導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電力負(fù)荷的定義，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

Mile’s手術(shù)是中低位直腸癌治療的常用方法?；颊邚V泛存在圍手術(shù)期焦慮、抑郁、睡眠障礙等各種應(yīng)激癥狀[1]，妨礙患者的軀體康復(fù)和重返社會的治療預(yù)期。通過心理治療護理聯(lián)合小腦頂核電刺激治療（CES），可以改善患者的抑郁焦慮狀態(tài)。

1臨床資料

1.1一般資料

自2010-2011年，病房治療Mile’s手術(shù)圍手術(shù)期病例40例。其中男性28例，女性12例；年齡分布，18-35歲8例（20%），35-65歲24例（60%），大于65歲8例（20%）。

1.2納入標(biāo)準(zhǔn)

符合Mile’s手術(shù)適應(yīng)癥的直腸癌患者，在手術(shù)前后2周內(nèi)；既往無心理疾病和精神疾病史。

符合CCMD-3標(biāo)準(zhǔn)抑郁癥單次抑郁發(fā)作（F32.0）診斷標(biāo)準(zhǔn)，并至少符合以下4項[2]：

（1）興趣喪失，無愉

（2）精力減退和疲乏感

（3）運動性遲滯或激越

（4）自我評價降低，有自責(zé)或內(nèi)疚感

（5）聯(lián)想困難或思考能力下降

（6）反復(fù)出現(xiàn)欲死念頭或存在自傷自殺行為

（7）睡眠障礙，如失眠、早醒或過多睡眠

（8）食欲降低或體重明顯減輕

（9）減退

1.3排除標(biāo)準(zhǔn)

合并精神分裂癥狀

年齡小于18歲或大于80歲以上的患者

2治療方法

小腦頂核電刺激治療：采用CVFT-010M型，將刺激電極置于雙側(cè)乳突根部后方并固定，將無創(chuàng)電刺激引入小腦頂核，強度和頻率為患者耐受量。治療時間為30分鐘，前1周為每日2次，后1周為每日1次，2周為1療程。

心理治療護理：術(shù)前溝通和宣教；手術(shù)分析；術(shù)后癥狀分析；陪伴、交談和其他足夠時間的誠懇交流等。

3療效觀察

3.1觀察項目

Beck抑郁問卷（BDI）：治療開始前及2周后分別進(jìn)行自主回答并由量表工作人員計算總分。

漢密爾頓抑郁量表（HAMD）24項版本：治療開始前及2周后分別由量表工作人員測量

3.2統(tǒng)計學(xué)方法

計量結(jié)果以X±S表示，自身配對樣本比較使用t檢驗。

3.3療效標(biāo)準(zhǔn)

Beck抑郁問卷（BDI）：≤4分，無抑郁或極輕微；5-13分，輕度；14-20分，中度，≥21分，重度。

篇2

關(guān)鍵詞：負(fù)荷 預(yù)測 時間序列法

中圖分類號：TM93 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（c）-0105-02

電力負(fù)荷預(yù)測具有十分重要的作用，其是調(diào)度中心制訂發(fā)電計劃及發(fā)電廠報價的依據(jù)，同時其也可以為發(fā)電計劃程序、離線網(wǎng)絡(luò)分析和合理的調(diào)度安排提供數(shù)據(jù)，而其準(zhǔn)確率的高低對電力系統(tǒng)的運行、控制和生產(chǎn)計劃都有著非常重要的影響。為了更加準(zhǔn)確的預(yù)測市場對電力電量的需求，現(xiàn)如今已有很多預(yù)測方法被用于電力電量的預(yù)測，各種方法都有其優(yōu)缺點。隨著電力市場的發(fā)展，人們對負(fù)荷預(yù)測精度的要求也越來越高。為了進(jìn)一步提高預(yù)測精度，則需要對傳統(tǒng)方法進(jìn)行一些改進(jìn)，使預(yù)測結(jié)果具有更高的參考價值。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，理論研究的逐步深入，以灰色理論、時間序列理論、模糊數(shù)學(xué)等為代表的新興交叉學(xué)科理論的出現(xiàn)，為負(fù)荷預(yù)測的飛速發(fā)展提供了堅實的理論依據(jù)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

1 負(fù)荷預(yù)測及分類

電力負(fù)荷實質(zhì)上是指電力的需求量或用電量，即能量的時間變化率，也可以被定義為發(fā)電廠、供電地區(qū)或電網(wǎng)在某一瞬間所承擔(dān)的工作負(fù)荷。

電力負(fù)荷往往具有以下一些特點：（1）電力負(fù)荷往往以天為單位不斷起伏的，具有較大的周期性；（2）電力負(fù)荷的變化過程一般不會有較大的突變，屬于連續(xù)性變化；（3）電力負(fù)荷對一些因素會比較敏感，比如季節(jié)、溫度、天氣等。

在對負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測時，需要考慮系統(tǒng)的運行特性、增容決策等因數(shù)，以便更加準(zhǔn)確的確定未來某特定時刻的負(fù)荷數(shù)據(jù)。就負(fù)荷本身而言，其主要是指電力需求量或用電量。電力電量預(yù)測對電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行和國名經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。

由于對電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測的目的會有所不同，所以將其分為四類即：（1）超短期負(fù)荷預(yù)測，主要是用于對未來一小時以內(nèi)的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測；（2）短期負(fù)荷預(yù)測，主要是指日負(fù)荷預(yù)測和周負(fù)荷預(yù)測，分別用于安排日調(diào)度計劃和周調(diào)度計劃；（3）中期負(fù)荷預(yù)測，主要是指一個月到一年的負(fù)荷預(yù)測，主要用于確定機組運行方式和設(shè)備的大規(guī)模修理計劃等情況；（4）長期負(fù)荷預(yù)測，主要指未來3～5年甚至更長時間內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測，主要是用于電網(wǎng)規(guī)劃部門。

2 負(fù)荷預(yù)測影響因素

通過實踐證明影響負(fù)荷變化的因素有很多，所以負(fù)荷是時刻變化的，相關(guān)實驗證明負(fù)荷預(yù)測總負(fù)荷（由各個單個負(fù)荷組成）一般具有一定的變化規(guī)律，其各分量與總負(fù)的關(guān)系可寫為：

其中字母的具體含義如下所示。

表示典型負(fù)荷分量，其主要的特點在于具有線性變化和周期變化；表示天氣條件溫度情況，通過分析各種因素的負(fù)荷影響程度，得到溫度往往是最重要的氣候影響變量；表示時間變化的影響，可以大致的歸納為如下三點，即人們作息時間，法定及傳統(tǒng)節(jié)，日季節(jié)變化；表示特殊事件，比如：自然災(zāi)害、拉閘限電、系統(tǒng)故障等等。這類事件具有很強的隨機性，難以預(yù)測，只能依靠調(diào)度人員的經(jīng)驗判斷；表示隨機產(chǎn)生的因素，考慮到負(fù)荷序列本質(zhì)上就是一個隨機序列，負(fù)荷的隨機分量是負(fù)荷中的不遵循規(guī)律的部分，是不能準(zhǔn)確預(yù)測的，可以通過模型或算法來考慮這些分量。

3 預(yù)測電力電量負(fù)荷的常用方法

3.1 彈性系數(shù)法

電力彈性系數(shù)的基本定義是電力負(fù)荷年均增長率和國民經(jīng)濟年均增長率之比，其主要作用在于可以用來衡量國民經(jīng)濟發(fā)展和用電需求。該系數(shù)可以大致的分為兩大類，既電力生產(chǎn)彈性系數(shù)和電力消費彈性系數(shù)。使用該種預(yù)測方法的前提在于必須預(yù)先知道預(yù)測期內(nèi)國民經(jīng)濟的發(fā)展目標(biāo)及其年平均增長速度，如果已經(jīng)事先知道了彈性系數(shù)的預(yù)測值，便可以利用國內(nèi)生產(chǎn)總值的年均增長率來預(yù)測出規(guī)劃期所需的電力和電量。該方法的主要缺陷在于需要進(jìn)行大量統(tǒng)計調(diào)研工作。

3.2 時間序列法

該方法的原理在于利用負(fù)荷的歷史資料，設(shè)法建立一個數(shù)學(xué)模型，用以描述電力負(fù)荷這個隨機變量變化過程的統(tǒng)計規(guī)律性；同時利用該模型建立一定的負(fù)荷預(yù)測數(shù)學(xué)表達(dá)式，進(jìn)而對未來的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測。

3.3 灰色預(yù)測法

該方法的基本原理在于利用關(guān)聯(lián)空間、光滑離散函數(shù)等概念定義灰導(dǎo)數(shù)與灰微分方程，進(jìn)而用離散數(shù)據(jù)列建立微分方程形式的動態(tài)模型。利用該方法可以建立這樣的灰微分方程。還模型是利用離散隨機變量數(shù)經(jīng)過生成變?yōu)殡S機性被顯著削弱而且較有規(guī)律的生成數(shù)，建立起的微分方程，這樣便于對其變化過程進(jìn)行研究和描述。

4 時間序列中的一次、二次、三次指數(shù)平滑預(yù)測方法

指數(shù)平滑法是生產(chǎn)預(yù)測中常用的一種方法，可用于中短期電力負(fù)荷的預(yù)測，該方法是在移動平均法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種時間序列分析預(yù)測法，它是通過計算指數(shù)平滑值，配合一定的時間序列預(yù)測模型對現(xiàn)象的未來進(jìn)行預(yù)測。其原理是任一期的指數(shù)平滑值都是本期實際觀察值與前一期指數(shù)平滑值的加權(quán)平均。根據(jù)平滑次數(shù)的不同，指數(shù)平滑法可分為：一次指數(shù)平滑法、二次指數(shù)平滑法和三次指數(shù)平滑法。

以下分別建立三種指數(shù)平滑模型，進(jìn)行負(fù)荷的預(yù)測：

4.1 一次指數(shù)平滑預(yù)測模型

4.2 建立二次指數(shù)平滑預(yù)測模型

4.3 建立三次指數(shù)平滑預(yù)測模型

（1）選擇所需要進(jìn)行預(yù)測的目標(biāo)時段；（2）選擇原始數(shù)據(jù)的數(shù)量。（如：選擇7年）；（3）平滑常數(shù)a值的選定。（如：平滑常數(shù)a=0.4）；（4）利用MATLAB程序進(jìn)行預(yù)測。

通過如下的一個實例進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測鄂州市全社會用電量，原始數(shù)據(jù)如表1。

利用上述的指數(shù)平滑預(yù)測法建模模型進(jìn)行預(yù)測，可以得到如下的數(shù)據(jù)，見表2。

5 結(jié)語

電力負(fù)荷預(yù)測是電力系統(tǒng)規(guī)劃決策、經(jīng)濟運行的前提和基礎(chǔ)，電力負(fù)荷的準(zhǔn)確預(yù)測對電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行和國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要意義，所以有必要對負(fù)荷預(yù)測問題進(jìn)行深層地研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 牛東曉，曹樹華，趙磊，等.電力負(fù)荷預(yù)測技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，1998.

