模型，得到分压线损率的计算公式，求出分压线损率取得最小值时所对应的分压售电比例。[0080]图3中，根据电能平衡，流入节点A的电量要等于流出节点A的电量，因此可得，[0082]解出Cx如下式，I[0084]根据《国家电网线损管理办法》的规定，分压线损率的计算公式为，[0086]其中，rx为电压等级X的分压线损率；[0087]将式14代入式15可得，[0089]将式（12代入16可得，[0091]即为分压线损率的计算公式。[0092]求分压线损率取得最小值时所对应的分压售电比例，即求rx对于kx的偏导，并令其等于0,即，[0094]求解式17可以得到，[0096]其中，kx_m为分压线损率取得最小值时所对应的分压售电比例；[0097]当αχ_2等于〇时，则，[0098]步骤3，结合实际电网数据，获取分压线损率模型的参数。[0099]获取分压线损率模型参数的过程为：[0100]假设目前已有η个月的分压线损报表，每个月的分压报表都会给出各个电压等级的分压线损率、电厂上网电量、转入电量、转出电量以及售电量；[0101]计算第m个月的分压线损率[0102]构造目标函数为第m个月分压线损报表中的分压线损率；[0103]对于每一个电压等级，得到如下最小值模型，[0105]求解最小值模型，可得到分压线损率模型参数，S卩ax-uctx-2和αχ-3。[0106]步骤4,根据分压线损率模型和所得的参数，预测未来分压线损率。[0107]即将所得的参数代入分压线损率模型，得到分压线损率随分压售电比例变化的函数表达式，根据函数表达式画出分压线损率随分压售电比例的变化趋势图。[0108]为了进一步说明上述方法，以某地区的分压线损为例，利用某年12个月的分压线损表，其中，某个月的分压线损表如下表1所示。由于是12个月，所以类似的分压线损表应该有12个。[0109]表1某地区某月分压线损表[0111]可见，分压线损表中包含了各个电压等级的线损率、电厂上网电量、转入电量、转出电量以及售电量kxs，将这些数据代入到分压线损率的计算公式，Ux取额定电压，T以小时为单位，例如对1月份而言，T=24X31=744。[0112]获取各电压等级的参数，具体如表2所示。[0113]表2分压线损率模型的参数值[0115]得到参数之后，即可使用参数来计算各分压线损率，此时应该取报表值和计算值来比较验证，看参数值是否合理。根据该月的分压线损表和所得的模型参数表，计算出该月各个环节的损耗率以及分压线损率，进行比验证，如下表3所示。[0116]表3该月各环节损耗率及分压线损计算值[0118]从表3可以看到，根据模型参数计算出来的分压线损率与实际的分压线损率很接近，可以认为该模型很好地反映了分压线损情况。[0119]根据表2中的参数计算值，在总售电量不变的情况下，可以画出220kV、110kV、35kV以及IOkV的线损率随售电比例的变化曲线图，如图4〜7所示。[0120]除了220kV的线损率随着分压售电比例升高而降低外，其他电压等级的线损率都是先降低后升高，其最小线损率rx_m及其对应的分压售电比例kx_m如下表所示。[0121]表4各电压等级最小线损率及其售电比例[[0123]220kV的线损率随着售电比例升高而降低，并没有出现拐点，这是由于该地区220kV的售电量全是无损电量，售电侧的损耗不由电网承担，售电量带来的损耗为0,所以售电比例越大，220kV的线损率就越低。而IlOkV及以下电压等级的线损率都是先降低后升高，存在一个最小值。[0124]从图表中还可以看出，IlOkV及以下各电压等级的最小线损率及其对应的售电比例。IlOkV在售电比例为57.52%时有最小线损率1.32%;35kV在售电比例为12.23%时有最小线损率2.01%;1020kV及以下在售电比例为67.77%时有最小线损率3.13%。结合表4可知，该地区的35kV和1020kV及以下的售电比例已经接近kx_m，而经济结构调整将使得低压售电比例上升，高压售电比例降低。对于低电压等级而言，当售电比例超过kx_W，售电比例再增加时，低压线损率将升高；而高电压等级方面，220kV和IlOkV的售电比例小于kx_m，而且未来售电比例还要下降，所以高压线损率也将上升。两者作用将使得整个电网的线损率上升，因此未来电网企业将面临损耗上升的趋势，需要按照实际采取相应的降损措施，降低线损，保证电网运行的经济性。[0125]上述方法分析了电能传输各环节的损耗率，构建分压线损率模型，根据该模型，分析分压线损率与分压售电比例之间的关系，并得到分压线损率取得最小值时的分压售电比例计算方法，结合实际电网运行数据，提出了利用该模型研判未来分压线损率的趋势;实现了未来分压线损率的趋势研判和预测，有助于电网企业对未来线损的把控，有针对性地进行节能降损改造，提高运行经济性。[0126]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种基于分压线损模型的线损率趋势预测方法，其特征在于:包括以下步骤，分析电网电能传输各环节的损耗率，构建分压线损率模型；根据分压线损率模型，得到分压线损率的计算公式，求出分压线损率取得最小值时所对应的分压售电比例；结合实际电网数据，获取分压线损率模型的参数；根据分压线损率模型和所得的参数，预测未来分压线损率。2.根据权利要求1所述的一种基于分压线损模型的线损率趋势预测方法，其特征在于：电网电能传输各环节的损耗率为，其中，rx-i、rx-2和rx-3分别为电压等级X的输入环节、售电环节和转出环节的损耗率，电厂上网电量，Zx为转入电量，Cx为转出电量，kx为分压售电比例，S为总售电量；其中，!^-:为输入环节损耗的等值电阻，Rx-2为售电环节损耗的等值电阻，Rx-3为转出环节损耗的等值电阻，Ux为电压值，死为输入环节的功率因数角为售电环节的功率因数角为转出环节的功率因数角，T为时间。3.根据权利要求2所述的一种基于分压线损模型的线损率趋势预测方法，其特征在于：得到分压线损率计算公式为，其中，rx为电压等级X的分压线损率。4.根据权利要求3所述的一种基于分压线损模型的线损率趋势预测方法，其特征在于：分压线损率取得最小值时所对应的分压售电比例为，其中，kx_m为分压线损率取得最小值时所对应的分压售电比例。5.根据权利要求1所述的一种基于分压线损模型的线损率趋势预测方法，其特征在于：获取分压线损率模型参数的过程为，假设目前已有η个月的分压线损报表，每个月的分压报表都会给出各个电压等级的分压线损率、电厂上网电量、转入电量、转出电量以及售电量；计算第m个月的分压线损_构造目标函数为第m个月分压线损报表中的分压线损率；对于每一个电压等级，得到如下最小值模型，求解最小值模型，即可得到分压线损率模型参数。6.根据权利要求1所述的一种基于分压线损模型的线损率趋势预测方法，其特征在于：预测未来分压线损率的过程为，将所得的参数代入分压线损率模型，得到分压线损率随分压售电比例变化的函数表达式，根据函数表达式画出分压线损率随分压售电比例的变化趋势图。

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