一種關于配電系統需要和網損的分攤方法

陳筆奇

華北電力大學電氣0811班，北京 100050

一種關于配電系統需要和網損的分攤方法

陳筆奇

華北電力大學電氣0811班，北京 100050

在系統的使用和過網計算中需要用到這些因子，而且它們還能夠反映在系統入口購買的能量超過在使用點處的消費的量，從而解釋在它們兩點間產生的線損。人們之所以重新開始對這種對網損收費的成本反映的方法有興趣，就是源于世界上很多地區都解除了對電力工業的管制。

網損分配；潮流計算；有向圖

這種方法包含了使用簡單實用的潮流計算結果的圖論，把系統內部每條線路或變壓器上產生的損耗分配到使用它的用戶身上。分攤的結果要在某種程度上表現為經濟有效，需要考慮電壓等級，地理位置和用戶的消費形式。當在給定地理位置的多用戶間分攤網損時，可以實施許多不同的方案，這種方法對于需求和能量損失都適用。本文提出了在實際的配電網絡中的結果，并與傳統的網損調整因子進行了對比。

1.緒論

計算配電系統需要和能量損失的方法眾所周知。這些方法的一個重要的應用就是估計網損調整因子，特別是對于一個給定的電力公司，對于用戶之間的電能交易和電網公司之間的電能轉運，電力公司需要提供校正不斷增加的網損的機構。電力公司通常是根據用戶的峰谷和不同的季節來制定網損調整因子。這種粗線條的方法在過去被證明足夠了，但是世界許多地區解除了對電力工業的管制，這就需要在向用戶分配網損成本時有更詳細的基礎，更要考慮每個主要用戶明確的位置。

在網損分配的設計方法中，主要要遵循公平公正，根據用戶施加到系統上的負荷分配網損的原則。在系統網損的上下文中，用戶施加在系統上的負荷由很多因素決定，包括分配的名義電壓，供電網點的電氣距離，用戶需要的大小和形式都要考慮。本文提出的方法能夠準確解釋所有這些因素。

2.算法介紹

這種網損的分攤方法需要使用網絡有向圖，并考慮把每條線路和變壓器的能量損失分配到由他供電的用戶。這種方法由以下4步組成：

2.1 通過潮流方法計算網損

在有利益的時間，進行標準的潮流計算來確定系統中每條線路和變壓器的損失。需求損失可以通過在系統最大需求的狀況進行潮流計算來分配。能量損失可以通過在典型日負荷曲線上有規律的間隔執行整個進程來說明。空載損耗和負載損耗可以單獨的說明，后文將會有介紹。

2.2 網絡有向圖的組成

用標準術語說有向圖由一系列弧連接的點組成。這些分別對應于潮流電氣模型網絡中的節點和線路。有向圖可以用兩個陣列完整描述，上游節點陣列和下游節點陣列，它們分別含有在弧的始端和末端的許多點。通過潮流計算有功潮流的結果來確定每條弧的始端和末端。在提出的方法中，附加的信息存儲在每個點，很多弧流向和流出這個點。盡管這個信息很冗長，但是它改善了此方法的計算效率。

沒有流入的弧的點被標記為源點，與系統中的發電機和給進機構對應。沒有流出得弧的點被標記為譚點，與系統中的用戶負載和出口點相對應。

2.3 有向圖編號的分配

每個點都會被分配一個編號，用來表示從源點到該點的最長路徑。最長路徑的方法在電位的分配中是必需的，能夠保證配電網絡相互連接的正確。分配的過程如下所示：

2.3.1 明確源點，并分配它的編號為1。把這些點加入到源點的列表里。

2.3.2 開始主回路。

2.3.3 對于每個點：如果任何一個從一個點流入的弧在當前的源列表里：

1）如果當前的點的編號小于在源列表里的最高編號，那么給當前的點分配一個比那個最高編號大1的編號。

2）把當前的點加入一個“處理過”的點的列表。

2.3.4 如果任何一個點的編號在第三步中發生改變：

1)把處理過的點的列表加入源列表。

2)返回第二步。

2.3.5 結束。

2.4 利用有向圖進行網損分攤

網損分攤經過一個如圖1的寬度優先的樹遍歷。點根據它們的編號，按照向上的順序來進行處理。對于每個點流入弧的損耗都被分配到這個點。此外，分配到每個點上的損耗通過一個使用者指定的公式與流出該點的弧來分攤。在本文后面的部分會介紹適合的網損分攤公式。負載在這個過程中被看做是流出的弧。

