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专利名称 | 一种中压配电网的最大和最小电能损耗的测量方法 |
申请号 | CN200410049711.4 | 申请日期 | 2004-06-25 |
法律状态 | 权利终止 | 申报国家 | 中国 |
公开/公告日 | 2005-03-16 | 公开/公告号 | CN1595177 |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | G01R21/06 | IPC分类号 | G;0;1;R;2;1;/;0;6;;;G;0;1;R;2;2;/;0;0查看分类表>
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申请人 | 郑州瑞源电力科技有限公司 | 申请人地址 | 河南省郑州市二七区棉纺车路10号院336号楼13号
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权利人 | 郑州瑞源电力科技有限公司 | 当前权利人 | 郑州瑞源电力科技有限公司 |
发明人 | 殷恩杰;徐增霞 |
代理机构 | 北京清亦华知识产权代理事务所 | 代理人 | 罗文群 |
摘要
本发明涉及一种中压配电网的最大和最小电能损耗的测量方法,属于电力系统自动测量技术领域。首先计算配电网线路和变压器的电阻;形成配电网节点电导矩阵,得到配电网节点电阻矩阵。由分块方阵得到配电网消耗的功率。由给定配电网首端电流的最大和最小等值电阻,求得各给定配电网首端电流之间的最大和最小等值电阻线性插值函数,根据配电网实测各相电流的大小,算出最大和最小等值电阻,最终算出给定时段内配电网最大和最小电能损耗。利用本发明的方法,可以判定配电网是否存在偷漏电量现象或计量有差错,所得出的理论电能损耗上限和线损率上限作为配电网降低线损的考核指标具有科学性,对节约能源具有显著效果,而且节约人力和物力。
1一种中压配电网的最大和最小电能损耗的测量方法,其特征在于该方法包括以 下步骤:
(1)计算配电网中线路和变压器的电阻;
(2)根据上述线路和变压器的电阻及配电网结构,并设配电网首端接地,形成 配电网节点电导矩阵G,求G的逆,得到配电网节点电阻矩阵R为:
其中,n为配电网中的负荷节点数,m为联络节点数,且配电网中负荷节点的编 号先于联络节点的编号,Rn为n行、n列的分块方阵,其对角元素为负荷节点的自电 阻,非对角元素为负荷节点之间的互电阻;
(3)由上述分块方阵Rn得到配电网消耗的功率P为:
(4)设配电网首端电流第k步的步长为ΔIk,配电网首端电流从零变化到第L 步时,配电网最大等值电阻为:
配电网最小等值电阻为:
其中,当配电网中各负荷电流之和等于首端电流且各负荷电流小于相应的负荷节 点的最大负荷电流时, 为配电网最大损耗功率, 为配电网 最小损耗功率;
(5)根据上述配电网最大等值电阻和最小等值电阻,计算配电网首端电流各步 长区间为 时的配电网最大等值电阻和最小等值电阻的线性插值函 数:
Rmax(I0)=amax L+bmax L·I0
Rmin(I0)=amin L+bmin L·I0
其中,
(6)根据上述线性插值函数,以及配电网的实时各相电流,计算给定时段内配 电网最大和最小电能损耗为:
其中,ΔT为配电网首端电流的采样间隔,N为采样时段,P∑o为配电网的总固定损耗 功率,Iai、Ibi、Ici分别为配电网首端实时三相电流。
技术领域\n本发明涉及一种中压配电网的最大和最小电能损耗的测量方法,属于电力系统自 动测量技术领域。\n技术背景\n目前,除了少数作为试点工程的中压配电网装备配电自动化系统并具有配电负荷 测量功能外,大多数中压配电网缺乏配电负荷测量装置。如果在中压配电网装设配电 负荷测量装置,则还要配套解决通讯问题,这需要投入大量资金。由于缺乏配电负荷 的运行数据,因此《电力网电能损耗计算导则》(DL/T686-1999)中曾经要求,按与 各配电变压器额定容量成比例的关系,分配配电网首端的负荷,并计算相应的理论电 能损耗和理论线损率。这种方法目前被广泛应用。但是通常配电负荷的大小并不与其 配电变压器的额定容量成比例,因此由《电力网电能损耗计算导则》计算出的理论电 能损耗和理论线损率并不符合实际负荷分布情况,当统计电能损耗和统计线损率与理 论电能损耗和理论线损率相差较大时,无法判断究竟是统计电能损耗和统计线损率误 差大还是理论电能损耗和理论线损率误差大。由于统计电能损耗和统计线损率通常是 由人工(或由电量计费系统、自动抄表系统、负荷控制管理系统等)通过用配电网首 端总供电量减去各配电负荷总用电量计算得出,因此难以发现偷漏电量现象和计量差 错。