输配电系统中电能损耗产生的原因与分析-北极星输配电网

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当今世界，电力工业的改革使传统垄断的电力行业向开放化、竞争化转变。开放、公平的输电网络是电力市场公平竞争的必要条件。输配电系统在正常运行的同时，输电产生的电能损耗占到整个输电量的5%-10%，配电量的电能损耗更是达到一定规模。在公平竞争的电力市场环境下，需要将这些电能损耗公平的分配给所有的输配电网的用户。而如何公正合理的分配，在近年来引起了国内外学者的广泛关注，成为电力市场研究的热点。

1 输配电系统电能损耗的产生原因分析

输配电系统的电能损耗是指输电系统和配电系统运行过程中产生的网络损耗电量的总称。电能损耗的种类主要有技术损耗和管理损耗两部分组成。管理损耗量不好估计，是有输配电企业的人为或管理因素造成的，需要通过完善管理体制较少损耗。本文探讨的主要指技术损耗，输配电系统的电能技术损耗主要包括输电线路的损耗和变压器的损耗，根据损耗是否变动，又可以分为由于线路和变压器串联阻抗产生的变动损耗和与电压有关的固定损耗。

1.1 线路功率损耗

电力线路的电能损耗为相应的功率损耗与时间的乘积，线路的功率损耗与输电电路的有功功率的平方、无功功率的平方，线路线阻和输电电压有关。其中，有功功率和无功功率的平方和越大，线路线阻越大，功率损耗越大，输电电压越高，功率损耗越小。具体关系可以用以下公式表示：

其中：ΔPL指线路功率损耗;P1和Q1分别表示有功功率和无功功率;U1表示输电电压;R为线路线阻。

1.2 变压器功率损耗

变压器的功率损耗由于有双绕组变压器、三绕组变压器等种类不同，计算功率损耗的公式也不尽相同。由于电力传输过程中，有功功率和无功功率都造成功率损耗，因此在配电变压器过程中，功率损耗也可以分为有功损耗和无功损耗。变压器的功率损耗与功率因素成反比，与变压器的空载损耗、负载损耗、空载电流百分比、阻抗电压百分比成正比。

已知输配电线路的功率损耗ΔP后，一段时间内的电能损耗即为从时间0到t上对于功率损耗的定积分，表示为：

2 输配电系统电能损耗主要分配方法

输配电系统电能损耗的分配一直是国内外学者研究的热点之一，从算法上看，主要分为潮流追踪和分配系数两大类。目前，主要的分配方法有比例分配法、分配系数法、功率分解方法、基于博弈理论的Shapley值法等。

2.1 直接比例分配法

比例分配法是目前电能损耗分配最常用的方法之一，是将输电网分为若干节点，按照每个节点的发电负荷有功大小的比例分配。按比例分配的方法没有考虑负荷在输电网中的相对位置和无功对耦合影响和交易间的作用，并且需要专人指定相应的发电和负荷比例。

2.2 分配系数法

边际网损系数法是分配系数法的典型方法，是根据注入功率的单位变化引起的全部输配电网的网损变化量的大小来对各个节点进行电能损耗的分摊。该方法基于监测和灵敏度分析，同时考虑到了有功功率和无功功率对网络损耗的影响。

2.3 功率分解法

功率分解的潮流算法是将不同电源在同一线路流经的功率以及产生的功率损耗进行分解。这种分解基于电网的总损耗表达式或者支路的损耗表达式，结合按照电路定理推导的阻抗或导纳矩阵方程，进一步计算损耗的分解表达式。在数学上，这种分配不是唯一的。

原标题：输配电系统电能损耗问题浅析

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