配电网谐波治理降损效果实证

配电网谐波治理降损效果实证

吴文志

（广东光达电气有限公司528329）

摘要：关于配电网谐波管理前后的负荷水平不彻底共同所致使的谐波管理实在节能作用无法量化的疑问，以将谐波管理前后的负荷状况化归至同一水平为方针，提出了配电网谐波管理降损作用实证办法。首要对首要电力设备谐波损耗倍数进行原理剖析；进而得到谐波损耗的数学模型，并给出了配电网谐波损耗与基波损耗的联系；最终将谐波管理前后的网络基波损耗值化归为同一基准，提出了谐波损耗折算值求解的办法，得到了谐波管理后的实在节能量，并经过算例验证了本办法的实用性和有效性。

关键词：谐波损耗模型；谐波损耗倍数；谐波损耗量测

电网作为电力运送的首要载体，在发电、输电、配电、用电等各个环节都应将节能降损作为作业的重心。配电环节由于其无穷的节能潜力，更是节能降损研讨的重中之重。现在很多非线性负荷的出现使电网的谐波污染疑问日益严重。由于配电网与作为谐波源的各类非线性负荷处于同一电压等级，因而配电网网络总损耗受谐波损耗的影响最大，关于配电网下降谐波损耗的研讨也就更为必要。

一、谐波在配网中的损害

谐波关于配电体系的影响,体现在对线路上所装备的保护及测量设备的影响。因这些设备一般采用电磁式继电器、感应继电器元件,容易接受谐波搅扰而误动和拒动,体系中存在的不明要素的误动和拒动,与谐波不无联系。所以谐波超支,会严重威胁配电体系的安全安稳运转。

此外,谐波会经过静电感应、电磁感应以及传导等多种办法耦合进通讯体系,影响它们的正常运转。关于人体,谐波会影响人体细胞,使正常的细胞膜电位发作迅速动摇或可逆的翻转,当这种动摇或翻转频率挨近谐波频率时,会影响人体大脑与心脏。

二、线损要因剖析

由于核算线损存在抄表时间不同期、根底材料偏差等要素，因而网损技能剖析的首要手法是经过剖析理论线损的核算值来进行。依据贵阳配电网2008年的理论线损核算成果，10kV配线损耗约占总损耗的49%，配变损耗约占总线损的13%，低压线损约为总损耗的31%，表计损耗约占3%。由此可见，线路运转发生的损耗是贵阳配网损耗的主因。

10kV中压线损要因剖析：由于电网建造滞后于经济的发展，电源布点不够合理，线道路行难于处理等等要素，10kV中压网长时间遭到变电站馈线柜数量缺乏、线路数量缺乏的约束，网架相对单薄，部分线路供电半径过大，接入配变过多，并且无法依据负荷状况进行合理调整。这就致使线路负载率偏高，乃至长时间满、超负荷运转。这些特点经过理论线损核算的成果也反映出来：10kV配线损耗约占总损耗的49%，所占比重最大。经过对10kV线路理论线损核算成果的进一步剖析，超负荷10kV线路的理论线损值相比平均值要高2%～3%。超负荷线路供电量大，因而其可变损耗大；而超负荷线路又都是供电半径大、首末端距离较长的线路，其固定损耗也较大；依据分线线损核算的成果，11回经常性满、超负荷运转线路的损耗算计起来占全网230回线路损耗总值的37%，所以超负荷10kV线路的损耗是拉高10kV全网线损率的主因。

0.4kV低压线损要因剖析：低压线损偏高的要素首要有3大类，线路过负荷致使的线损偏高；线路三相不平衡致使的线损偏高；线路带病运转致使的线损偏高。在实践运转中，低压线路三相电流不平衡的状况是很多存在的，低压三相不平衡对线损的影响是不能疏忽的。如果中性线中有电流流过，则线损必然会添加。当一相负荷较重，两项负荷较轻时，线损比平衡时增大8%；当一相负荷较重，一相负荷较轻，一相为平均负荷时，当中性线与相线一样，线损比三相平衡时增大7%；当两相负荷较重，一相负荷较轻时，中性线与相线一样，线损比三相平衡时添加25%；当中性线为相线截面的一半，则线损将会以上的状况下添加一倍。经过以上理论线损核算成果剖析，超负荷配变台的理论线损值比正常负荷配变的平均值偏高约5%～7%，而在核算期内超负荷运转的台区占台区总数的3%，超负荷台区的损耗就将是拉高0.4kV网络损耗的主因。由此可以得出，我们可经过削减线路数与下降设备过负荷状况来下降0.4kV低压网损。

添加电网安全性而形成线损剖析：为满意社会对电网可靠性的请求，我区域采纳高低压电磁环网运转，形成高低压电网间存在环流，添加了电能损耗；另一方面，电网为约束短路电流，采纳环并、拉停线路等办法调整运转办法，在必定程度上形成潮流迂回，一样增大了电能损耗。此外，为保证用户供电安全性，各类主要负荷大都采纳多电源双电源供电办法，这就使得某些主要负荷在负荷极轻的状况下，依然需保持变压器并排运转，由此使变压器损耗明显上升。由于添加电网安全性而形成线损还有日益添加的趋势。

