500 kV電網線損理論計算分析

馬慧卓，胡文平，李曉軍，宋 楠，胡雪凱，張 蕊

(1.國網河北省電力公司電力科學研究院， 石家莊 050021;2.國網河北省電力公司, 石家莊 050021)

500 kV電網線損理論計算分析

馬慧卓1，胡文平1，李曉軍1，宋 楠2，胡雪凱1，張 蕊1

(1.國網河北省電力公司電力科學研究院， 石家莊 050021;2.國網河北省電力公司, 石家莊 050021)

介紹500 kV電網的運行方式和代表日電網線損理論計算結果，以河北省南部電網為例，分析500 kV電網的線路損耗、變壓器損耗等各項損耗的構成，并通過與上一年500 kV電網各項損耗的對比，指出了500 kV電網目前存在的問題，并提出了降損措施。

500 kV電網；線路損耗；變壓器損耗；降損

1 概述

電力網電能損耗是衡量電力系統運行的重要經濟指標，線損理論計算可以反映某一工況下電網結構、運行方式和負荷變化等對線損的影響，分析電網技術線損的構成和分布情況可以找出電網中的薄弱環節，有針對性地制定降損改造措施，提高電網的經濟運行水平[1-3]。為了解河北省南部電網(簡稱“河北南網”)夏季方式下線損構成及分布情況，找出影響線損率變化的主要因素，評價電網運行的經濟性，制定有效降損改造措施，選擇了2015年7月23日為代表日，進行了2015年河北南網夏季負荷方式下統一代表日負荷實測及線損理論計算。

河北南網是華北電網的重要組成部分，北聯京津唐電網，西接山西電網，南臨河南電網，東靠山東電網。河北南網以500 kV為主網架，形成“兩縱三橫”“日”字形結構。截至2015年7月，全網所轄15座500 kV變電站，降壓變壓器40臺，變電總容量31 500 MVA；500 kV輸電線路共38條(不含網間聯絡線)，總長度2 402 km。河北南網通過17條500 kV線路與周邊電網相連，是華北電網“西電東送、南北互供、全國聯網”的重要通道，京津唐、山東電網通過河北電網轉受大量電力。

2 電網運行方式

截至2015年7月，河北南網500 kV主干網為“三橫兩縱”的環網結構。2015年河北南網主網架結構變化主要為新增一個500 kV變電站采取220 kV母線分裂運行方式，另外，4個500 kV變電站分別擴建主變壓器1臺，擴建變電容量3 000 MVA，共計7個500 kV變電站采取220 kV母線分裂運行方式。

3 代表日計算結果

代表日選擇在2015年7月23日，進行夏季負荷方式下統一代表日負荷實測及線損理論計算，負荷實測及線損理論計算是按照統一代表日、統一計算程序、統一邊界條件原則進行，計算和匯總程序采用的是鄭州大方軟件公司開發的線損理論計算分析系統。500 kV電網線損理論計算結果見表1。

表1 500 kV電網代表日線損理論計算結果

供電量/MWh線路損失電量/MWh變壓器銅損/MWh變壓器鐵損/MWh站用電量和其他/MWh合計/MWh線損率/%328502.11823.9134.7174.968.62202.10.67

500 kV供電量為328 502.1 MWh，損失電量為2 201.1 MWh，損失電量占全網總損耗的7.9%，線損率為0.67%。與去年代表日理論計算相比，線損率降低了0.02%，供電量同比降低9.6%，引起線路損耗降低14.1%，銅損降低4.0%，是500 kV線損率降低的主要因素。

500 kV線路損失1 823.9 MWh，占本層損失電量的82.1%，變壓器損失309.6 MWh，占本層損失電量的14.1%，站用電量和其他損失共68.6 MWh，占本層損失電量的3.2%，500 kV損失電量主要集中于線路損失。

4 500 kV電網損耗分析

電能損耗是建立在每一電網元件的電能損耗計算基礎之上，電力網中電能損耗一般可分解為空載損耗和負載損耗兩部分，空載損耗主要包括變壓器鐵損、線路的電暈損失和高抗損耗等，可以近似認為是固定損耗，與輸送的功率無關；負載損耗主要由線路損耗和變壓器銅損等構成，與輸送功率水平呈平方關系，電壓呈反平方關系[4，8]。

