一種電能質量對輸電線路綜合能耗影響的定量分析方法技術

本發明專利技術涉及電力設備能耗監測與節能評估領域，尤其一種電能質量對輸電線路綜合能耗影響的定量分析方法，主要包括以下步驟：(1)從電能質量在線監測裝置測量獲取輸電線路的電能質量數據參數，(2)根據諧波導致的輸電線路能耗、電壓偏差導致的輸電線路能耗和三相不平衡度導致的輸電線路能耗進行定量分析計算；(3)基于諧波導致的輸電線路能耗、電壓偏差導致的輸電線路能耗和三相不平衡度導致的輸電線路能耗進行定量分析計算的結果，分別賦予不同的權重計算量輸電線路的能耗。本發明專利技術為定量分析輸電線路能耗分布特征、研究和制定輸電線路節能措施等提供切實有效的幫助，為分析輸電線路能耗提供有效的數據支撐。

【技術實現步驟摘要】
一種電能質量對輸電線路綜合能耗影響的定量分析方法
本專利技術涉及電力設備能耗監測與節能評估領域，尤其一種電能質量對輸電線路綜合能耗影響的定量分析方法。
技術介紹
節能降損是智能電網的發展方向之一，輸電線路時電力系統中的重要環節，是通過電力傳輸、交換、調節和分配等方式進行電力輸送的主要方法。其主要特點是：分布面積廣，所經過區域的環境較為復雜，容易受到種種因素的制約與影響形成不同故障和形態差異。輸電線路一旦發生故障，會危及供電區域的供電安全和供電效率，嚴重時甚至會造成不可估量的損失，危及到社會安全和發展。它是電力系統中聯系各種電氣設備不可或缺的紐帶，廣泛存在于各級網絡中，其工作效率直接關系到電網電能轉換的效率，也是用戶能否正常使用電能的重要組成部分。由于輸電線路分布廣泛，即使是一點損失，累積起來也顯得格外大。因此輸電線路的節能改造、能耗原因分析等是節能的重要舉措之一。另一方面，隨著電網中負載日益復雜多樣，諧波、電壓偏差、不平衡等電能質量現象已經普遍存在。電能質量的長期研究和分析表明，不同電能質量現象都或多或少會給電氣設備(包括輸電線路)帶來額外的能耗，例如諧波電流流經輸電線路時，增加了輸電線路的渦流損耗、環流損耗、屏蔽電阻損耗，隨著諧波頻率的增高，集膚效應更加嚴重，損耗也更大；電壓偏高或三相負荷不平衡時，也會導致輸電線路損耗增加。但由于電能質量和節能是兩個相對獨立的領域，目前國內外對電能質量數據的應用研究尤其是劣質電能質量導致的設備能耗的研究工作還處于起步階段，停留在定性分析層面，尚沒有研究出直觀、準確的定量分析方法和模型；尤其是多項電能質量指標對設備能耗的定量分析方法的研究還處于研究空白。因此實際工作中無法定量計算電能質量對輸電線路綜合能耗的影響，無法評估電能質量治理的直接經濟效益，影響到電網設備節能工作的開展。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種電能質量對輸電線路綜合能耗影響的定量分析方法，可以量化諧波、電壓偏差、不平衡等多項電能質量指標對輸電線路能耗的影響，用于工程應用中快速、準確的定量輸電線路電能質量能耗情況，為分析輸電線路能耗特征提供有效的數據支撐，為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：一種電能質量對輸電線路綜合能耗影響的定量分析方法，其特征在于：主要包括以下步驟：(1)從電能質量在線監測裝置測量獲取輸電線路的電能質量數據參數，所述測量的電能質量數據參數包括輸電線路的2～50次諧波電流含有率、基波電流、三相視在功率、三相電壓偏差、三相負載電流和零序電流；(2)根據諧波導致的輸電線路能耗、電壓偏差導致的輸電線路能耗和三相不平衡度導致的輸電線路能耗進行定量分析計算；(3)基于諧波導致的輸電線路能耗、電壓偏差導致的輸電線路能耗和三相不平衡度導致的輸電線路能耗進行定量分析計算的結果，分別賦予不同的權重計算輸電線路的能耗。優選地，測量輸電線路諧波數據參數，依據式①計算諧波對輸電線路能耗的影響：式①中，W1表示諧波對輸電線路造成的日附加能耗，R表示輸電線路單相電阻，IA1、IB1和IC1表示A/B/C相基波電流幅值，hAh、hBh和hCh表示A/B/C相第h(2～50次)次諧波電流含有率。優選地，測量輸電線路的三相電壓偏差、三相視在功率，依據式②計算電壓偏差對輸電線路能耗的影響：式②中，W2表示電壓偏差對輸電線路造成的日附加能耗，R表示輸電線路單相電阻，UN表示輸電線路額定相電壓，Sa、Sb和Sc分別表示輸電線路三相視在功率，ΔUa、ΔUb和ΔUc分別表示輸電線路三相電壓偏差。優選地，測量輸電線路三相負載電流和零序電流，并結合輸電線路銘牌參數，依據式③計算不平衡度對輸電線路能耗的影響：式③中，W3表示三相不平衡對輸電線路造成的日附加能耗，R表示輸電線路單相電阻，IN表示輸電線路額定相電流，Rn表示輸電線路中性線電阻，和表示三相負載電流，I0表示輸電線路零序電流幅值。優選地，所述步驟(3)計算得到的諧波、電壓偏差和三相不平衡度導致的輸電線路能耗，分別賦予不同權重，權重計算方法采用的算法為層次分析法、主成分分析法、人工神經網絡法或蒙特卡羅模擬綜合評價法中的一種，進行計算多個電能質量指標同時存在導致的輸電線路綜合能耗。優選地，測量輸電線路的電能質量數據參數的時間間隔為3min～5min。優選地，所述權重取值范圍在0.5～0.89之間。優選地，所述輸電線路單相電阻R為100Ω。綜上所述，本專利技術具有以下有益效果：本專利技術基于電能質量數據的輸電線路能耗分析方法，提出了諧波、電壓偏差、不平衡等單電能質量指標所導致的輸電線路能耗的定量計算方法，以及多電能質量指標同時存在時輸電線路綜合能耗的定量分析方法，本專利技術方法基于電能質量指標數據和輸電線路銘牌參數，可以快速、準確的定量計算多電能質量指標導致的輸電線路能耗，解決了目前劣質電能質量對電網設備能耗的影響無法定量計算的問題，為定量分析輸電線路能耗分布特征、研究和制訂輸電線路節能措施等提供切實有效的幫助。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實例或現有技術中的技術方案，下面將對實施實例或現有技術描述中所需要的附圖做簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實例，對于本領域普通技術人員來說，在不付出創造性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術一種電能質量對輸電線路綜合能耗影響的定量分析方法流程圖。具體實施方式下面將結合本專利技術實例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。如圖1所示，本專利技術所述電能質量指標對輸電線路綜合能耗影響的定量分析方法的具體過程如下：首先，從電能質量在線監測裝置獲取輸電線路的2～50次諧波電流含有率、基波電流、三相視在功率、三相電壓偏差、三相負載電流、零序電流等電能質量數據；其中，測量輸電線路的電能質量數據參數的時間間隔為3min～5min。其次，基于2～50次諧波電流含有率、基波電流以及輸電線路銘牌參數，定量計算諧波導致的輸電線路能耗W1；基于三相電壓偏差、三相視在功率數據，以及輸電線路銘牌參數，定量計算電壓偏差導致的輸電線路能耗W2；基于三相負載電流、零序電流以及輸電線路銘牌參數，定量計算三相不平衡導致的輸電線路能耗W3；再次、依據權重計算方法分別計算諧波、電壓偏差、三相不平衡等電能質量指標的權重λ1、λ2和λ3，所述權重取值范圍在0.5～0.89之間，權重計算方法可選取各種算法如層次分析法、主成分分析法、人工神經網絡法、蒙特卡羅模擬綜合評價法等等，計算多個電能質量指標同時存在導致的輸電線路綜合能耗。最后，基于各單項電能質量指標導致的輸電線路能耗及其權重，計算多電能質量指標導致的輸電線路綜合能耗W，其中,W＝W1×λ1+W2×λ2+W3×λ3。在本專利技術實施例中，所述測量輸電線路諧波數據參數，依據式①計算諧波導致輸電線能耗W1的影響：式①中，W1表示諧波對輸電線路造成的日附加能耗，R表示輸電線路單相電阻，IA1、IB1和IC1表示A/B/C相基波電流幅值，hAh、hBh和hCh表示A/B/C相第h(2～50次)次諧波電流含有率。在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電能質量對輸電線路綜合能耗影響的定量分析方法，其特征在于：主要包括以下步驟：(1)從電能質量在線監測裝置測量獲取輸電線路的電能質量數據參數，所述測量的電能質量數據參數包括輸電線路的2～50次諧波電流含有率、基波電流、三相視在功率、三相電壓偏差、三相負載電流和零序電流；(2)根據諧波導致的輸電線路能耗、電壓偏差導致的輸電線路能耗和三相不平衡度導致的輸電線路能耗進行定量分析計算；(3)基于諧波導致的輸電線路能耗、電壓偏差導致的輸電線路能耗和三相不平衡度導致的輸電線路能耗進行定量分析計算的結果，分別賦予不同的權重計算量輸電線路的能耗。