篇3

關(guān)鍵詞：負(fù)荷預(yù)測模型；超短期負(fù)荷預(yù)測；一元線性回歸法；標(biāo)準(zhǔn)離差檢驗

中圖分類號：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2011）34-0056-03

對電力市場的分析與預(yù)測的主要內(nèi)容是對電力負(fù)荷的預(yù)測。它關(guān)系著者電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定與經(jīng)濟運行。同時，也是電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃的基礎(chǔ)性工作。對符合預(yù)測的準(zhǔn)確性研究，是電力調(diào)度系統(tǒng)中極為重要的課題。而負(fù)荷需求又受諸多因素的影響，如地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平、能源供應(yīng)方式、用電結(jié)構(gòu)、電價水平、天氣變化、需求側(cè)管理政策等，從而使電力負(fù)荷變化呈非平穩(wěn)的隨機過程。常用的電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測方法包括灰色預(yù)測法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。但是沒有一種方法能確保在所有情況下都能得到滿意的結(jié)果。因為地區(qū)不同，其經(jīng)濟發(fā)展特點等具體情況不同，故采用單一預(yù)測模型的預(yù)測精度具有明顯的地

域性。

本文根據(jù)內(nèi)江市隆昌地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展情況及負(fù)荷組成情況，在短期數(shù)據(jù)中，負(fù)荷呈現(xiàn)周期性的平穩(wěn)增長，周期內(nèi)平均負(fù)荷的規(guī)律是線性上升的。利用這一性質(zhì)采用回歸分析法進(jìn)行研究并建立回歸預(yù)測模型，采用標(biāo)準(zhǔn)離差檢驗，其誤差值滿足要求。

一、負(fù)荷預(yù)測模型

電力負(fù)荷預(yù)測模型的建立，就是確定負(fù)荷預(yù)測值（即模型輸出量）及與預(yù)測量相關(guān)的決定因素（稱為模型輸入量）。一般情況下我們假設(shè)任一時刻電力系統(tǒng)的負(fù)荷都可以由正常負(fù)荷分量、氣象敏感負(fù)荷分量、特殊事件負(fù)荷分量、隨機負(fù)荷分量4個獨立成分的線性組合而成，即：

（1）

式中：、、、、分別為時刻的系統(tǒng)總負(fù)荷及其正常負(fù)荷分量、氣象敏感負(fù)荷分量、特殊事件負(fù)荷分量、隨機負(fù)荷分量。

（一）正常負(fù)荷分量

正常負(fù)荷分量與天氣、溫度無關(guān)，但對于不同的預(yù)測周期，它具有不同的變化規(guī)律。在超短期負(fù)荷預(yù)測中，一般采用線性函數(shù)，甚至為常函數(shù)；在短期負(fù)荷預(yù)測中，一般呈周期性變化，采用周期函數(shù)，而在中長期負(fù)荷預(yù)測中，仍然呈周期性變化，但增長趨勢明顯，故采用線性變化和周期變化函數(shù)共同描述，即：

（2）

其中：為線性變化負(fù)荷分量，

（3）

式中：a、b為線性方程的截距與斜率；為誤差。

周期變化負(fù)荷分量，

（4）

式中：為時刻，通常取1、2、3……24小時；為過去第天第小時的負(fù)荷變化系數(shù)；為過去第天第小時的負(fù)荷；為過去第天的日平均負(fù)荷；為過去日負(fù)荷的天數(shù)。

（二）氣象敏感負(fù)荷分量

一系列氣象因素，如溫度、濕度、風(fēng)力、陰晴等都與氣象敏感負(fù)荷分量密切相關(guān)。我們在建立氣象敏感負(fù)荷模型時，考慮溫度與濕度被是最重要的影響因素，通常以氣象變量（橫坐標(biāo)）及對應(yīng)日峰值（縱坐標(biāo)）畫出一個分散圖。如圖1所示，是以溫度做氣象變量的氣象敏感負(fù)荷模型圖，定義了三條直線段來表示氣象敏感負(fù)荷模型，即：

圖 1 溫度敏感負(fù)荷模型

式中：為時刻溫度敏感負(fù)荷分量；為溫度；、為冷臨界溫度和斜率；、為熱臨界溫度和斜率。

（三）特殊事件負(fù)荷分量

考慮特殊事件的關(guān)鍵是積累足夠的相關(guān)經(jīng)驗，歸納出修正規(guī)則，可以用專家系統(tǒng)方法也可以簡單地采用人工修正。簡單的人工修正是調(diào)度員根據(jù)歷史經(jīng)驗，按不同時間段對負(fù)荷預(yù)測作出修正。

（四）隨機負(fù)荷分量

負(fù)荷的隨機波動是指某些未知的不確定因素引起的負(fù)荷變化，這種不確定的隨機波動負(fù)荷在不同的電網(wǎng)內(nèi)，隨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及負(fù)荷組成的差異，其大小不相同。例如，對超短期負(fù)荷預(yù)測來說，巨大的軋鋼負(fù)荷就屬于隨機干擾。隨機負(fù)荷常表現(xiàn)出某種隨機性，用時間序列分析方法建立模型。

1．AR模型。定義為其本身過去值的有限項加權(quán)和的基礎(chǔ)上，增加一個干擾量，即：

（6）

其中，階數(shù)和系數(shù)（=1、2、3……）可以由過去值通過均方誤差最小等準(zhǔn)則來得到。

2．MA模型。定義為現(xiàn)在和過去的干擾量的有限項加權(quán)和，即：

（7）

其中，階數(shù)q和系數(shù)（=1、2、3……q）也由過去值通過均方誤差最小等準(zhǔn)則來得到。

3．ARMA模型。定義為其本身過去值的有限項加權(quán)和的基礎(chǔ)上，疊加現(xiàn)在和過去的干擾量的有限項加權(quán)和，即：

（8）

二、負(fù)荷預(yù)測基本算法

負(fù)荷預(yù)測模型確定了之后，進(jìn)一步就是應(yīng)確定采取什么樣的負(fù)荷預(yù)測算法。實用上可以采取實驗比較法，即利用某一電網(wǎng)的歷史數(shù)據(jù)來確定適合于該電網(wǎng)的最有效的算法，在精度一致的條件下，選擇較簡單的算法。

下面就以內(nèi)江電網(wǎng)的用電量、歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)為例進(jìn)行分析，根據(jù)內(nèi)江地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展情況，分析用電組成情況可知，居民用電負(fù)荷比例最重，工業(yè)用電相對較少，地理環(huán)境處于川南部，屬于自然災(zāi)害少發(fā)地。由于經(jīng)濟增長平穩(wěn)，故用電量急劇變化不大，采用回歸分析法進(jìn)行研究。常用的回歸預(yù)測模型分為線形與非線性兩大類，其中線性回歸又包括一員線性回歸和多元線性回歸，非線性回歸也有一元非線性回歸和多元非線性回歸兩種。

（一）一元線性回歸預(yù)測模型

該模型建立起負(fù)荷y與時間的一元線性關(guān)系。

（9）

其中，參數(shù)、由最小二乘法求解，即以誤差平方和最小的原理來估計參數(shù)、。

設(shè)給定歷史負(fù)荷序列，表示誤差平方和，有：

（10）

當(dāng)取最小值時：

（11）

解以上聯(lián)立方程（11）可得到：

（12）

將（12）式代入（9）式得到的一元線性回歸預(yù)測模型，具有最小的誤差平方和。

（二）實例分析

對內(nèi)江市連續(xù)數(shù)年的夏季負(fù)荷峰谷值及出現(xiàn)時刻進(jìn)行統(tǒng)計分析，可得出其日負(fù)荷特性統(tǒng)計規(guī)律：該市電網(wǎng)日負(fù)荷峰值出現(xiàn)在19:00～22:30，峰值出現(xiàn)在21:00的概率較高。日負(fù)荷中，早高峰出現(xiàn)在11:00～12:00，晚高峰出現(xiàn)在19:00～22:30，谷底出現(xiàn)在06:00～07:00。由于其用電組成部分中居民用電占大部分，其余時段特別是下午時刻腰荷時段呈平穩(wěn)態(tài)勢。內(nèi)江市隆昌縣地區(qū)電網(wǎng)更呈現(xiàn)出這一特性，因此可采用夏季某一天下午時段的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)根回歸模型做計算。

表 1 歷史負(fù)荷值

t 1 2 3 4 5 6 7 8

5.52 5.59 5.65 5.68 5.77 5.95 5.9 6.01

解：根據(jù)公式（12）可求出系數(shù)b：

然后求出系數(shù)a：

在求出參數(shù)a、b后，回歸模型就建立好了，根據(jù)可計算出負(fù)荷與實際數(shù)據(jù)由較好的擬合度，但還必須進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計和經(jīng)濟意義的檢驗。通常按標(biāo)準(zhǔn)離差法檢驗，公式為：

（13）

其中；取表1中數(shù)值。

故

所以將、值帶入公式（13）中可得：

該s值越小越好。

同時還需檢驗s與實際值的平均值的比值，即：

由于該值為，一般認(rèn)為超短期預(yù)測誤差不應(yīng)超過1，因此本次預(yù)測精度更高，滿足要求。

三、結(jié)語

本文以內(nèi)江市隆昌地區(qū)電網(wǎng)的用電量、歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)為例進(jìn)行分析，根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展情況及負(fù)荷組成情況，發(fā)現(xiàn)在短期數(shù)據(jù)中，負(fù)荷呈現(xiàn)周期性的平穩(wěn)增長型，周期內(nèi)平均負(fù)荷的規(guī)律是線性上升的。其用電量急劇變化不大，故采用回歸分析法進(jìn)行研究。在某個短時刻里，確定影響其變化的一個或多個因素，建立回歸預(yù)測模型，此模型也體現(xiàn)了“遠(yuǎn)大近小”的規(guī)律，實例計算結(jié)果表明在某一時間段內(nèi)此預(yù)測方法簡單實用，采用標(biāo)準(zhǔn)離差檢驗，其誤差值滿足要求。但實際電力負(fù)荷預(yù)測中，由于預(yù)測發(fā)展變化的規(guī)律復(fù)雜多樣，時間長短不同，根據(jù)預(yù)測范圍不同，影響因素不同，不同地區(qū)電網(wǎng)可采用其他預(yù)測模型或是幾種組合預(yù)測模型來預(yù)測。對其結(jié)果也可采用不同的方法來檢驗。因此本文所介紹的預(yù)測方法僅是其中之一，僅供探討。下一步的研究方向致力于對眾多影響因素和中長期負(fù)荷的關(guān)系進(jìn)行細(xì)致深入的分析，從而使預(yù)測結(jié)果更加具有可信度。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉繼春，等．電力市場運營系統(tǒng)[M]．北京：中國電力出版社，2007．