\n发明内容\n本发明的目的在于提出一种中压配电网的最大和最小电能损耗的测量方法,用配 电网节点电阻矩阵形成负载功率损耗的约束最优化问题并用“可变误差多面体算法” 求解,求得给定首端电流的配电网最大和最小等值电阻,进而求得各给定首端电流之 间的最大和最小等值电阻线性插值函数,最终算出给定时段内中压配电网的最大和最 小电能损耗,以提供配电网线损考核指标,并及时发现偷漏电量现象和计量差错。\n本发明提出的中压配电网的最大和最小电能损耗的测量方法,包括以下步骤:\n(1)计算配电网中线路和变压器的电阻;\n(2)根据上述线路和变压器的电阻及配电网结构,并设配电网首端接地,形成 配电网节点电导矩阵G,求G的逆,得到配电网节点电阻矩阵R为:\n\n其中,n为配电网中的负荷节点数,m为联络节点数,且配电网中负荷节点的编号先 于联络节点的编号,Rn为n行、n列的分块方阵,其对角元素为负荷节点的自电阻, 非对角元素为负荷节点之间的互电阻;\n(3)由上述分块方阵Rn得到配电网消耗的功率P为:\n\n(4)设配电网首端电流第k步的步长为ΔIk,配电网首端电流从零变化到第L 步时配电网最大等值电阻为: \n配电网最小等值电阻为: \n其中,当配电网中各负荷电流之和等于首端电流及各负荷电流小于相应负荷接点的最 大负荷电流时, 为配电网最大损耗功率, 为配电网最小损耗 功率;\n(5)根据上述配电网最大等值电阻和最小等值电阻,计算配电网首端电流各步 长区间为 时的配电网最大等值电阻和最小等值电阻的线性插值函 数:\nRmax(I0)=amaxL+bmaxL·I0\nRmin(I0)=aminL+bminL·I0\n其中,\n\n\n\n\n(6)根据上述线性插值函数,以及配电网的实时各相电流,计算给定时段内配 电网最大和最小电能损耗为:\n\n\n其中,ΔT为配电网首端电流的采样间隔,N为采样时段,P∑o为配电网的总固定损耗 功率,Iai、Ibi、Ici分别为配电网首端实时三相电流。\n本发明提出的中压配电网中最大和最小电能损耗的测量方法,在给定的配电网首 端电流曲线情况下,确定了使配电网电能损耗最大或最小的配电负荷分配方式,因此, 也就确定了相应的理论电能损耗变化范围及其上下限和理论线损率变化范围及其上 下限。一旦配电网统计电能损耗和统计线损率超出本方法算法得出的理论电能损耗和 理论线损率变化范围,即可判定该配电网存在偷漏电量现象或计量有差错。利用本发 明方法得出的理论电能损耗上限和理论线损率上限作为配电网降低线损的考核指标 具有科学性。因此,应用本发明方法实测配电网理论电能损耗和理论线损率,对节约 能源具有显著效果,而且节约人力和物力。\n具体实施方式\n本发明提出的中压配电网的最大和最小电能损耗的测量方法,首先计算配电网中 线路和变压器的电阻;然后根据线路和变压器的电阻及配电网结构,并设配电网首端 接地,形成配电网节点电导矩阵G,求G的逆,得到配电网节点电阻矩阵R为:\n\n其中,n为配电网中的负荷节点数,m为联络节点数,且配电网中负荷节点的编号先 于联络节点的编号,Rn为n行、n列的分块方阵,其对角元素为负荷节点的自电阻, 非对角元素为负荷节点之间的互电阻;由分块方阵Rn得到配电网消耗的有功功率P 为:\n\n设配电网首端电流第k步的步长为ΔIk,则配电网首端电流从零变化到第L步时配电 网最大等值电阻为: \n配电网最小等值电阻为: \n其中,当配电网中各负荷电流之和等于首端电流及各负荷电流小于其最大负荷电流 时, 为配电网最大损耗功率, 为配电网最小损耗功率;\n根据上述配电网最大等值电阻和最小等值电阻,计算配电网首端电流各步长区间为 时的配电网最大等值电阻和最小等值电阻的线性插值函数:\nRmax(I0)=amaxL+bmaxL·I0\nRmin(I0)=aminL+bminL·I0\n其中,\n\n\n\n\n根据上述线性插值函数,以及配电网的实时各相电流,计算给定时段内配电网最大和 最小电能损耗为:\n\n\n其中,ΔT为配电网首端电流的采样间隔,N为采样时段,P∑o为配电网的总固定损耗 功率,Iai、Ibi、Ici分别为配电网首端实时三相电流。\n以下介绍本发明的实施例:\n本发明方法中,首先根据线路的型号和长度计算线路的电阻,根据变压器的型号 和容量计算变压器的电阻。\n用配电网节点电阻矩阵形成负载功率损耗的约束最优化问题:\n设定配电网首端接地,配电网首端电流为I0;配电网共有n个负荷节点,配电 负荷注入电流分别为I1、I2、...、In;配电网共有m个联络节点,联络节点均无注 入电流,n和m由实际配电网的规模而定。当将变压器的固定损耗并入配电网首端 另计,同时将并联电容器补偿支路并入各相关负荷时,该配电网只有一个接地点即首 端。负荷节点编号为1~n,联络节点编号为(n+1)~(n+m)。\n根据配电网的结构和元件参数形成配电网节点电导矩阵G,求G的逆,即可得 到配电网节点电阻矩阵R。