一種輸配電線路功率因數(shù)控制分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及能源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輸配電線路功率因數(shù)控制分析 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 大型工業(yè)企業(yè)的各類負(fù)荷大多是感性的，如電動(dòng)機(jī)、變壓器、變頻設(shè)備等，無(wú)功功 率消耗非常大，這樣造成的影響有:降低了系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的輸出有功功率、降低了變電和輸電 設(shè)施的供電能力、增加了供電網(wǎng)絡(luò)的損耗、增加了輸電線路的電壓降。鑒于功率因數(shù)的高低 對(duì)發(fā)、供、用電設(shè)備的充分利用、節(jié)約電能和改善電壓質(zhì)量有著重要影響，電網(wǎng)公司為了鼓 勵(lì)用戶提高功率因數(shù)，減少線路無(wú)功功率流動(dòng)，制定了功率因數(shù)獎(jiǎng)懲規(guī)定：當(dāng)用戶的功率因 數(shù)低于0.9時(shí)，根據(jù)實(shí)際功率因數(shù)需要多支付低力率的罰款電費(fèi)，當(dāng)用戶的功率因數(shù)超過(guò) 0.9,將得到供電部門的相應(yīng)的電費(fèi)減免。由此，提高功率因數(shù)不僅對(duì)電力系統(tǒng)，對(duì)企業(yè)的經(jīng) 濟(jì)運(yùn)行有重大意義。
[0003] 電力系統(tǒng)關(guān)口計(jì)量裝置安裝在供電公司與電力用戶之間資產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)范圍的分界 處，電網(wǎng)公司通常將電網(wǎng)側(cè)關(guān)口電能計(jì)量裝置記錄的電能質(zhì)量作為結(jié)算、統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)， 而企業(yè)無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)公司關(guān)口處的電能計(jì)量裝置的情況。為避免受到電網(wǎng)公司的功率 因數(shù)調(diào)整電費(fèi)處罰，企業(yè)將本側(cè)電能計(jì)量裝置中功率因數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作為統(tǒng)計(jì)、調(diào)控標(biāo)準(zhǔn)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中企業(yè)的電能計(jì)量裝置在輕負(fù)荷期間功率因數(shù)的計(jì)量數(shù)值與供電公司 的電能計(jì)量裝置的功率因數(shù)計(jì)量數(shù)值差異較大，造成輸配電線路傳輸損耗較大，浪費(fèi)電力 能源，導(dǎo)致用電設(shè)備的使用率不高，供電質(zhì)量和供電效率較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N輸配電線路功率因數(shù)控制分析方法，解決了或部分解決了現(xiàn)有 技術(shù)中企業(yè)的電能計(jì)量裝置在輕負(fù)荷期間功率因數(shù)的計(jì)量數(shù)值與供電公司的電能計(jì)量裝 置的功率因數(shù)計(jì)量數(shù)值差異較大，造成輸配電線路傳輸損耗較大的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了合理 建立輸配電線路的計(jì)算模型，有效縮小企業(yè)的電能計(jì)量裝置在輕負(fù)荷期間功率因數(shù)的計(jì)量 數(shù)值與供電公司的電能計(jì)量裝置的功率因數(shù)計(jì)量數(shù)值差異，且能提高考核點(diǎn)功率因數(shù)的技 術(shù)效果。
[0006] 本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N輸配電線路功率因數(shù)控制分析方法，包括以下步驟：
[0007] 通過(guò)電力監(jiān)控系統(tǒng)采集遙測(cè)數(shù)據(jù)并通過(guò)電能計(jì)算單元計(jì)算電度量；
[0008] 確定所述輸配電線路損耗的計(jì)算模型；
[0009]通過(guò)所述電能計(jì)量裝置對(duì)所述計(jì)算模型進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出考核點(diǎn)的功率因數(shù)； 所述電能計(jì)量裝置間隔設(shè)定的時(shí)間會(huì)進(jìn)行一次所述數(shù)據(jù)處理；
[0010]對(duì)所述考核點(diǎn)的功率因數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)，所述校驗(yàn)過(guò)程為：當(dāng)所述考核點(diǎn)的功率因數(shù) 大于或等于0.9時(shí)，校驗(yàn)合格；當(dāng)所述考核點(diǎn)的功率因數(shù)小于0.9時(shí)，校驗(yàn)不合格，優(yōu)化控制 所述輸配電線路，使下一個(gè)所述考核點(diǎn)的功率因數(shù)大于或等于0.9。
[0011] 作為優(yōu)選，所述遙測(cè)數(shù)據(jù)包括:所述輸配電線路的末端有功功率P2、末端無(wú)功功率 Q2及末端電壓U2。
[0012] 作為優(yōu)選，所述電度量包括:有功電度量及無(wú)功電度量;所述有功電度量及所述無(wú) 功電度量根據(jù)電度統(tǒng)計(jì)規(guī)則確定;所述電度統(tǒng)計(jì)規(guī)則包括：
[0013] 當(dāng)所述末端有功功率P2大于零，且末端無(wú)功的方向?yàn)檎驎r(shí)，所述遙測(cè)數(shù)據(jù)位于 考核的I象限；