[2] 汪峰，于爾鏗，閻承山，等．基于因素影響的電力系統(tǒng)短期負(fù)荷預(yù)測方法的研究[J]．中國電機工程學(xué)報，1999，19

（8）．

[3] 雷紹蘭，孫才新，周，等．基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和自適應(yīng)神經(jīng)模糊系統(tǒng)的電力系統(tǒng)短期負(fù)荷預(yù)測方法[J]．中國電機工程學(xué)報，2005，25（22）．

[4] 李翔，高山，陳昊．基于變機構(gòu)協(xié)整理論的中長期電力負(fù)荷預(yù)測模型[J]．電網(wǎng)技術(shù)，2007，31（9）．

篇4

關(guān)鍵詞：脆弱性 配電網(wǎng) 云計算 風(fēng)險評估

中圖分類號：TP393.08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）05（b）-0038-02

隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，我國電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，以及各種新設(shè)備的相繼使用，使電力系統(tǒng)變得日益復(fù)雜。現(xiàn)有的電力系統(tǒng)通常采取的是集中控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這就要求控制中心要從多路遠(yuǎn)處采集數(shù)據(jù)，同時當(dāng)故障發(fā)生時，控制中心將難以在短時間內(nèi)對故障進(jìn)行快速的有效地處理。另一方面，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)安全評估方法已難以適應(yīng)電力系統(tǒng)的復(fù)雜性和隨機性，難以提供電網(wǎng)安全健康狀態(tài)的實時、定量和直觀的診斷信息，無法建立有效的控制和決策支持系統(tǒng)，無法滿足電力市場的要求，造成了電力資源的浪費。因此需要一個智能的系統(tǒng)實時地、隨機地對復(fù)雜的電力系統(tǒng)實施控制。該文提出的基于云計算的配電網(wǎng)脆弱性分析系統(tǒng)能夠定量地抓住決定安全性等級的兩個因素：事故的嚴(yán)重性和可能性。并在此基礎(chǔ)上引入了風(fēng)險指標(biāo)，從而可以對電力系統(tǒng)做出更詳細(xì)更安全的指標(biāo)。

1 云計算配電網(wǎng)脆弱性分析的系統(tǒng)架構(gòu)

電力系統(tǒng)的脆弱性分析目的是為了找出電力系統(tǒng)內(nèi)外的脆弱點和薄弱區(qū)域，得出系統(tǒng)內(nèi)各元件抗擾動和維持正常能力的程度?；谠朴嬎愕呐潆娋W(wǎng)脆弱性分析系統(tǒng)是利用自動化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，由通過Internet相互連接的多種設(shè)備和用戶組成的一個復(fù)雜實體。

從總體上看，整個系統(tǒng)主要由云計算控制中心、風(fēng)險評估系統(tǒng)、分散在配電網(wǎng)系統(tǒng)中的各種存儲設(shè)備以及被云計算整合的各種計算資源所組成。其中云計算控制中心和風(fēng)險評估系統(tǒng)是整個配電網(wǎng)脆弱性分析系統(tǒng)的核心。

云計算控制中心首先通過Internet與由大量傳感器和其他數(shù)據(jù)采集設(shè)備組成的相連接，并把采集到的各種數(shù)據(jù)信息整合成相應(yīng)的計算資源。然后根據(jù)用戶設(shè)定的需求，將整合的計算資源通過Internet分配給被風(fēng)險評估系統(tǒng)。再由風(fēng)險評估系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)的風(fēng)險評估指標(biāo)對配電網(wǎng)脆弱性進(jìn)行分析，所獲得的風(fēng)險評估結(jié)果將通過Internet重新匯總到云計算控制中心，最后再反饋給用戶。

2 云計算控制中心

配電網(wǎng)脆弱性分析系統(tǒng)利用云計算理論對比較分散的需要監(jiān)控的大量信息采用分散存儲，分層控制。云計算控制中心設(shè)立中心調(diào)度所、變電站控制中心，以及用戶/線路等分層控制中心，應(yīng)用分散遞階控制理論，將整個配電網(wǎng)復(fù)雜的控制分解為若干個相互關(guān)聯(lián)子系統(tǒng)的控制，使對多變量過程的控制解耦，在中心調(diào)度所設(shè)立組織層，在地區(qū)調(diào)度所、變電站控制中心設(shè)立協(xié)調(diào)層，根據(jù)配電網(wǎng)的特點將其劃分為線路子系統(tǒng)和用戶子系統(tǒng)等，并在子系統(tǒng)中設(shè)立響應(yīng)層在邏輯上采用分層控制結(jié)構(gòu)。

本系統(tǒng)的最底物理層為響應(yīng)層（用戶/線路），設(shè)置在每個本地的子系統(tǒng)中，對現(xiàn)場實施預(yù)定義的控制行為。中間層是協(xié)調(diào)層（變電站控制中心），協(xié)調(diào)層運用知識庫對響應(yīng)層提交的警報或故障事件進(jìn)行診斷并將控制信號反饋給響應(yīng)層，對各子系統(tǒng)中的故障進(jìn)行實時處理，有效地控制故障的傳播。如果該事件的影響超過了某個預(yù)定義的極限，協(xié)調(diào)層將把這個事件提交給組織層即最高層（中心調(diào)度所）。這樣選擇配電網(wǎng)中的一些會影響到整體穩(wěn)定性的重要負(fù)荷和線路，再結(jié)合各個變電站和調(diào)度中心，即可組成云計算控制主體結(jié)構(gòu)。

3 風(fēng)險評估系統(tǒng)

3.1 風(fēng)險評估原理

風(fēng)險評估理論建立在概率性方法的基礎(chǔ)上，是一種分析系統(tǒng)不確定性因素導(dǎo)致災(zāi)害的可能性和這種災(zāi)害的嚴(yán)重度相結(jié)合的理論。風(fēng)險評估是指采用一系列邏輯步驟，使設(shè)計人員和安全工程師能夠以一種系統(tǒng)的方式檢查由于設(shè)備的使用而產(chǎn)生的災(zāi)害，因此可以選擇適合的方法。電力系統(tǒng)的風(fēng)險指標(biāo)能夠定量地把握事故的可能性和嚴(yán)重性這兩個決定系統(tǒng)可靠性的因素，從而能夠比較全面的反映事故對整個電力系統(tǒng)的影響及相應(yīng)的系統(tǒng)脆弱性程度。

3.2 風(fēng)險評估的風(fēng)險指標(biāo)

該設(shè)計中風(fēng)險評估定義了四種風(fēng)險評估指標(biāo)，分別是線路過負(fù)荷風(fēng)險、變壓器過負(fù)荷風(fēng)險、低電壓風(fēng)險和失負(fù)荷風(fēng)險。綜合風(fēng)險反映的是發(fā)生事故后系統(tǒng)各項風(fēng)險的綜合。所以將綜合風(fēng)險指標(biāo)定義為線路過負(fù)荷風(fēng)險指標(biāo)、變壓器過負(fù)荷風(fēng)險指標(biāo)、低電壓風(fēng)險指標(biāo)和失負(fù)荷風(fēng)險指標(biāo)四個的累加。因此綜合風(fēng)險指標(biāo)的計算公式為：

在此公式中，風(fēng)險指標(biāo)反映了電力系統(tǒng)的脆弱程度，電力系統(tǒng)在受到發(fā)生某些事故的概率和后果嚴(yán)重度的綜合表現(xiàn)。通過計算系統(tǒng)的風(fēng)險指標(biāo)來確定配電網(wǎng)的脆弱性狀況。

4 配電網(wǎng)脆弱性分析功能的實現(xiàn)

由于在本系統(tǒng)中確立了四種系統(tǒng)安全性問題，即線路過負(fù)荷風(fēng)險、變壓器過負(fù)荷風(fēng)險、低電壓風(fēng)險和失負(fù)荷風(fēng)險。此四種安全性問題是從電網(wǎng)安全性的不同角度對系統(tǒng)進(jìn)行脆弱性描述，所以風(fēng)險評估中針對每一個事故都要分別計算上述不同類型的風(fēng)險指標(biāo)。

在配電網(wǎng)脆弱性計算流程中，首先確立故障目標(biāo)集，包含所有需要計算的可能發(fā)生故障的元件；利用已知數(shù)據(jù)計算目標(biāo)集內(nèi)每個故障發(fā)生的概率，并且計算每個故障發(fā)生后系統(tǒng)的潮流分布情況，從潮流結(jié)果中運用有效數(shù)據(jù)按照上面所建立的各種風(fēng)險模型計算，求出每個故障下的各種風(fēng)險指標(biāo)。最后當(dāng)目標(biāo)集內(nèi)的所有故障全部計算完后，通過風(fēng)險指標(biāo)的整合對系統(tǒng)脆弱性進(jìn)行分析。

5 結(jié)語

該文提出了一種新穎的基于云計算的配電網(wǎng)脆弱性分析系統(tǒng)，并設(shè)計了適用于配電網(wǎng)脆弱性和安全性分析的云計算分層控制結(jié)構(gòu)，同時將風(fēng)險評估理論引入配電網(wǎng)的脆弱性分析中，為配電網(wǎng)的安全性和脆弱性分析提供新的理論依據(jù)，為電網(wǎng)的智能脆弱性分析提供了一個思路，也是未來電網(wǎng)脆弱性和安全性分析研究的發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)

[1] 曹陽，高志遠(yuǎn).云計算模式在電力調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國電力，2012，45（6）：14-17

篇5

關(guān)鍵詞： 脆弱性評估； 電網(wǎng)脆弱性； 網(wǎng)流； 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)； 虛擬容量

中圖分類號： TM711文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1009-8631（2011）07-0032-02

引言

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展電力系統(tǒng)的規(guī)模也越來越大，相應(yīng)的運行控制手段也日趨復(fù)雜，電力系統(tǒng)的安全運行需要防患于未然，各類保護、安全自動裝置的配置是一種事后的穩(wěn)定維持控制手段，而脆弱性評估則屬于事前的主動檢測，能夠很好地協(xié)調(diào)系統(tǒng)的運行方式及規(guī)劃發(fā)展，具有極強的理論及現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

電力系統(tǒng)的脆弱性可以抽象為電網(wǎng)對外界攻擊的敏感性。目前對電力系統(tǒng)的脆弱性評估主要是基于微分方程理論、能量函數(shù)及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論來進(jìn)行分析。微分方程理論是通過建立系統(tǒng)元件的詳細(xì)數(shù)學(xué)模型，以時域仿真的形式對系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)分析[1，2]。能量函數(shù)法則是通過構(gòu)建支路能量函數(shù)模型計算各支路當(dāng)前輸送值偏離初始值的距離，以此確定系統(tǒng)的脆弱區(qū)[3]，這兩種基于一定運行方式的分析方法對故障模擬，尋找系統(tǒng)脆弱環(huán)節(jié)起到了很好的作用。基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論如小世界理論的電網(wǎng)脆弱性研究揭示了某些電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上所具有的小世界特質(zhì)[4-7]，但目前還未能結(jié)合電源和負(fù)荷的分布及線路容量來考慮電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，因此具有一定的局限性。事實上，電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是電網(wǎng)所具有的內(nèi)在、本質(zhì)的特性，強壯、合理的電網(wǎng)拓?fù)洳攀请娏ο到y(tǒng)安全運行的首要因素，其次才是運行方式的影響。因此，通過系統(tǒng)地量度電力系統(tǒng)中各元件的重要性，從而給出電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上的脆弱性評估指標(biāo)，從電網(wǎng)自身的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析尋找電網(wǎng)本身所固有的脆弱性對建設(shè)堅強電網(wǎng)將具有重要指導(dǎo)意義。