\n\n其中,n为配电网中的负荷节点数,m为联络节点数,且配电网中负荷节点的编号先 于联络节点的编号,Rn为n行、n列的分块方阵,其对角元素为负荷节点的自电阻, 非对角元素为负荷节点之间的互电阻;由分块方阵Rn得到配电网消耗的功率P为:\n\n其中,矩阵上标T表示矩阵转置。\n当配电网中各负荷电流之和等于首端电流I0及各负荷电流小于相应负荷接点的 最大负荷电流时,\n配电网最大损耗功率为: \n配电网最小损耗功率为: \n求配电网首端电流按步长ΔIk从零变化到最大首端电流I∑m(最大首端电流等于 负荷节点的最大负荷电流之和)时,对应的配电网最大等值电阻和最小等值电阻:\n首端电流I0变化到第L步时,其值为 将其代入式(3)和式(4), 分别用“可变误差多面体算法”求解,得出配电网对应于该首端电流的负载功率损耗 最大值 和最小值\n用负载功率损耗最大值和最小值分别除以此首端电流的平方即得出对应于此首 端电流的配电网最大等值电阻 和最小等值电阻\n\n\n用分段线性插值法求出首端电流各步长区间内的配电网最大等值电阻和最小等 值电阻的线性插值函数:\n首端电流I0变化到第L步时,对应第L个步长区间的左端点首端电流为 对应的配电网最大等值电阻为 最小等值电阻为 右端点首端电流为 ,对应的配电网最大等值电阻为 最小等值电阻为 则第L步长区间内的配电网最大等值电 阻和最小等值电阻的线性插值函数为:\nRmax(I0)=amaxL+bmaxL·I0\n\nRmin(I0)=aminL+bminL·I0\n\n其中,\n\n\n\n\n根据上述配电网最大等值电阻和最小等值电阻线性插值函数,实测配电网首端三 相电流,算出最大和最小等值电阻,最终算出给定时段内配电网最大和最小电能损耗:\n设总固定损耗功率为P∑o(千瓦),配电网首端最大电流为I∑m(安培),在0至I∑m (安培)区间共有M段配电网最大等值电阻和最小等值电阻线性插值函数,其单相最 大等值电阻线性插值函数的系数为amaxL(欧姆,L=1,…,M)和bmaxL(欧姆/安培, L=1,…,M),其单相最小等值电阻线性插值函数的系数为aminL(欧姆,L=1,…,M) 和bminL(欧姆/安培,L=1,…,M)。\n本日当前最大和最小电能损耗:\n以本日(XXXX年X月X日)0时0分0秒为计算时间起始点,在任意时段i, 同时实测其三相电流Iai、Ibi、Ici(单位为安培),采样间隔为ΔT(单位为秒),本 日到当前时段N的最大电能损耗ΔANmax为:\n (千瓦小时)\n本日到当前时段N的最小电能损耗ΔANmin为:\n (千瓦小时)\n其中,当 (L=1,…,M;I为Iai或Ibi或Ici)时,Rmax(I)=amaxL+bmaxL·I,\nRmin(I)=aminL+bminL·I。\n根据上述计算方法,即可算出整日、整月或整年的配电网最大、最小电能损耗量。\n利用本发明的上述方法,计算出配电网实时最大电能损耗量和最小电能损耗量, 将其分别除以相应时间段内测得的配电网首端总供电量,即可得出配电网的实时最大 线损率和最小线损率。
法律信息
- 2019-06-07
未缴年费专利权终止
IPC(主分类): G01R 21/06
专利号: ZL 200410049711.4
申请日: 2004.06.25
授权公告日: 2006.11.08
- 2013-12-11
专利实施许可合同备案的生效
IPC(主分类): G01R 21/06
合同备案号: 2013410000086
专利号: ZL 200410049711.4
申请日: 2004.06.25
让与人: 刘遵义
受让人: 重庆视聆通科技股份有限公司
发明名称: 一种中压配电网的最大和最小电能损耗的测量方法
申请公布日: 2005.03.16
授权公告日: 2006.11.08
许可种类: 独占许可
备案日期: 2013.10.16
- 2009-08-05
专利申请权、专利权的转移(专利权的转移)
专利申请权、专利权的转移(专利权的转移)变更项目:专利权人变更前权利人:郑州瑞源电力科技有限公司 地址: 河南省郑州市二七区棉纺车路10号院336号楼13号 邮编: 450052变更后权利人:刘遵义 地址: 河南省郑州市嵩山南路85号河南电力试验研究院 邮编: 450052登记生效日:2009.6.26
- 2006-11-08
- 2005-05-18
- 2005-03-16
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有引用任何外部专利数据! |
被引用专利(该专利被哪些专利引用)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有被任何外部专利所引用! |