三、谐波管理降损作用实证

1.谐波管理降损作用实证剖析的思路

在进行谐波管理对电网降损作用实证前，需求先量测得到谐波管理前后的配电网谐波损耗值，别离设为ΔAx，bef和ΔAx，aft。由于谐波管理前后的典型量测日的配电网负荷状况并不彻底一样，致使两个典型量测日每对应时间的网络有功功率P、无功功率Q和网络电压U并不彻底共同，故衡量谐波管理对电网降损的影响时，ΔAx，bef与ΔAx，aft不具备直接可比性，将负荷状况不共同的要素排除后，剖析谐波管理对网络损耗下降的影响才具有实践意义。若2个量测日的负荷状况彻底共同，在一样的网架构造下，这2个量测日中配电网的基波损耗值也应一样。因而，将2个量测日的基波损耗值化归至同一基准，在必定程度上便是将该2个典型量测日的负荷状况化归于同一水平。

2.谐波管理降损作用实证剖析的办法

本办法在配电网谐波损耗量测与使用谐波损耗模型的根底上，得到谐波管理前后的2个量测日的网络基波损耗值。在选择基波损耗的基准值后，经过核算将基波损耗基准值折算为该基准值下对应的谐波损耗值，这是本办法的中心地点。将同一基波损耗基准值下的谐波损耗折算值和量测值进行对比，得到谐波管理为配电网节省的实在电量值，进程如下。

（1）选择配电网中某一负载率较高且所带负荷首要是工业负荷等非线性负荷的配变，在该配变的高压侧装设配变监控终端（TTU），得到TTU在典型量测日内的基波电能和总电能。由于总电能与基波电能之差即为该配变下配电网络的谐波损耗值，由此可量测得到的谐波管理前后电网谐波损耗值ΔAx，bef和ΔAx，aft。

（2）在谐波管理前后的损耗量测一起经过TTU得到管理谐波前后的各次（一般研讨5、7、11、13、17次）谐波电流富含率HRIn，bef和HRIn，aft。一起，变压器绕组附加损耗、变压器铁心的磁滞附加损耗、变压器铁心的涡流附加损耗和线路导体附加损耗的公式，得到谐波管理前后谐波损耗倍数。

（3）设谐波治理前后变压器绕组基波损耗分别

为ΔAr，bef和ΔAr，aft，谐波治理前后变压器铁心的磁滞基波损耗分别为ΔAc，bef和ΔAc，aft，谐波治理前后变压器铁心的涡流基波损耗分别为ΔAw，bef和ΔAw，aft，谐波治理前后配电线路的基波损耗分别为ΔAl，bef和ΔAl，aft，谐波治理前后电网基波总损耗为ΔA1，bef和ΔAl，aft。

则有

ΔAx，bef=[∑nHRIn，bef∑2∑a1+∑∑nHRI6nbef∑a2+

∑n2HRIn，bef∑2∑a3+∑nHRI2n，bef∑a4]ΔA1，bef

ΔAx，aft=[∑nHRIn，bef∑2∑a1+∑∑nHRIn1，.6bef∑a2+∑n2HRIn，bef∑2∑a3+∑nHRIn2，bef∑a4]ΔA1，aft

（4）根据式（4）、式（5）可求取ΔA1，bef和ΔA1，aft。由于ΔA1，bef和ΔA1，aft不同，所以需统一实证基准，将ΔA1，aft替换式（4）中的ΔA1，bef，计算得到电网谐波损耗折算值ΔAx，z。

（5）最后将同一基波损耗基准值下的谐波损耗折算值ΔAx，z和谐波损耗量测值ΔAx，aft进行比较，从而得到谐波治理所带来的真实节能量。

4结语

本文提出了配电网谐波治理降损效果实证的方法。该方法从谐波损耗模型出发，在前期获得谐波治理前后网络损耗值和各次谐波电流含有率的基础上，通过理论推导得到了谐波损耗折算值的求取方案，为量化谐波治理的节能效果并得到采用谐波治理后配电网络的真实节能量提供了理论依据。在对西北地区某用户配电系统进行实际调研的基础上，通过算例验证了本降损效果实证方法的实用性和有效性。本方法将为国家节能减排工作提供技术支持，同时为国家电网公司节能服务体系建设提供有力支撑，预期将为国家带来巨大的经济效益和社会效益。

参考文献：

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[2]刘小江，蔡维，杨洪耕（LiuXiaojiang，CaiWei，YangHonggeng）.基于网络拓扑的谐波状态估计量测点最优配置（Networktopologyanalysisbasedoptimalmeasuringdeviceplacement）[J].电力系统保护与控制（PowerSystemProtectionandControl），2012，40（18）：41-46．