本文通過建立電網(wǎng)的隨機網(wǎng)流模型，在定義電網(wǎng)線路虛擬容量的基礎(chǔ)上考慮電網(wǎng)設(shè)備的隨機故障并提出相應(yīng)的脆弱性評估指標(biāo)將各元件在電網(wǎng)中的重要程度進(jìn)行量化，從而為輸電系統(tǒng)規(guī)劃、運行方式的制定及采取相應(yīng)的應(yīng)對措施提供相應(yīng)的參考及指導(dǎo)。

1電網(wǎng)等效網(wǎng)流模型

電網(wǎng)是一個時空跨度巨大的時變網(wǎng)絡(luò)，各類隨機因素都可影響其性能，因此，電網(wǎng)首先在性質(zhì)上可以認(rèn)為是一個隨機網(wǎng)絡(luò)，可以通過研究各類隨機因素對電網(wǎng)的影響尋找其薄弱環(huán)節(jié)。

電力都是起于發(fā)電機而終于負(fù)荷，因此任何電力系統(tǒng)都可以圖1表示。其中c（gi）、c（li） 、c（ei）、c（egi）、c（eli）、c（ngi）分別表示發(fā)電機Gi、負(fù)荷Li及相關(guān)線路的容量，p（gi）、p（li）、p（egi）、p（eli）分別表示各類隨機因素下發(fā)電機Gi、負(fù)荷Li及相關(guān)線路的失效概率并設(shè)其相互獨立。

圖1為一個多源多匯網(wǎng)絡(luò)，通過添加新的虛擬頂點S、T可將其化為單源單匯網(wǎng)絡(luò)如圖2所示。

電網(wǎng)中原有的具有一定容量限制的頂點如電源點Gi、負(fù)荷點Li都可通過頂點分解，將其用兩個理想頂點及兩點間的一條具有頂點容量的線路等效代替。頂點分解如圖3所示。在此等效情況下由于發(fā)電機實際出力或負(fù)荷量或容量只與其自身相關(guān)，因此各新添加支路失效概率可取為0，虛擬理想頂點S、T至發(fā)電機Gi或負(fù)荷頂點Li的支路容量應(yīng)等于發(fā)電機或負(fù)荷頂點的相應(yīng)容量，即有

c′（gi）=c（gi） （1）

p′（gi）=0 （2）

除去與電源及負(fù)荷等此類源匯頂點相連的支路外，系統(tǒng)其余支路容量仍然等于原支路容量。

c′（egi）=c（egi） （3）

對于原網(wǎng)絡(luò)中發(fā)電機與電力系統(tǒng)相連接支路，當(dāng)發(fā)電機失效概率與線路失效概率相互獨立時，考慮到若發(fā)電機頂點失效，則相應(yīng)支路也會失效，因此可得其失效概率為[8]：

p′（egi）=1-[1-p（gi）]×[1-p（egi）] （4）

對于電網(wǎng)內(nèi)其余支路也可依連接情況按照式（1）-（4）作同樣等效變換，此時代表電網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點的頂點都變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)圖中的理想頂點，具有無限大的容量及0失效概率。

由圖論可知，網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)流在任何一個中間頂點都必須滿足守恒條件f+（ν）=f-（ν），同時任何一條支路還都必須滿足支路容量約束，圖1電網(wǎng)化為圖2等效網(wǎng)流模型后原電網(wǎng)中所有節(jié)點都已變?yōu)榈刃ЬW(wǎng)絡(luò)中的中間頂點，因此當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的容量代表電力系統(tǒng)功率或電流時，圖2中各個中間頂點都能夠滿足電路中的功率及電流平衡條件，即滿足基爾霍夫第一定律[9，10]。

此外，對于網(wǎng)絡(luò)中的非電源及非負(fù)荷支路，由于隨運行方式不同其中潮流方向也可能不同，因此在化為圖2所示等效有向網(wǎng)流模型時可將其用兩條方向相反、容量相同的有向支路代替[11]，從而得到等效有向網(wǎng)流模型。

2脆弱性評估指標(biāo)

圖2所得電網(wǎng)等效網(wǎng)流模型只具有各支路的線路容量及線路失效概率，頂點都已化為理想頂點，具有絕對的可靠性。對于圖2對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)G（V，E），其中V、E分別為網(wǎng)絡(luò)G的頂點集及支路集，E中元素的容量c（ei）及失效概率p（ei）分別表示圖2等效系統(tǒng)中線路i的容量和失效概率。

定義：令cp（ei）=c（ei）[1- p（ei）]，稱cp（ei）為等效系統(tǒng)的虛擬線路容量。

由于虛擬線路容量cp（ei）的定義中包含線路實際容量及失效概率兩個因素，因此可以認(rèn)為它是對二者的綜合反映[12]。

設(shè)經(jīng)過虛擬線路容量轉(zhuǎn)換后的網(wǎng)絡(luò)為Gp（V，Ep），則Gp為一賦權(quán)有向網(wǎng)絡(luò)，考慮到電網(wǎng)的主要職能為傳輸電力，而電源點又是系統(tǒng)電力的唯一來源，因此設(shè)tij為Gp中源集頂點Vi到系統(tǒng)中任意頂點Vi的端容量，tij（ei）為支路ei停運后，頂點Vi到Vj的端容量。對于給定的兩個頂點Vi、Vj，若tij（ei）>tij（ej）則說明在支路ei、ej分別停運的情況下，ei支路停運的網(wǎng)絡(luò)還能夠相對更好地履行其傳輸電力的職能，即ei支路對頂點對Vi、Vj之間傳輸能力的影響較小，因此tij（ei）可以作為度量ei支路對頂點對Vi、Vj之間傳輸能力的一個指標(biāo)，tij （ei）/tij可以作為度量ei支路對頂點對Vi、Vj之間傳輸能力的另一個指標(biāo)。因為網(wǎng)絡(luò)中存在著多個頂點對，因此可取tij（ei）或tij(ei）/tij的函數(shù)為ei支路對整個網(wǎng)絡(luò)的脆弱性影響評估指標(biāo)。

定義：令T（ei）=■φ[tij（ei）]ω（Vi，Vj），TR（ei）=■φ[tij（ei）/tij]ω（Vi，Vj） 稱T（ei）為ei支路的支路最大流靈敏度，TR（ei）為ei支路的支路相對最大流靈敏度。

設(shè)fij（ei）為Gp中頂點對Vi、Vj之間流量為端容量tij方式下流過ei支路流量的最小值，其中頂點Vi為系統(tǒng)源點，如果在Gp中，有fij（ei）>fij（ej）則說明ei支路對頂點對Vi、Vj之間流量的貢獻(xiàn)大于ej支路，即ei支路對tij的影響大于ej支路，因此，fij（ei）、 fij（ei）/tij都可以作為度量ei支路對頂點對Vi、Vj之間傳輸能力的指標(biāo)[12]。

定義：令λ（ej）= ■φ[fij（ei）]ω（Vi，Vj），λR（ei）=■φ[fij（ei）/tij]ω（Vi，Vj） 稱λ（ei）為ei支路的支路影響度，λR（ei）為ei支路的相對支路影響度。

上述T（ei）、TR（ei）、λ（ei）、λR（ei）即為ei支路對網(wǎng)絡(luò)Gp中所有頂點對影響的度量值和相對度量值，這四個指標(biāo)反映了最大流狀態(tài)下網(wǎng)絡(luò)中可能存在的輸供電瓶頸問題，說明的是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上的脆弱性。其中，T（ei）、TR（ei）指標(biāo)越小，說明支路或節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中越重要，而λ（ei）、λR（ei）指標(biāo)正好與其相反，其值越大則說明越重要。利用這四個指標(biāo)可建立一脆弱性評價函數(shù)p，使其為四個指標(biāo)或其中兩個的函數(shù)即可對電網(wǎng)脆弱性作出相應(yīng)評價并將結(jié)果排序。

3算法流程

根據(jù)上述討論對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性評估的計算流程為：

1.根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及設(shè)備容量將電網(wǎng)抽象為具有邊、點容量及失效概率的隨機有向網(wǎng)絡(luò)；

2.按照式（1）-（4）消去電網(wǎng)隨機有向網(wǎng)絡(luò)模型中的隨機因素，得到以虛擬線路容量表示邊容量的電網(wǎng)網(wǎng)流模型；

3.在系統(tǒng)網(wǎng)流模型的基礎(chǔ)上分別進(jìn)行電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性指標(biāo)的計算并根據(jù)指標(biāo)值判斷電網(wǎng)的脆弱性。

4數(shù)字算例

采用文獻(xiàn)10中算例數(shù)據(jù)，其中發(fā)電機G1失效概率取0.06，G2失效概率為0.08，線路1-5失效概率取0.05，假設(shè)變電站不會過載，容量取500，同時系統(tǒng)其余設(shè)備完全可靠，失效概率為0，各頂點對權(quán)重相等都取為1，φ（x）=x，脆弱性評價函數(shù)為。p（x，y）=y/x，根據(jù)本文1節(jié)內(nèi)容可得系統(tǒng)的網(wǎng)流模型如圖4所示。

對系統(tǒng)進(jìn)行脆弱性分析結(jié)果如表1所示。

由表1可見，在T（ei）、TR（ei）、λ（ei）、λR（ei）四個指標(biāo)的評價下，支路X1、X3是最重要的支路，同時它也是整個系統(tǒng)輸供電的一個瓶頸，這兩條支路是整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的關(guān)鍵點，這兩條支路之一一旦失效，則系統(tǒng)將損失大部分電源點從而引起負(fù)荷限電或產(chǎn)生連鎖故障反應(yīng)，對其進(jìn)行脆弱性綜合排序結(jié)果為：X3、X1、X8、X5、X4、X2、X7、X6，這也與文獻(xiàn)10中支路4、5最重要，1、2次之，3最不重要的結(jié)論相符合[10]。

5結(jié)語

電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)脆弱性評估是一個復(fù)雜的問題，其中評估指標(biāo)的選取是其中的一個難點。本文在建立電網(wǎng)等效網(wǎng)流模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)定義的虛擬線路容量對電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行等效變換，并在此基礎(chǔ)上提出評估電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性的相應(yīng)指標(biāo)：支路最大流靈敏度和支路的支路相對最大流靈敏度，并通過仿真算例證明指標(biāo)的有效性及正確性。但對于真實的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，對評估計算的運算效率要求也更高，結(jié)合電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的特點，如何找到一個更加高效的網(wǎng)流計算方法將是進(jìn)一步需要研究的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 司大軍，陳學(xué)允，束洪春.復(fù)雜電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)數(shù)字計算關(guān)鍵技術(shù)研究[J].電工技術(shù)學(xué)報，2003，18（2）:100-104.