4.1 線路損耗分析

對于500 kV線路，線損率主要與供電量有關，表3列舉了理論計算中線損率排名前十位的線路，其中清滄線為重損線。從電網線路線損率分布看，500 kV線路線損率大于1.0%的重損線路有1條，損失電量占總線路損失比例為12.88%，線損率在0.5%～1.0%之間的有4條，損失電量占總線路損失比例為30.49%，這5條線路損失電量占總線路損失的比例超過了40%，見表2。 以清滄線為例， 清滄線線損理論計算分布示意見圖1。圖1展示了代表日清滄線線路供電量、線損電量和線損率的關系，清滄線輸送潮流重、線路長是其重損的主要因素。

表2 500 kV線路線損表

序號線路名稱輸送電量/MWh總損耗/MWh線損率/%損耗占比/%1清滄線22313.0234.91.0512.882集滄線17530.5149.90.858.223黃濱Ⅰ線19678.8149.00.768.174黃濱Ⅱ線19678.8149.00.768.175北清Ⅰ線15653.4108.20.695.936陽北Ⅰ線12109.060.20.503.307陽北Ⅱ線12109.060.20.503.308彭廉Ⅰ線14852.863.60.433.499廉北Ⅰ線20893.384.20.404.6210彭廉Ⅱ線16054.762.00.393.40

圖1 清滄線線損理論計算分布示意

500 kV線路損失電量1 823.9 MWh，較上一年度降低了14.1%，減少損失電量298.3 MWh，減少的損失電量主要集中在辛宗線，彭廉I、II線，清滄線，集滄線。滄州地區2015年新建了潤捷熱電廠，對滄州西500 kV變電站站進行了擴建，新增了滄州西4號變壓器，改善了該地區潮流分布；另外，西電東送通道過網電量降低，使得清滄線、集滄線線損電量分別下降了114.5 MWh和77.3 MWh。這幾條線路是500 kV線路損耗降低的主要因素。

4.2 變壓器損耗分析

變壓器損耗包括空載損耗(鐵耗)和負載(銅耗)損耗兩部分，前者與負荷水平等因素基本無關，可認為是固定損耗，后者主要與負載率有關。

2015年代表日500kV電網的容載比為2.60，較上一年度提升了0.03，變壓器總容量增加3 000 MVA，與上一年度典型日相比總容量增加了10.9%，見表3。

表3 500 kV變壓器運行狀態統計結果

項目銅損是鐵損2倍以上的重載變鐵損是銅損2倍以上的輕載變銅鐵損比在0.9～1.1之間的經濟變其他運行變壓器臺數占比%臺數占比%臺數占比%臺數占比%變壓器總數本年代表日001537.537.5225540上年代表日12.781027.78411.112158.3336同比變化量-1-2.7859.72-1-3.611-3.334

從500 kV變壓器運行狀態統計情況可以看出，銅鐵損比大于2的重載變為零，同期相比減少1臺，上一年度重載變辛安2號變銅鐵損比為2.28，2015年代表日輸送電量由8 105.73 MWh下降為7 830.3 MWh，銅鐵損比降至1.58，不再是重載變；銅鐵損比小于0.5的輕載變數量同期相比增加5臺，比重為37.5%；銅鐵損比在0.9～1.1的經濟變數量為3臺，同期相比減少1臺，比重為7.5%；銅鐵損比處于其他區間的變壓器數量為22臺，比上一年度增加1臺，比重為55%。

針對500 kV電網建設，要優化現有500 kV網架結構,推進220 kV電網分區運行,規劃好中期和遠期500 kV目標網架；優化主網潮流,避免潮流的迂回輸電。做好經濟調度和無功平衡，根據電網的負荷特點,安排特殊運行方式，提升變壓器負載率。

5 500 kV電網對比

通過分析電網的容載比、分壓損失占比和銅鐵損比可以對電網的總體運行狀況得到了解。容載比可以反映了負載率大小和電網建設現狀；分壓損失占比反映了分壓損失占全網總損耗的多少；銅鐵損比反應了電網的輕重載程度，銅鐵損比接近1時變壓器經濟運行[5-7]。