詳細的網損分攤過程如下所示：

2.4.1 對于每個編號p：

對于每個編號為p的點v：

對于流入弧a：通過把網損加到a上來分攤從上游節點分攤到a上的網損積累在點v的網損。分攤的網損由使用的指定公式決定，以在a上的有功潮流為基礎，并和從上游節點的流出弧的能量潮流相比較。

2.4.2 對于每個點v：

通過應用指定的公式來分攤在負載和在點v的輸出饋線間的積累網損來決定在點v對負載的網損分攤。

圖1 通過有向圖線損分攤流程圖

3.網損分攤公式

當一個點必須與多個輸出饋線相連進行線損分配時，就需要一個合適的公式。下面就列出了一組編號的公式。假設點v的損耗必須和np個部分一起分攤。公式給出了網損Pl,v分配到用戶p上的部分。

3.1 均勻的網絡分攤

在等式（1）中，分配到給定地點的網損被均勻地分配到所有用戶。

當與本文提出的分攤方法結合時，公式的結果表明在電壓等級低處的用戶比在電壓等級高、并靠近網絡供應點的用戶會吸引更高的網損。在同一地區得到供電的用戶會分配到同樣的網損，而不考慮他們對能量的使用情況。

3.2 在基本需要下的網損分攤

在等式（2）中網損根據有功需要PD，p線性的分配到每個用戶。

由于網損是根據用戶在給定時間需要的相對大小分攤的，所以它在某種程度上反映了供電的成本，而且在經濟時期被認為很有效。

3.3 根據需求的平方分攤網損

在等式（3）中，網損根據用戶有功需要的平方來分攤。

這種分攤反映了變化的網損和系統需求的平方是成比例的事實。然而，應該注意到平方律在計算網損的潮流中已經隱含使用了。在分攤這些網損的時候再次使用平方律就很極端，會降低此方法的效率。

4.對待固定和可變損耗

這種基本的方法可以同時考慮固定和變化的損耗，也可以分別考慮。要在單一的分攤中區別固定和變化的損耗并不簡單，這是因為固定損耗由于電流牽引使系統中可變損耗增加到更高的等級，而這是難以量化的。要解決這個問題就需要對此方法進行擴充，即以疊加的形式分兩步分攤網損，先單獨解決可變損耗，然后在同時解決可變和固定損耗。固定損耗可以從兩種分攤相減分離出來。

在第一步中，固定損耗的源被看做是系統的負載，對它來說可變損耗以正常的形式分攤。因此對于給定的弧，一個需求功率為PD、給其他np個單元供電的點v，損耗LAf，α根據下面的公式分配到固定損耗的“源”：

當LA0是更高的網絡分配的損耗時，PLvar，α是α點的可變損耗，m在給定的公式里是指數。一旦這個過程完成，在該地區產生的提供損耗的可變損耗PLvar，α的一部分被分配到每一個固定損耗的源上。但是更重要的是，這個過程移除了固定損耗的所有影響，分攤到用戶的只有正常形式的可變損耗。

5.結論

本文提出了一種根據用戶施加在系統上的負荷來分攤網損的方法。通過證明用戶需求形式、供電電壓和地理位置在系統網損發生中的作用描述了這種方法的實際應用。

本文提出的方法為電力公司提供了校驗發布網損調整因子——一個很有價值的工具，而且由于電力市場的解除管制，對于計算需要個別估價的每個用戶的網損因子也是很有價值的。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.19.006

陳筆奇,華北電力大學 電氣與電子工程專業本科在讀。