[2] 仝慶貽，顏鋼鋒，趙光宙.微分代數(shù)混雜系統(tǒng)穩(wěn)定性及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電工技術(shù)學(xué)報，2004，19（6）:51-57.

[3] 劉群英，劉俊勇，劉起方.基于支路勢能信息的電網(wǎng)脆弱性評估[J].電力系統(tǒng)自動化，2008，32（10）：6-11.

[4] 陳曉剛，孫可，曹一家.基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的大電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性分析[J].電工技術(shù)學(xué)報，2007，22（10）:138-144.

[5] 孟仲偉，魯宗相，宋靖雁.中美電網(wǎng)的小世界拓?fù)淠Ｐ捅容^分析[J].電力系統(tǒng)自動化，2004，28（15）:21-24

[6] 丁明，韓平平.基于小世界拓?fù)淠Ｐ偷拇笮碗娋W(wǎng)脆弱性評估算法[J].電力系統(tǒng)自動化，2006，30（8）：7-10，40.

[7] 丁明，韓平平.加權(quán)拓?fù)淠Ｐ拖碌男∈澜珉娋W(wǎng)脆弱性評估[J].中國電機工程學(xué)報，2008，28（10）：20-25.

[8] Aggarwal，K.；Gupta，J.；Misra，K.A Simple Method for Reliability Evaluation of a Communication SystemJ].Communications，IEEE Transactions on Volume 23，Issue 5，May 1975 Page（s）:563-566.

[9] 陳子岐，朱必文，劉峙山.圖論[M].北京：高等教育出版社，1990.

[10] 王錫凡.電網(wǎng)可靠性評估的隨機網(wǎng)流模型[J].電力系統(tǒng)自動化，2006，30（12）：1-6，22.

篇6

【關(guān)鍵詞】線損，節(jié)能，發(fā)電量

中圖分類號：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

一、前言

線損管理涉及面廣，跨度加大，是一項政策性、技術(shù)性很強的綜合性工作。為適應(yīng)電力企業(yè)由計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟的轉(zhuǎn)變，搞好電力供應(yīng)，減少供電損失，向客戶提供優(yōu)質(zhì)、價廉、充足的電力，提高企業(yè)自身經(jīng)濟效益，必須加強電網(wǎng)的線損管理工作。

二、線損的組成和計算方法

1、線損的組成

（一）技術(shù)上的線損

在輸送電力網(wǎng)和電能分配的時候，不可避免的會出現(xiàn)一部分損耗，其直接的原因是當(dāng)時電力網(wǎng)的負(fù)荷情況和供電設(shè)備的參數(shù)異常，通常這部分正常合理的電能消耗就可以叫做技術(shù)線損，也可以叫做理論線損。

（二）管理上出現(xiàn)線損

在電力營銷的運作過程中，為準(zhǔn)確計量和統(tǒng)計，需要安裝若干電能表、互感器等計量裝置和表計，不同程度的誤差與這些裝置與表計都有關(guān)系。與此同時，由于用電抄收人員的素質(zhì)關(guān)系，又會出現(xiàn)估抄、漏抄和不按規(guī)定同期抄表的現(xiàn)象，再加上管理工作不善，執(zhí)行力度不夠，存在部分透漏和少量自用及其他不明因素造成的各種損失。這類損失，歸根到底是我們管理不善引起的，所以稱之為管理線損。

2、按損耗特點可以分為以下幾個方面：

（一）可變損耗

可變損耗指的是跟電網(wǎng)中的負(fù)荷電流有關(guān)隨其大小而變化的損耗，其中包括導(dǎo)線中的損耗，變壓器繞組中的銅損，電流表和電度表電流線圈中的損耗等。

（二）固定損耗

固定損耗指的是電網(wǎng)中的負(fù)荷電流沒有任何關(guān)系但是不隨其變化的一種損耗。

（三）不明損耗

不明損耗系實際是指線損與理論線損之差的一種損耗。

3、線損的的計算方法

（一）均方電流值計算損耗

分析實際運行情況可以得出，輸送功率P是隨時間變化的，因此P是時間t的函數(shù)，即：

P＝P（t）

進(jìn)一步考慮P（t）可知，形成P（t）的因數(shù)I，U，cosφ的φ角都是隨時間變化的，即：

I=I（t）

U＝U（t）

cosφ= cos[φ(t)].

假設(shè)cosφ及U不變，那么在輸電元件R中流過電流I（t）時，在時間T內(nèi)損耗電能A，

A＝ I2（t）Rdt

通常的看，只有在特殊情況下，才能求出I＝I（t）的表達(dá)式。實際上，對于大多數(shù)情況可以用離散型分布函數(shù)來近似地求出A，即，以每小時運行人員抄錄的電流值Ii作為這一小時內(nèi)的平均電流值，近似地認(rèn)為這一小時內(nèi)電流未發(fā)生變化，則這一小時內(nèi)的電能損耗為：

A i＝ Ii2 R×I

式子末尾的1表示1小時，從而A i的量綱就成為電能的量綱。當(dāng)明確這一點時，可以不必寫出 ×1．當(dāng)測計期T內(nèi)有幾個電流值時，總的損耗A為：

A＝

令I(lǐng)J2為每小時電流平方的平均值，即：

IJ2＝

顯然

nIJ2=

于是A= nIJ2R (1)

這個式子表明，當(dāng)一個供電元件的電阻R為已知時，n小時的總損耗可見用均方電流值求得。

（二）用最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax和損耗小時數(shù)τ表示負(fù)荷特性及計算損耗

最常用的是同負(fù)荷曲線，負(fù)荷曲線具有周期性。除去用負(fù)荷曲線來描述負(fù)荷的特性以外，最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax也是一種描述方法。

設(shè)某元件的全年供電量為A，元件的送電功率P（t）的最大值為Pmax則全年最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax的定義為：

Tmax＝(2)

定義式表明，若以最大負(fù)荷均恒地供電、則在Tmax小時內(nèi)就能完成全年供電量A。最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax在全年意義上描述負(fù)荷的特性。下面敘述它和損耗小時數(shù)τ的關(guān)系。 類似最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax二，設(shè)全年供電損失電量為A，損耗功率P=P（t）的最大值為P,max則全年供電損耗小時數(shù)τ的定義為：

τ=(3)

當(dāng)元件R輸送功率為最大功率Pmax時，固cosφ假定不變，輸電電流I=I(t)也出現(xiàn)最大值Imax,于是Pmax=I2maxR

故A＝I2maxRτ(4)

由此可見對于已知元件電阻R及最大負(fù)荷電流Imax的情況來說，只要知道了就能求出該元件的全年損耗A，通常對于供電完成之后的情況，最大負(fù)荷電流是一定知道的。即使對于供電完成之前預(yù)測線報電量，也要給出最大負(fù)荷Pmax,從而 Imax也是可以知道的。于是關(guān)鍵在于如何求損耗小時數(shù)τ。

二、當(dāng)前供電企業(yè)線損管理存在的問題

1、不合理的配電網(wǎng)布局和結(jié)構(gòu)

較多的超供電半徑線路，超長的線路空間距離，較多的迂回和卡脖子線路供電現(xiàn)象，多而散的配電線路上負(fù)荷點，較遠(yuǎn)的配變供電點離用電負(fù)荷中心，使得主配電架空導(dǎo)線截面與載荷量選擇不相匹配。

2、使用老化和陳舊的供電設(shè)備，損耗就會嚴(yán)重

很多還在使用高能耗配電變壓器和用電設(shè)備，在一些農(nóng)村還存在早期架設(shè)的10kV線路，這是一種常見的線路損耗，而且十分嚴(yán)重。

3、配電變壓器負(fù)荷存在不平衡的狀態(tài)

空載運行時間長的配電變壓器，這些配電變壓器的固定損耗是很大的。農(nóng)閑季節(jié)白天用電負(fù)荷小，經(jīng)常輕載或空載運行，晚間則負(fù)荷較大；反之，則相反。還有配電變壓器容量和實際用電負(fù)荷不匹配的現(xiàn)象存在。

4、使用電能計量裝置的時候也會造成損耗

因為負(fù)荷變動大的大量用電客戶，而實際負(fù)荷率偏小，電流互感器配比偏大。下降了電壓互感器二次壓降過大造成的計量精度，照明戶的表，大量由于設(shè)備老化存在著計量精度不合格且偏慢的現(xiàn)象。

三、線損管理方法

篇7

摘要：

抽水蓄能電站具有優(yōu)良的調(diào)峰填谷能力，能夠有效解決電力系統(tǒng)接入風(fēng)電容量超過一定比例后引起的調(diào)峰及棄風(fēng)問題．詳細(xì)介紹了應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電中的抽水蓄能電站的系統(tǒng)構(gòu)成及其基本原理，綜合考慮發(fā)電效率問題，推導(dǎo)出抽水蓄能機組容量規(guī)劃的計算方法，并針對某一抽水蓄能電站的容量進(jìn)行設(shè)計．

關(guān)鍵詞：

抽水蓄能；風(fēng)力發(fā)電；機組容量

0引言

在全球生態(tài)環(huán)境不斷惡化、化石能源逐漸枯竭的今天，風(fēng)電作為一種重要的可再生、清潔能源，已經(jīng)成為解決全球性能源問題不可或缺的重要力量［1－2］．但由于風(fēng)能存在間歇性、隨機性及不穩(wěn)定性［3－4］等特點，當(dāng)接入電網(wǎng)的風(fēng)電容量超過一定比例后，會對電力系統(tǒng)的安全運行造成一定程度的影響，如在負(fù)荷低谷的大風(fēng)時段，將導(dǎo)致大面積棄風(fēng)現(xiàn)象發(fā)生，造成能源的浪費．抽水蓄能電站以其調(diào)峰填谷的獨特運行特性［5－6］，在負(fù)荷低谷的大風(fēng)時段，將風(fēng)能通過蓄水的方式進(jìn)行儲存，在負(fù)荷高峰時段再將儲存的能量輸送到電網(wǎng)中去，在大大減少了資源浪費的同時保證了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，成為我國電力系統(tǒng)有效的、不可或缺的調(diào)節(jié)工具．

1抽水蓄能原理及系統(tǒng)構(gòu)成

作為間接存儲電能的一種方式，抽水蓄能電站可以幫助電網(wǎng)解決負(fù)荷高峰和低谷之間的電力供需矛盾．如圖1所示，在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期，多余的電力帶動抽水泵把下水庫位的水抽到上水庫位，將其以重力勢能的形式存儲起來，當(dāng)在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期，存儲在上水庫位的水力帶動水力發(fā)電機組來發(fā)電，與其他電源一起向電網(wǎng)輸電，滿足高峰電網(wǎng)時的負(fù)荷需求．雖然在此次抽水蓄能中部分能量會在能量轉(zhuǎn)化過程中流失，但與其他相比，使用抽水蓄能電站要比增建煤電火電發(fā)電設(shè)備來滿足負(fù)荷高峰和低谷期的起停調(diào)峰等經(jīng)濟效益更好．除了調(diào)峰外，抽水蓄能電站還具有調(diào)頻、調(diào)相和事故旋轉(zhuǎn)備用等多種功能．作為電網(wǎng)運行管理的一個重要工具，保障了電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行．從這個意義上講，抽水蓄能電站相當(dāng)于一個能量儲存裝置，充分利用水作為能量載體，對電能在時間和空間上進(jìn)行重新分配，以協(xié)調(diào)電網(wǎng)的發(fā)電出力和電力負(fù)荷在時間和空間上的不匹配問題，從而使整個電力系統(tǒng)達(dá)到安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行．

