两端供电网络开式经济运行方式

　
【摘　要】　对开式运行的两端供电网的经济运行方式进行分析，推导出择优运行及节电计算式，同时用实例验证了两端供电网开式经济运行的节电效果显著。

　　图1所示是经常遇见的一种有两电个电源、3个变(配)电所的两端供电网络。开式运行方式通常采用的是：电源甲供变(配)电所A、C，电源乙供变(配)电所B；电源甲供变(配)电所A，电源乙供变(配)电所B、C。即变(配)电所C的负载是由电源甲供电，还是由电源乙供电，需在这两种运行方式中通过定量计算，优选损耗最小的经济运行方式。

　　为使分析计算简单化，计算中取电网运行电压U等于额定电压UΝ，各负载功率因数cosφ为平均值cosφp。这是因为电网运行电压在规定的范围内，与额定值的偏差最大不超过10％；目前在电网中普遍应用无功补偿装置，基本实现无功就地平衡，各变(配)电所负载的功率因数都比较高，这些假设对计算结果造成的误差很小。

　　本文首先对3个变(配)电所电网开式经济运行方式进行分析讨论，再深入到有多个变(配)电所的电网。

1　3个变(配)电所电网经济运行方式的判定

1.1　有功经济运行方式的临界负载

　　令变电所A、B、C的负载分配系数分别为DA、DB、DC，其与各负载间的关系为

　　DA和DB的关系有

　　　　　　DA＋DB=1　　　(2)　

　　当变电所C的负载SC由电源甲供电时，既要在线路L1C的R1C产生有功功率损失，又要引起线路L11的R11损失的增加，由负载SC所产生的总有功功率损失的ΔP甲C(kW)计算式

　　当变电所C的负载SC由电源乙供电时，既要在线路L2C的R2C产生有功功率损失，又要引起线路L21的R21的损失增加。由负载SC所产生的总有功功率损失的ΔP乙C(kW)计算式

　　以上二式中，当R11、R21、R1C、R2C、和Sσ、DC为常数时，则ΔP甲C=f(DA)和ΔP乙C=f(DA)。令ΔP甲C=Δ P乙C整理后得

　(2DLPADC＋DC2)R11＋DC2R1C

=[2DC(1－DLPA)＋DC2]R21＋DC2R2C　(5)　

　　化简后，可求得临界负载分配系数DLPA

　　对式(6)进行分析，在DLPA=f（DC）函数关系中，有下列三种情况：(1) 当（R21＋R2C）－（R11＋R1C）>0时，DLPA=f（DC）的曲线变化如图2a所示；(2) 当（R21＋R2C）－（R11＋R1C）=0时，DLPA=f（DC）的曲线变化如图2b所示；(3) 当（R21＋R2C）－（R11＋R1C）< 0时，DLPA=f（DC）的曲线变化如图2c所示。

　　由图2可知：当实际工况负载DADLPB时应由电源乙供电为经济运行方式。

1.2　无功经济运行方式的临界负载

　　同理也可给出变电所C的负载SC由电源甲和电源乙供电的二种运行方式的无功功率消耗ΔQ甲C（kvar）和ΔQ乙C（kvar）的计算式

　　根据以上二式同理可导出变电所C由电源甲供电的无功经济运行方式临界负载系数DLQA

　　把图(2)中的DPA、DPC和DLPA分别换成DQA、DQC和DLQA，也适用于对无功经济运行方式的分析。

1.3　综合功率经济运行方式的临界负载

　　变压器(电力线路)综合功率损失是指：由变压器(电力线路)的有功功率损失和无功功率消耗，使受电网增加的有功功率损失与变压器(电力线路)自身的有功功率损失之和。综合功率损失的概念和计算方法已纳入GB/T13462—92国家标准中。

　　同理也可给出变电所C的负载由电源甲和电源乙供电的二种运行方式综合功率损失计算式(略)，并可导出变电所C由电源甲供电方式的综合临界负载分配系数DLZA的计算式

式中　KQ—无功经济当量；

　　　KP—有功经济当量。

　　无功经济当量KQ的物理意义是：变压器(电力线路)每减少1kvar无功功率消耗时，引起连接系统有功功率损耗下降的kW值。有功经济当量KP的物理意义是：变压器(电力线路)每减少1kW有功功率损耗时，引起连接系统有功功率损耗下降的kW值。

　　把图2中的DPA、DPC和DLPA分别换成DZA、DZC和DLZA，也适用于对综合经济运行方式的分析。

　　经济运行方式要考虑到负载波动。因此，对工况负载分配系数计算要按动态计算式进行计算



式中　KTA、KTB——分别为变电所A和B的负载波动

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损失系数。

　　负载波动损耗系数KT值可在GB/T13462—92国家标准中查找。

　　对经济运行方式判定时，要用动态负载分配系数DTA对DLPA、DLQA、DLZA进行对比。

2　3个变(配)电所电网经济运行方式节约 功率

　　设电源乙供变电所C的负载SC为经济运行方式，则用式(3)的ΔP甲C 减去式(4)的ΔP乙C，并考虑负载波动损失时，经整理后，其有功功率节约ΔΔP（kW）计算式为

式中　KTAC——负载SA与SC之和的负载波动损失系数；

　　　KTBC——负载SB与SC之和的负载波动损失系数；　KTC——负载SC的负载波动损失系数。

　　同理也可导出电源乙供变电所C比电源甲供时的无功功率节约ΔΔQ（kvar）计算式

　　例1　某35kV两端网络，如图3所示。有松(A)、南(B)、兴(C)三个变电所和双(甲)、永(乙)两个电源，开式运行。线路参数和变电所负载见表1。现运行方式是变电所松、兴由电源双站供电，变电所南由电源永站供电。

　　首先判定现运行方式是否经济运行，并计算经济运行方式的节电效果。

　　解：各变电所负载视在功率

　　根据式(1)分别计算出各变电所的负载分配系数

　　　DA=0.33；　DB=0.67；　DC=0.30

　　然后，再根据式(6)计算有功临界负载分配系数DLPA
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