比較銅鐵損比2個指標可以反映電網負荷的輕重載程度，當容載比小，銅鐵損比高時，說明電網負荷重，變電容量小，應著重進行電網建設；容載比大，銅鐵損比低時，一方面可能是由于電網負荷低導致容載比大，此時應應通過增長負荷來達到降損目的，另一方面，是由于電網發展過快所致，應調整電網建設步伐，安排合理運行方式達到降損效果；當容載比小，銅鐵損比低時，此時既應加強電網建設，也應通過增長負荷達到降損目的。500 kV網絡線損指標2年對比表結果見表4。

表4 500 kV網絡線損指標兩年對比表結果 %

年份容載比銅鐵損比供電量占比分壓損失占比2015年2.60.770.577.92014年2.570.850.628.1變化率1.17-9.41-8.06-2.47

由表5可知代表日500 kV電網偏輕載運行，容載比容載比為2.60，較上一年度提升了0.03；銅鐵損比0.77，較上一年度下降了0.08。電網容載比較高，銅鐵損比低，此時既應科學合理規劃電網建設，又應通過增加電網負載率達到電網的經濟運行。負載率偏低是一個增損因素。

代表日500 kV電網供電量占比和分壓損失占比均有減小，但通過二者的變化率分析可知，供電量占比下降8.06%，而分壓損失占比下降了2.47%，由于線路損耗與輸送功率水平呈平方關系，下降比率不對應，說明500 kV電網仍具有降損空間。

6 結論

a． 500 kV電網損耗主要集中于線路損耗，線路損耗占比為82.8%，損耗排名前五的線路損失電量占總線路損失的比例43.37%，輸送潮流重、線路長是其重損的主要因素。

b． 500 kV電網負載率偏低，變壓輕載導致運行不經濟。長遠角度考慮，應適度控制變電容量增長，淘汰高損變壓器；當前應需平衡可靠性與經濟性的關系，制訂輕載變的停備方案，降低變壓器損耗。

c． 500 kV電網線損仍存在降損空間。要優化現有500kV網架結構,優化主網潮流，根據電網的負荷特點,安排特殊運行方式，提升主變負載率。

d． 加強線損理論分析，開發在線分析等模塊,可以對不同方式下的網損分布、分攤等進行分析,為制定降損技術措施提供輔助決策。

[1] DL/T 686-1999，電力網電能損耗計算導則[S].

[2] 陳淡龍.降低網損的技術措施[J].東北電力技術,2007,28(5):47-49.

[3] 張伏生,李燕雷,汪 鴻. 電網線損理論計算與分析系統統[J].電力系統及其自動化學報,2002,14(4):19-23.

[4] 范 荻,陳 寧,李群炬.京津唐電網線損理論計算與分析[J].華北電力技術,2002(6):16-24.

[5] 江 北,劉 敏,陳建福,等.地區電網降低電能損耗的主要措施分析[J].電網技術,2001,25(4):62-65.

[6] 崔風亮.電力網電能損耗在線管理系統的應用[J].電力系統自動化,2002,26(3):73-75．

[7] 袁慧梅,郭喜慶,于海波.中壓配電網線損計算新方法[J].電力系統自動化,2002,26(11):50-53.

[8] 陳 珩. 電力系統穩態分析[M]. 北京：中國電力出版社，2007.

本文責任編輯：楊秀敏

Analysis of Losses Theoretical Calculation of 500 kV System of Southern Hebei Network

MA Huizhuo1,Hu Wenping1,Li Xiaojun1,Song Nan2,Hu Xuekai1,Zhang Rui1

(1.State Grid Hebei Electric Power Research Institute,Shijiazhuang,050021,China;2.State Grid Hebei Electric Power Corporation,Shijiazhuang,050021,China)

The reduction of power losses could improve the economic and social benefits of power industry,and losses theoretical calculation act as the foundation of the reduction of losses.Based on the result of losses theoretical calculation on representative day,the constitution of line and transformer losses analyzed in this text,the problems of 500 kV network and the measures of reduct losses have also been proposed through the comparation of other companies in this paper.

500 kVpower system;line losses;transformer losses;loss reduction

TM714

：B

：1001-9898(2017)04-0011-03

2017-03-30

馬慧卓(1987-)，男，工程師，主要從事電能質量分析與控制、電網線損分析等工作。