2抽水蓄能機組容量規(guī)劃方法

2．1調(diào)峰容量比的定義

機組正常運行時，其發(fā)電范圍受最小技術(shù)出力和最大技術(shù)出力的約束．其中最小技術(shù)出力一般在額定出力的70％，少數(shù)機組可達(dá)到60％或50％．調(diào)峰容量比的定義為機組可靈活變化的容量數(shù)值與其額定容量之比．RG＝Pmax－PminPe×100％．（1）式中：RG為發(fā)電機組的調(diào)峰容量比（％）；Pe為發(fā)電機組的額定發(fā)電出力（MW）；Pmax為發(fā)電機組的最大技術(shù)出力（MW），多數(shù)火電機組其最大技術(shù)出力與額定出力相等；Pmin為發(fā)電機組的最小技術(shù)出力（MW）．按式（1）類推，可得到系統(tǒng)綜合調(diào)峰容量比，即系統(tǒng)中所有運行機組的可調(diào)節(jié)容量占到這些機組額定總?cè)萘康谋戎担甊s＝∑i（Pi．max－Pi．min）∑iCi，（2）式中：Rs為系統(tǒng)需求的綜合調(diào)峰容量比；Pi．max，Pi．min分別為機組i的最大、最小有功出力；Ci為機組i的裝設(shè)容量．

2．2抽水蓄能電站容量規(guī)劃方法

在以火力發(fā)電為主的電力系統(tǒng)中，系統(tǒng)綜合調(diào)峰容量比大多小于50％，若此時系統(tǒng)中有部分核電機組或（供熱期的）熱電機組等基荷機組，則綜合調(diào)峰容量比將更小．因此，只有電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差占到最大負(fù)荷的比例小于或等于系統(tǒng)的綜合調(diào)峰容量比時，系統(tǒng)的調(diào)峰矛盾才能夠得以解決．由于以火電為主的系統(tǒng)其實際負(fù)荷無法滿足這一要求，而抽水蓄能電站機組的調(diào)峰容量比可達(dá)到200％，因此其裝設(shè)容量應(yīng)以能夠滿足系統(tǒng)所需綜合調(diào)峰容量比為基本條件．則系統(tǒng)中抽水蓄能電站的裝設(shè)容量的計算公式為RD＝（PD．max－PP－S）－（PD．min＋PP－S）PD．max－PP－S，可得到PP－S＝（1－Rs）PD．max－PD．min2－RD．（3）式中：PP－S為抽水蓄能電站裝設(shè)容量（MW）；RD為扣除抽水蓄能電站發(fā)電和抽水容量之后系統(tǒng)需求的綜合調(diào)峰容量比（％）；PD．max，PD．min分別為系統(tǒng)最大、最小負(fù)荷需求（MW）．式（3）實際上并未解決抽水蓄能電站容量確定的問題，抽水蓄能機組在運行時還需滿足另一項約束條件，即抽水電量與發(fā)電電量比，也就是電站發(fā)電效率的問題．如圖2所示，陰影面積分別表示抽蓄機組的發(fā)電量和抽水用電量，而它們之比為電站發(fā)電效率，抽蓄機組的發(fā)電效率大致在70％～80％之間，并且由于發(fā)電、抽水運行時間的不同，發(fā)電容量P1－P2在實際中不可能同抽水容量P3－P4相等，所以式（3）應(yīng)改為RD＝（PD．max－PP－S1）－（PD．min＋PP－S2）PD．max－PP－S，ηP－S＝EgEu烅烄烆．（4）式中：PP－S1為抽水蓄能電站發(fā)電容量（MW），PP－S2為抽水蓄能電站抽水容量（MW），ηP－S為抽水蓄能電站的發(fā)電效率，Eg為抽水蓄能電站發(fā)電量（MWh），Eu為抽水蓄能電站抽水用電量（MWh）．抽水蓄能機組發(fā)電后，會改善電力系統(tǒng)中常規(guī)火電機組的出力曲線，使常規(guī)火電機組低谷出力上升，高峰出力下降，最極端的狀況是使常規(guī)機組出力保持恒定．取目標(biāo)年中典型日負(fù)荷曲線，將使典型負(fù)荷日常規(guī)火電機組恒定出力所需要的抽水蓄能電站機組容量作為電站最大裝設(shè)容量，以在典型負(fù)荷日滿足常規(guī)火電機組基本調(diào)節(jié)容量作為電站的最小裝設(shè)容量，則抽水蓄能電站的裝設(shè)容量范圍為PP－S．min≤PP－S≤PP－S．max．（5）式中：PP－S．min，PP－S．max分別為抽水蓄能機組在最小、最大峰谷負(fù)荷日需裝設(shè)的容量．

3算例分析

按照電網(wǎng)規(guī)劃目標(biāo)的最大負(fù)荷、最小負(fù)荷、年負(fù)荷曲線確定電網(wǎng)典型負(fù)荷曲線，該負(fù)荷曲線如表1所示，表2為系統(tǒng)當(dāng)前機組構(gòu)成．通過表1和表2可得到系統(tǒng)當(dāng)前綜合調(diào)峰容量比為36．44％，低于系統(tǒng)所要求的40．25％．表3為在典型負(fù)荷曲線下P－S機組的年運行時間（以1500h計算）及對系統(tǒng)常規(guī)火電機組調(diào)峰容量比的影響，其中調(diào)峰容量比的計算如式（4）所示．根據(jù)系統(tǒng)提出的負(fù)荷峰谷差率40．25％的要求，可以確定抽水蓄能電站的裝機容量應(yīng)該不小于400MW．

4結(jié)語

針對風(fēng)力發(fā)電間歇性、隨機性的特點，構(gòu)建抽水蓄能電站，充分利用其優(yōu)良的調(diào)峰填谷能力，有效解決電力系統(tǒng)中調(diào)峰及棄風(fēng)問題．介紹了抽水蓄能電站的基本原理及其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對抽水蓄能機組容量進(jìn)行分析及設(shè)計，為后期抽水蓄能電站和大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電聯(lián)合運行模型的建立提供有效的理論依據(jù)．

參考文獻(xiàn)：

［1］李軍軍，吳政球，譚勛瓊，等．風(fēng)力發(fā)電及其技術(shù)發(fā)展綜述［J］．電力建設(shè)，2011，32（8）：64－72．

［2］羅承先．世界風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀與前景預(yù)測［J］．中外能源，2012，17（3）：24－31．

［3］魏希文，邱曉燕，李興源，等．含風(fēng)電場的電網(wǎng)多目標(biāo)無功優(yōu)化［J］．電力系統(tǒng)保護與控制，2010，38（17）：108－111．

［5］楊騰棟．風(fēng)光互補抽水蓄能電站研究現(xiàn)狀［J］．貴州電力技術(shù)，2014，17（7）：21－23．

篇8

本文以線損實測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，給出線損的定義、分類及產(chǎn)生的原因，運用線損理論計算方法分析線損的成因和線損構(gòu)成，針對性地提出降損策略，制定相應(yīng)的降損改造方案。

【關(guān)鍵詞】線損 成因分析 線損構(gòu)成 降損策略

1 線損的定義及其分類和產(chǎn)生的原因

1.1 線損的定義

電廠輸送出來的電能，通過電力網(wǎng)的輸電線路、變電站、配電網(wǎng)及用戶設(shè)備，要消耗一定數(shù)量的電能，這種消耗掉的電能稱為線損。

當(dāng)電力網(wǎng)中的線損用電能損失的形式表示時，就體現(xiàn)為線損電量。線損電量通常是根據(jù)電能表所計量的總供電量與客戶售電量相減得出，即：

線損電量=供電量―售電量（1.1）

1.2 線損的分類

線損按其性質(zhì)可分為技術(shù)線損和管理線損兩大類。

1.2.1 技術(shù)線損

技術(shù)線損又可分為不變線損和可變線損。

一般不隨負(fù)荷變動而變化，只要設(shè)備在線運行，就有損耗電能，這一部分損失認(rèn)為是不變線損。

電網(wǎng)中電氣設(shè)備的不變線損主要包括：

（1）發(fā)電廠、變電站的升壓變壓器和降壓變壓器以及配電變壓器的鐵損；

（2）電纜和電容器的介質(zhì)損失；

（2）計量設(shè)備的電度表電壓線圈損失；

（4）電網(wǎng)設(shè)備中的調(diào)相機、調(diào)壓器、電抗器、消弧線圈及PT等設(shè)備的固定損失（即鐵損）及絕緣子的損失；

（5）電能通過電力網(wǎng)的損失隨負(fù)荷電流的變動而變化的，它與電流的平方成正比，電流越大，損失越大，這一部分損失認(rèn)為是可變線損。

電暈損耗。

電網(wǎng)中電氣設(shè)備的可變損失主要包括：

（1）發(fā)電廠、變電站的升壓變壓器和降壓變壓器以及配電變壓器銅損（即電流流經(jīng)線圈的損失）；

（2）輸電線路、配電線路的銅損（即電流通過線路的損失）；

（3）電網(wǎng)設(shè)備中的調(diào)相機、調(diào)壓機、電抗器、消弧線圈及CT等設(shè)備的可變損失（即銅損）；

（4）計量設(shè)備的電度表電流線圈的損失；

1.2.2 管理線損

所謂管理線損是指由于管理方面的原因而產(chǎn)生的電能損耗，其數(shù)值等于實際線損與理論線損之差值。該種損耗大部分是由于人為因素造成的，有不確定性，難以用儀表和計算方法確定，只能由抄表統(tǒng)計電量確定，其中包括用戶違章用電的損失、漏電損失、抄表員錯抄表所造成的損失以及計量表計誤差超限所造成的損失等。

另外，根據(jù)供電設(shè)備的參數(shù)和電力網(wǎng)當(dāng)時的運行負(fù)荷情況，由理論計算得出的線損，叫理論線損，又稱技術(shù)線損。

1.3 線損產(chǎn)生的原因

線損產(chǎn)生的原因主要有以下幾方面：

（1）理論線損主要是配電線路，主、配電變壓器用電計量表在電網(wǎng)運行過程中所造成的損耗。

（2）電網(wǎng)布局和結(jié)構(gòu)不合理。主要表現(xiàn)在超供電半徑，線路距離超長。

（3）配電變壓器的負(fù)荷不平衡。主要表現(xiàn)在空載運行時間長，固定損耗大。負(fù)荷峰谷差大，線損率高。還存在著配電變壓器容量與實際用電負(fù)荷不匹配現(xiàn)象。