【技術特征摘要】
1.一種電能質量對輸電線路綜合能耗影響的定量分析方法，其特征在于：主要包括以下步驟：(1)從電能質量在線監測裝置測量獲取輸電線路的電能質量數據參數，所述測量的電能質量數據參數包括輸電線路的2～50次諧波電流含有率、基波電流、三相視在功率、三相電壓偏差、三相負載電流和零序電流,測量輸電線路諧波數據參數，依據式①計算諧波對輸電線路能耗的影響：式①中，W1表示諧波對輸電線路造成的日附加能耗，R表示輸電線路單相電阻，IA1、IB1和IC1表示A/B/C相基波電流幅值，hAh、hBh和hCh表示A/B/C相第h(2～50次)次諧波電流含有率；測量輸電線路的三相電壓偏差、三相視在功率，依據式②計算電壓偏差對輸電線路能耗的影響：式②中，W2表示電壓偏差對輸電線路造成的日附加能耗，R表示輸電線路單相電阻，UN表示輸電線路額定相電壓，Sa、Sb和Sc分別表示輸電線路三相視在功率，ΔUa、ΔUb和ΔUc分別表示輸電線路三相電壓偏差；測量輸電線路三相負載電流和零序電流，并結合輸電線路銘牌參數，依據式③計算不平衡度對輸電線路能耗的影響：式③中，W3表示三相不平衡對輸電線路造成的日附加能耗，R表示輸電線路單相電阻，IN表示輸電線路額定相電流，Rn表示輸電線路中性線電阻...

【專利技術屬性】
技術研發人員：金慶忍，劉路，郭敏，劉鵬，陳衛東，楚紅波，秦麗娟，陳俊，韓帥，
申請(專利權)人：廣西電網有限責任公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：廣西;45