计算机与现代化发表电网经济运行分析
发布时间：2016-01-06
本篇文章是由《计算机与现代化》发表的一篇优秀电子期刊，本刊为江西省计算机学会和江西省计算技术研究所联合主办的计算机及其应用研究月刊，已被评为中国科技核心期刊及中国科技论文统计源期刊，中国计算机学会理事长张效祥院士欣然为本刊题写刊名。
【摘要】经济运行方式是在保证电网安全运行和供电质量及满足供电需求基础上，通过对电网中变压器和电力线路不同运行方式所产生的损耗进行定量计算，通过对比优选变压器及电力线路损耗最小的运行方式，从而达到降低电网损耗的目的。
【关键词】措施,分析,变压器,损耗,运行,
1合理进行电网改造,降低电能损耗
1.1电力线损
按经济电流密度优化合理原则可以采用两线路并联运行或增加导线截面积(同时一定程度上增加了电网的成本)。
线路负荷重、供电半径过长、线路迂回供电，是造成线路损耗增大原因之一。对此，可采取在线路上增设一条导线，让两条线路并列运行的方式。
设原导线的电阻为R1，新增设导线的电阻为R2。
改造前线损：
改造后线损：
所降线损：
增大导线截面的同时，也就降低了线路的电阻，从而降低线路的有功损耗。设增大截面后的导线电阻为R2，则所降线损为：。
因此一条线路，不仅可有效地降低线损，还可提高线路供电的可靠性。
1.2合理选用变压器容量
农网改造中一些农村用电负荷。其高峰负荷时间较短而轻负荷时间较长，所以应根据农村用电负荷的实际情况合理选择配电变压器的容量，避免“大马拉小车”的现象，以减少变压器的有功功率损耗。这时，可根据农村用电负荷的实际高峰负荷时间来确定配电变压器的容量。假设一天中某村用电高峰负荷为S1，时间为T小时，轻负荷为S2，其时间应为24-T小时。在这种情况下，若选择容量较小的配电变压器为SNA，较大的为SNB，则其一天中的有功损耗分别为：
若使SA=SB ，则可求出高峰负荷的时间为：
若实际农村照明负荷最大小时数T<时，应选择容量较小的配电变压器。而T>时，应选择容量较大的配电变压器，这样能够减少配电变压器的有功功率损耗，实现配电变压器的经济运行。
通过调整变压器的安装地点可以提高电压质量，降低线损，选用节能型变压器淘汰高能耗变压器可使变压器运行中的有功损耗和无功消耗最低。
1.3电网类型和结构
(1) 调整不合理的网络结构
合理设计、改善电网的布局和结构，可避免或减少城农网线路的交错、重叠和迂回供电，减少供电半径太大的现象。
简化电网电压等级，降低网络损耗。每简化一级，就可减少一级设备，并可减少运行管理和检修工作，以及减少线损。
(2) 积极应用节能装备
对于配变多为民用生活和工厂供电，因存在峰谷负荷相关悬殊，低谷用时间内存在配变二次电压升高以及配变的实际电能转换效率低的问题，如果安装节能自动相数转换开关，就可解决上述问题，从而可有效地降低变压器、线路空载、轻载损耗。
2合理安排变压器的运行方式
变压器经济运行应在确保其安全运行和保证供电质量的基础上，充分利用现有设备，通过择优选取变压器最佳运行方式、负载调整的优化、变压器运行位置最佳组合以及改善变压器运行条件等技术措施，从而最大限度地降低变压器电能损失和提高其电源侧的功率因数，所以变压器经济运行的实质就是变压器节电运行。
2.1变压器经济负载系数
合理计算变压器经济负载系数，使变压器处于最佳的经济运行区。变压器并非在额定时最经济，当负荷的铜损和铁损相等时才最经济，效率最高。
2.2平衡变压器三相负荷
变压器不平衡度越大，损耗也越大，因此，一般要求电力变压器低压电流的不平衡度不得超过10%;低压干线及主变支线始端的电流不平衡度不得超过20%。电网如果在运行中三相负荷不平衡，会在线路、变压器上增加损耗，因此要经常测量变压器出口和主干线路的三相电流，做好负荷的平衡工作，减少电网损耗率。
假设某条线路的三相电流分别为IA、IB、IC，中性线电流为IO，若中性线电阻为相线电阻的2倍，相线电阻为R，则这条线路的有功损耗为：
当三相负荷电流平衡时,这时线路的有功损耗为：
假若中性线电阻和相线电阻一样大，单相负荷在线路各相上对称均匀分布时的功率损耗，仅是集中接在某一相上产生功率损耗的1/6。而实际中性线电阻是远大于相线电阻的，这样三相负荷不平衡增加的功率损耗会更大。因此，要定期、定时对三相负荷测试，从线路末端开始对不平衡的三相负荷进行调整，力求单相负荷在各相线上对称均匀分布。
2.3合理调配变压器的并列与分列的经济运行方式
按备用变、容量、台数组合等因素，优先考虑技术特性及并列、分列经济的变压器运行方式。以两台变压器为例：
容量相同时，设变电站总负荷为S，每台变压器额定容量为Sr，变压器的空载损耗和短路损耗均为、 。
单台变压器运行时的损耗：
两台变压器并列运行时的损耗：
由上面两式可知，在变压器轻负荷运行时，绕组铜损耗所占比重相对减小，铁损耗相对增大，在某一负荷下切除一台变压器,将使总损耗减少，设时的负荷功率为临界功率Srj，当S=Srj时：
由上式可得：
当变电站负荷功率SSRJ时，应投入两台变压器运行比较经济。
容量不同时，在计算变压器损耗时，同时考虑因变压器投入而引起的线路损耗，即考虑无功经济当量C(指每增加或减少1kvar无功功率所引起的有功功率损耗变化值)。设两台变压器A和B，其容量SA
A变运行时的损耗： (1)
B变运行时的损耗：(2)
A、B变并列运行时的损耗：
考虑由于变压器投入时引起的线路损耗加大，用无功经济当量C加以修正(I0空载电流,U0短路电压)：
将上两式代入式(1)、(2)即可，其边界条件：
由此解得S，设求得S=X;，设求得S=Y，当变电站总负荷S>Y时，应投入两台变压器并列运行;当变电站总负荷S 2.4变压器运行电压分接头选择
在满足变压器负载侧电压需要的前提下，用定量计算方法，按电源侧电压的高低和按工况负载的大小，对变压器运行电压分接头进行优化选择，从而降低变压器损耗，提高其运行效率。
2.5考虑变压器的特殊经济运行以降低损耗
变压器由于使用范围较广，根据不同的运行方式与电网结构，要考虑一些特殊的运行方式。
3合理调节配网运行方式，改善其潮流分布
电力系统的经济运行主要是确定机组的最佳组合和经济地分配负荷。电网要考虑的是全系统的经济性，是在保证区域电网和地区电网的安全运行和保证供电质量的基础上，充分利用电网中现有输(配)变电设备，在系统有功负荷经济分配的前提下，做到配电网及其设备的经济运行是降低线损的有效措施。
合理调整配电线路的联络方式：配电线路应该采取最佳运行方式使其损耗达到最小，通过互为备用、环网、并联线、双回线路等是可以达到的。对于环形的供电网络，正常需要运行断开，应根据两侧压降基本相等的原则，找到一个经济功率的断开点，使线路的电能损耗最小。推广带电作业，减少线路停电时间;对双回线路供电的网络，双回线路并列是最经济的，因此要尽量利用带电作业，减少双回线的停电次数与时间。