（4）無功補償不足。很多用戶不具備無功就地補償能力或無功能量補償不足，因而從配電網(wǎng)大量吸收無功功率，用電設(shè)備容量較多地被無功容量占用，設(shè)備承載率低。

2 理論線損計算方法的選擇

在計算理論線損時，本文提出了兩種理論線損計算方法，即電量法和前推回代潮流計算方法。這兩種方法充分利用了監(jiān)控終端（FTU、TTU）的實測數(shù)據(jù)，以區(qū)段為單位進(jìn)行理論網(wǎng)損的計算。線損的大小與電源的布局、負(fù)荷分布、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、運行方式、電壓等級的技術(shù)性能因素有關(guān)，并與調(diào)度、運行、檢修等管理水平有關(guān)，因此應(yīng)對電能損耗進(jìn)行深入的分析。分析內(nèi)容可按實時、正點、日、月分時段或累計時段進(jìn)行，并與計劃值、同期同口徑值、理論計算值分重點、分壓、分線、分臺區(qū)進(jìn)行比較分析。

2.1 高壓輸電網(wǎng)線損理論計算選擇

由于35KV及以上高壓輸電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對簡單，輸送負(fù)荷大，對線損計算精度要求高。對于35KV輸電網(wǎng)線損理論計算分為：輸電線路中電阻損耗、變壓器空載損耗和負(fù)載損耗三部分；而對于110KV及以上線路除了35KV的損耗外還存在線路的電暈損耗和線路絕緣子泄露損耗。由于輸電網(wǎng)的線損是指整體輸電網(wǎng)絡(luò)單位時間的電能損失對時間的積分，因此高壓輸電網(wǎng)線損理論計算方法有：代表日線損理論計算、全月線損理論計算，全年線損理論理計算。輸電網(wǎng)由于表計安裝充足，計量儀器和各種測量裝置齊全，線路和變壓器容量大，輸送負(fù)荷大，對線損計算精度要求高，因此應(yīng)采用具有收斂性好、速度快等優(yōu)點的前推回代潮流的方法來進(jìn)行線損理論計算。

2.2 配電網(wǎng)線損理論計算選擇

配電網(wǎng)線損是整條電力網(wǎng)線損的重要組成部分。配電系統(tǒng)的特點是：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為輻射狀、設(shè)備型號多、主饋線支路多、以及所接的配電變壓器數(shù)量相當(dāng)可觀、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。目前，配電網(wǎng)線損的計算方法主要有：按電量求阻法、按容量求阻法、線損首端負(fù)荷曲線特征系統(tǒng)法、均方根電流法、最大電流法、平均電流法、線路等值電阻法等等。由于配電網(wǎng)儀器設(shè)備安裝不夠齊全，分支路的電參量數(shù)據(jù)往往無法獲取，因此配電網(wǎng)的電能損耗計算通常采用近似簡化算法。在原理上這些方法采用了對配電線路和變壓器等值電阻的計算方法，一般認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點的負(fù)荷特征系數(shù)與首端相同，不考慮沿線的電壓損失對能耗的影響。

3 降損改造方案制定策略

3.1 無功補償方案制定

在分析電網(wǎng)電能質(zhì)量和無功潮流分布最優(yōu)的基礎(chǔ)上，計算無功補償方案的需要投資評價無功補償?shù)慕?jīng)濟效益，制定無功補償方案策略，有選擇的采用一種或多種補償方式：配電站集中補償（隨器補償）、線路末端補償（隨線補償）、低壓集中補償（隨器補償）、低壓設(shè)備就地補償（隨機補償）。

3.2 提高電網(wǎng)經(jīng)濟運行水平

以降低電網(wǎng)技術(shù)線損為重點，加強電網(wǎng)運行管理，提高電網(wǎng)經(jīng)濟運行水平。深入分析配變經(jīng)濟運行區(qū)域，比較線路負(fù)荷電流分布和經(jīng)濟負(fù)荷電流，確定變壓器運行最佳容量和線路經(jīng)濟運行方案，通過平衡變壓器低壓側(cè)相間負(fù)載、調(diào)整變壓器運行電壓、提高線路末端電壓和功率因數(shù)，降低線路損耗。加強配電網(wǎng)三相負(fù)荷平衡工作，及時調(diào)整低壓側(cè)三相負(fù)荷，減少電能損耗，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)束語

配電網(wǎng)線損是一個綜合性的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，它不但可以反映電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運行方式的合理性，而且可以反映電力企業(yè)的技術(shù)水平和管理水平。加快電網(wǎng)建設(shè)，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高電網(wǎng)經(jīng)濟運行水平，幫助工作人員及時發(fā)現(xiàn)管理中存在的問題，提高線損管理水平，具有重要的社會意義。

篇9

Abstract： This article leads to effective measure for eliminating harm of harmonics from thermal power plant which is active power filter （APF） by analyzing how harmonics are produced. And， this article provides emprical formula which makes choice for APF more reasonable， accordingly reduces harm of harmonics.

關(guān)鍵詞：諧波；有源電力濾波器（APF）；諧波電流

Key words： harmonics；active power filter （APF）；harmonic current

中圖分類號：TH132.43 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）11-0026-02

0 引言

諧波是現(xiàn)代電子的副產(chǎn)品，當(dāng)大量個人計算機（單相負(fù)荷）、UPS、變頻設(shè)備或能夠?qū)⒔涣鬓D(zhuǎn)換成直流的電子設(shè)備使用時，就產(chǎn)生了大量諧波。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，和國家節(jié)能減排工作的深入推進(jìn)，火力發(fā)電廠的廠用電設(shè)備越來越多的用到變頻裝置，且單機容量較大，這類非線性負(fù)載會產(chǎn)生大量諧波電流，并進(jìn)入廠用電系統(tǒng)，對系統(tǒng)內(nèi)各種用電設(shè)備包括變壓器、電動機、電纜等均會造成不同程度的危害，因此消除或抑制諧波危害就顯得十分必要。

1 諧波的定義、產(chǎn)生的機理及危害

1.1 諧波的定義 諧波是具有50Hz整數(shù)倍頻率的周波的組成部分，其頻率是基波頻率的倍數(shù)。特性諧波由電路中整流器的數(shù)量決定，有以下公式：

H=（n×p）±1

其中：n整數(shù)（1、2、3、4）；p 整流器或脈沖數(shù)量。

1.2 諧波產(chǎn)生的機理 “線性”和“非線性”定義了電流與電壓波形之間的關(guān)系。線性負(fù)荷具有連續(xù)的電流，電壓、電流之間具有線性關(guān)系。非線性負(fù)荷具有非連續(xù)的電流，因此與電壓波形是不對應(yīng)的。

非線性負(fù)荷產(chǎn)生諧波（在電流曲線上產(chǎn)生突然短脈沖），而不是平滑的正弦曲線（見圖1）。

更進(jìn)一步的說，正是應(yīng)用了前端整流器設(shè)計，才導(dǎo)致所有的變頻設(shè)備產(chǎn)生諧波。圖2示例了一個典型的6脈沖整流器。

變頻設(shè)備產(chǎn)生的諧波，其程度和幅值是由其本身設(shè)計以及非線性負(fù)荷與所聯(lián)配電系統(tǒng)阻抗的關(guān)系決定的。設(shè)備之前的電源線路阻抗決定了反饋到配電系統(tǒng)的諧波電流、電壓的幅值和振幅。圖3說明了這種關(guān)系。

此外，通過配電阻抗反饋的畸變電流引起了電壓降或諧波電壓畸變，其關(guān)系與配電系統(tǒng)的故障電流、阻抗是成比例的。

1.3 諧波的危害 電壓過高或諧波畸變能夠?qū)е屡潆娤到y(tǒng)及其供電的設(shè)備出現(xiàn)各種問題，諸如電容器壽命減少、斷路器誤跳閘、變壓器損耗增加等。

2 諧波的治理措施

按照諧波產(chǎn)生及危害的領(lǐng)域，可分為主母線側(cè)諧波和終端用戶側(cè)諧波。

主母線側(cè)諧波的主要影響范圍是電力變壓器、配電主設(shè)備等。終端用戶側(cè)諧波的主要影響范圍是計算機、節(jié)能燈、控制及精密測量容量小。針對火電發(fā)電廠，本文主要介紹主母線側(cè)諧波的治理措施。

在火電發(fā)電廠中，當(dāng)變壓器帶有較多變頻裝置時，比如空冷變壓器帶有風(fēng)機變頻，變壓器主母線側(cè)就存在諧波，諧波次數(shù)在2～40，諧波頻率在100Hz～2kHz。此時諧波能量大，對設(shè)備有明顯物理損傷，諧波源較為單一，衰減較快時不干擾控制設(shè)備。為了消除主母線側(cè)諧波，采用有源電力濾波器（APF）是目前相當(dāng)有效的方法。

將APF以并聯(lián)的方式接入電網(wǎng)，實時監(jiān)測電網(wǎng)中由非線性負(fù)荷產(chǎn)生的電流波形，濾除其中的基波部分，并將剩余的部分反相，再通過IGBT變換器將反相電流注入到電網(wǎng)中，實現(xiàn)抑制諧波、動態(tài)補償無功的功能。

某型APF產(chǎn)品的工作原理如圖4所示。

關(guān)于APF的詳細(xì)內(nèi)容可參見文獻(xiàn)1，本文不再贅述。

為了更好地消除、抑制諧波，那么合理地選擇APF就變得很重要，而諧波電流則是進(jìn)行合理選擇的必要條件。

3 諧波電流的計算

由于諧波電流計算涉及到諸多因素，尤其是在實際發(fā)生的現(xiàn)場更為復(fù)雜，很多設(shè)備即使諧波源，同時也是吸收諧波的消諧裝置。在這種情況下，收集到完整的電氣設(shè)備諧波數(shù)據(jù)是很困難的，在此提出諧波電流計算的經(jīng)驗公式，以滿足工程設(shè)計要求；

ITHD=k1×k2×THDi■（1）

ITHD：諧波電流，單位：A；

k1：負(fù)荷率，即計算負(fù)荷占變壓器額定容量的比例，通常在0.5～0.8之間；

k2：綜合治理系數(shù)，通常在0.2～01.0之間；

S：變壓器額定榮，單位：kVA；

THDi：諧波電流畸變率，通常在10%～35%之間。

k2的定義及選取。供電系統(tǒng)中的變頻設(shè)備不同，容量不同，接線形式不同，那么，諧波產(chǎn)生后，同樣會相互作用，同時，以功率因數(shù)校正為主的補償裝置也會與諧波相互作用，有吸收，也有震蕩，故設(shè)置k2系數(shù)。根據(jù)火電發(fā)電廠中的變頻設(shè)備類型、數(shù)量，k2取值在0.6～0.8。

根據(jù)工程經(jīng)驗，THDi的取值在20%～25%。變頻器數(shù)量較多時，可取值在25%～35%。

例如，某火力發(fā)電廠，一臺空冷變壓器的額定容量為2500kVA，負(fù)荷率k1為0.8，綜合治理系數(shù)k2取0.7，諧波電流畸變率取25%。

由公式（1），得

ITHD=0.8×0.7×25%■=505.2A

得出估算的諧波電流值，便可進(jìn)一步選出適當(dāng)?shù)腁PF產(chǎn)品，從而避免了諧波電流值估算過大或過小，從而影響APF的諧波消除效果。

4 結(jié)束語

今天，隨著節(jié)能減排工作的深入開展，越來越多的火力發(fā)電廠設(shè)備開始使用變頻裝置，這些變頻裝置通常單機容量較大，其產(chǎn)生的諧波對廠用電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行造成了較大影響。作為一種有效的諧波治理措施，有源電力濾波（APF）的應(yīng)用，可以很大程度上減少這種諧波的危害。為了更加合理的選擇APF，本文提出了一個諧波電流計算的經(jīng)驗公式，對火電發(fā)電廠的工程設(shè)計具有積極的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]王兆安，劉進(jìn)軍主編.《電力電子技術(shù)》第5版.機械工業(yè)出版社出版.

[2]馬勝利.變配電系統(tǒng)中的諧波治理.價值工程雜志，2012（05）.

篇10

關(guān)鍵字：供電數(shù)量；大客戶負(fù)荷；負(fù)荷計算；合理預(yù)測

中圖分類號：TU996文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1.引言

近年來，計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，在掀起全球信息化浪潮、推動經(jīng)濟全球化進(jìn)程的同時，對全球電力企業(yè)的發(fā)展、管理和服務(wù)，尤其是我國帶來了重大的影響。電力作為維持國民經(jīng)濟發(fā)展的經(jīng)濟命脈之一，在人類社會從以產(chǎn)品為導(dǎo)向時代轉(zhuǎn)變?yōu)橐钥蛻魹閷?dǎo)向時代的今天，客戶的選擇決定著企業(yè)的命運，當(dāng)然我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，保持電力生產(chǎn)穩(wěn)步增長也已經(jīng)成為了一種趨勢，作為面向社會各行各業(yè)、服務(wù)千萬家的電力企業(yè)，客戶也是企業(yè)發(fā)展的重中之重。作為電力企業(yè)如何在競爭中處于不敗地位，如何做到既能滿足客戶的需求又不浪費人力物力，電力企業(yè)就要做到對市場需求的總體把握，做好對市場負(fù)荷指標(biāo)的分析，對未來市場的合理預(yù)測并作出相應(yīng)調(diào)整措施。

2.我國電力的現(xiàn)狀和前景

近年來，我國電力供應(yīng)緊張狀況雖有緩和但是與富裕的國民生活水平對電力的要求還相差一段距離，我國電網(wǎng)的安全性沒有保障，可靠性低，，損耗大，自動化水平不高，電網(wǎng)調(diào)峰容量不足，供電質(zhì)量差，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)21世紀(jì)信息時代對電力供應(yīng)的質(zhì)量、數(shù)量的要求。電力工業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展中最重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，是關(guān)系國計民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟的第一基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是世界各國經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略中的優(yōu)先發(fā)展重點。當(dāng)然，作為一種基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)與先進(jìn)的生產(chǎn)力，電力行業(yè)對促進(jìn)國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和社會進(jìn)步起到重要作用。電力的合理運用與社會經(jīng)濟和社會發(fā)展有著十分密切的關(guān)系，它不僅是關(guān)系國家經(jīng)濟安全的戰(zhàn)略大問題，而且與社會穩(wěn)定密切，與人們的日常生活息息相關(guān)。在我們進(jìn)入21世紀(jì)后，我國電力仍應(yīng)該以較高的速度和更大的規(guī)模發(fā)展，電源和電網(wǎng)建設(shè)的任務(wù)仍應(yīng)進(jìn)行，在此同時，電力的發(fā)展還要合乎我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，并受到環(huán)境的嚴(yán)重制約，使之在技術(shù)上、管理上適應(yīng)電力市場化體制和競爭需要，有效控制電力生產(chǎn)成本，；將迎接全球和地區(qū)經(jīng)濟一體化挑戰(zhàn)，使電網(wǎng)互聯(lián)范圍不斷擴大。合理降低電力產(chǎn)品稅率在未完全實現(xiàn)電力商品的市場化運營之前，應(yīng)像其他經(jīng)濟發(fā)達(dá)國家一樣，我國應(yīng)把電力事業(yè)視為公益事業(yè)，實行低稅率，將電力產(chǎn)品的增值稅調(diào)到10% 以下為宜。

3.城區(qū)電力大客戶負(fù)荷指標(biāo)分析

3.1.電力系統(tǒng)負(fù)荷的構(gòu)成

電力系統(tǒng)的負(fù)荷就是系統(tǒng)中千萬個用電設(shè)備消費功率的總和。它們大致分為異步電動機、同步電動機、電熱電爐、整流設(shè)備、照明設(shè)備等幾大類。不同行業(yè)中，這些用電設(shè)備占的比重也不同。在城區(qū)供電中，供電公司大客戶在負(fù)荷計算中占很大比重，所以它們在供電網(wǎng)絡(luò)中往往起到?jīng)Q定性作用。

3.2.負(fù)荷曲線的設(shè)定與分析

負(fù)荷曲線是指在某一時間段內(nèi)描繪負(fù)荷隨時間的推移而變化的曲線。

在大客戶供電負(fù)荷指標(biāo)分析中，我們要按負(fù)荷性質(zhì)繪制有功和無功的負(fù)荷曲線；按負(fù)荷持續(xù)時間可繪制日、月和年的負(fù)荷曲線；按負(fù)荷在電力系統(tǒng)內(nèi)的地點可繪制個別用戶、電力線路、變電所、發(fā)電廠乃至整個地區(qū)、整個系統(tǒng)的負(fù)荷曲線。將這幾方面負(fù)荷曲線綜合在一起就可表明負(fù)荷曲線發(fā)與供的全部特性。分析負(fù)荷曲線可以了解負(fù)荷變動的規(guī)律。從工廠來說，可以合理地、有計劃地安排車間、班次或大容量設(shè)備的用電時間，從而降低負(fù)荷高峰，填補負(fù)荷低谷，這種“削峰填谷”的辦法可使負(fù)荷曲線比較平坦，調(diào)整負(fù)荷既提高了供電能力，也是節(jié)電的措施之一。

（1）全年消耗的電量AY為

全日消耗的電量AD為

（2）年最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax

（3）平均負(fù)荷Pav

（4）負(fù)荷率，平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值

有功負(fù)荷率

無功負(fù)荷率

3.3.負(fù)荷計算

就是在已知用電設(shè)備性質(zhì)、容量等條件的情況下，按照一定的方法和規(guī)律，通過計算確定的電力負(fù)荷。它包括有功計算負(fù)荷、無功計算負(fù)荷、視在計算負(fù)荷和計算電流、尖峰電流等內(nèi)容。

對于同一類型的用電設(shè)備組、同一類型車間或同一類企業(yè)，其負(fù)荷曲線具有相似的形狀。因此，典型負(fù)荷曲線就可作為負(fù)荷計算時各種必要系數(shù)的基本依據(jù)。利用這種系數(shù)，根據(jù)工廠所提供的用電設(shè)備容量、將其變換成電力設(shè)備所需要的假想負(fù)荷――計算負(fù)荷。

計算負(fù)荷可以為供電公司選擇供電系統(tǒng)中的導(dǎo)線和電纜截面積，并且確定變壓器容量，為選擇電氣設(shè)備參數(shù)、制定提高功率因素和整定保護裝置動作值措施等提供了可靠的依據(jù)。

計算過程中所用參數(shù)：

（1）需要系數(shù)Kd

在計算負(fù)荷過程中，當(dāng)設(shè)備額定功率PN已知的條件下，只要實測統(tǒng)計出客戶用電設(shè)備組的計算負(fù)荷Pca，也就是在典型的用電設(shè)備組負(fù)荷曲線上出現(xiàn)30min的最大負(fù)荷Pmax，就可以求出需要系數(shù)Kd ，其計算定義如下：

（2）利用系數(shù)KU

利用系數(shù)的定義為：

（3）同時系數(shù)

有功同時系數(shù)：

無功同時系數(shù)：

(4) 形狀系數(shù)KZ

（5）附加系數(shù)Kf

（6）負(fù)荷持續(xù)率為一個工作周期內(nèi)工作時間與工作周期的百分比值，用表示

式中T―工作周期；

tg―工作周期內(nèi)的工作時間；

t0―工作周期內(nèi)的停歇時間。

4.結(jié)束語

為確保城區(qū)供電公司國民及工業(yè)大客戶生產(chǎn)安全用電，城區(qū)供電公司必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐陌踩髾z查活動，積極組織技術(shù)人員對轄區(qū)多家大客戶的供電線路、設(shè)備運行情況、電源配置情況等進(jìn)行全面安全檢查的同時，還要了解大客戶的用電負(fù)荷，使城區(qū)供電公司對下一季度、下一年供電數(shù)量有一定的總體把握，當(dāng)然供電公司還要對用大客戶電設(shè)備健康狀況進(jìn)行評估，技術(shù)人員應(yīng)該仔細(xì)對大客戶的每一處用電設(shè)備設(shè)施、線路、配電裝置等展開全面檢查，以防留下安全隱患。

客戶負(fù)荷分為連續(xù)性生產(chǎn)、非連續(xù)生產(chǎn)、非生產(chǎn)性負(fù)荷等多種。供電公司必須根據(jù)各個用戶不同的用電特點，為用戶量身定制用電方案，尤其大客戶，應(yīng)指導(dǎo)用戶增減變電容量，通過深入企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行全面檢查，了解重要用戶的供電與用電的安全情況，理調(diào)整用電負(fù)荷，盡量避開用電尖峰時段，多利用用電低谷時段搞生產(chǎn)，這樣使企業(yè)在用電緊張時既能保證它的連續(xù)生產(chǎn)，又能最大限度的節(jié)約用電成本。城區(qū)供電公司必須對重要客戶及大客戶的供用電做好管理工作，只有這樣，才能確保電網(wǎng)和企業(yè)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳芳元.趙方方.劉萬軍.發(fā)電側(cè)與銷售側(cè)峰谷分時電價聯(lián)動方案研究[J];電力需求側(cè)管理;2006(05).

[2] 徐方龍.謝國棟.黃蘇融.龔國芳.上海市區(qū)供電局電力負(fù)荷特性分析[J];上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2000(03).

[3] 周暉.張鴻.張廣輝.提高電網(wǎng)負(fù)荷率的措施及方法比較[J]；華北電力技術(shù);1998（12).

[4] 吳志強.吳志華.宋曉輝.王天華.城市居民負(fù)荷特性調(diào)查研究分析[A];2006電力系統(tǒng)自動化學(xué)術(shù)交流研討大會論文集[C];2006.