[0014] 當(dāng)所述末端有功功率P2小于零，且所述末端無(wú)功的方向?yàn)檎驎r(shí)，所述遙測(cè)數(shù)據(jù) 位于考核的Π 象限；
[0015] 當(dāng)所述末端有功功率P2小于零，且所述末端無(wú)功的方向?yàn)榉聪驎r(shí)，所述遙測(cè)數(shù)據(jù) 位于考核的m象限；
[0016] 當(dāng)所述末端有功功率P2大于零，且所述末端無(wú)功的方向?yàn)榉聪驎r(shí)，所述遙測(cè)數(shù)據(jù) 位于考核的IV象限。
[0017] 作為優(yōu)選，當(dāng)所述遙測(cè)數(shù)據(jù)位于考核的I或IV象限時(shí)，所述有功電度量等于所述末 端有功功率P2對(duì)所述間隔時(shí)間的積分;所述無(wú)功電度量等于所述末端無(wú)功功率出的絕對(duì)值 對(duì)所述間隔時(shí)間的積分；
[0018] 當(dāng)所述遙測(cè)數(shù)據(jù)位于考核的π或m象限時(shí)，所述有功電度量及所述無(wú)功電度量都 等于0。
[0019] 作為優(yōu)選，所述輸配電線路損耗的計(jì)算模型包括：
[0020] 所述輸配電線路為架空線與電纜混合輸電線路；
[0021] 所述電纜產(chǎn)生的充電功率為Qc;
[0022] 所述輸配電線路的導(dǎo)納為B，電抗為X，電阻為R;
[0023] 所述輸配電線路的充電功庫(kù)
[0024]所述輸配電線路的首端電壓為U1;
[0025] 所述輸配電線路的首端有功功率為P1;
[0026] 所述輸配電線路的首端無(wú)功功率為 [0027]作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)處理過(guò)程包括：
[0028] 確定所述首端電壓Ui
[0029] 確定所述首端有功功率P1;當(dāng)所述遙測(cè)數(shù)據(jù)位于考核的I象限時(shí)，所述首端有功功 _
當(dāng)所述遙測(cè)數(shù)據(jù)位于考核的IV象限時(shí)，所述首端有功功
[0030] 確定所述首端無(wú)功功率Q1;當(dāng)所述遙測(cè)數(shù)據(jù)位于考核的I象限時(shí)，所述首端無(wú)功功 限時(shí)，所述首端無(wú)功功率 率
當(dāng)所述遙測(cè)數(shù)據(jù)位于考核的IV象
[0031] 確定所述考核W
[0032] 作為優(yōu)選，優(yōu)化控制所述輸配電線路，包括：
[0033]求取特定負(fù)載情況下的末端有功功率P特及末端無(wú)功功率
[0034] 根據(jù)所述末端無(wú)功功率出與所述末端無(wú)功功率_的對(duì)比結(jié)果，確定調(diào)節(jié)手段；
[0035] 其中，在所述特定負(fù)載情況下，所述輸配電線路的充電功率_為固定值;所述輸 配電線路產(chǎn)生的充電功率和電容功率與無(wú)功損耗相抵消，所述輸配電線路首端和末端的無(wú) 功功率相同，都為你寺。
[0036] 作為優(yōu)選，當(dāng)0<所述末端無(wú)功功率Q2<所述末端無(wú)功功率時(shí)，降低所述輸配電 線路負(fù)荷端的無(wú)功補(bǔ)償，使所述考核點(diǎn)的功率因數(shù)大于或等于〇. 9;
[0037] 當(dāng)所述末端無(wú)功功率辦< 所述末端無(wú)功功率出時(shí)，提高所述輸配電線路負(fù)荷端的 功率因數(shù)；
[0038] 當(dāng)所述末端無(wú)功功率辦<0時(shí)，降低所述輸配電線路負(fù)荷端的無(wú)功補(bǔ)償，使所述考 核點(diǎn)的功率因數(shù)大于或等于0.9。
[0039] 作為優(yōu)選，所述輸配電線路負(fù)荷端的功率因數(shù)為
[0040] 作為優(yōu)選，所述調(diào)節(jié)手段包括：
[0041 ] 將企業(yè)的電力系統(tǒng)分成220kV系統(tǒng)、IlOkV系統(tǒng)、35kV系統(tǒng)及IOkV系統(tǒng)，避免所述 220kV系統(tǒng)、IlOkV系統(tǒng)、35kV系統(tǒng)及IOkV系統(tǒng)之間的無(wú)功穿越；
[0042]所述電力系統(tǒng)以所述IlOkV系統(tǒng)的變壓器為中心，按照工序的不同，所述IOkV系統(tǒng) 的電壓等級(jí)輻射至所述企業(yè)的各個(gè)區(qū)域;在各個(gè)所述區(qū)域內(nèi)，根據(jù)所述考核點(diǎn)的功率因數(shù) 就地補(bǔ)償；
[0043]所述IlOkV系統(tǒng)通過(guò)300MW發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)無(wú)功出力，提高所述考核點(diǎn)的功率因數(shù)；
[0044] 所述IOkV系統(tǒng)的區(qū)域由投切電容器、調(diào)整內(nèi)部同步發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)無(wú)功功率及調(diào) 節(jié)變壓器分接頭進(jìn)行就地控制，減少無(wú)功穿越。
[0045] 本申請(qǐng)中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：
[0046] 由于采用了通過(guò)電力監(jiān)控系統(tǒng)采集的遙測(cè)數(shù)據(jù)合理建立輸配電線路損耗的計(jì)算 模型;通過(guò)對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出考核點(diǎn)的功率因數(shù);從而較為精確測(cè)算出考核點(diǎn) 的功率因數(shù)，通過(guò)優(yōu)化控制輸配電線路，對(duì)企業(yè)內(nèi)部功率因數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，使下一個(gè)考 核點(diǎn)的功率因數(shù)大于或等于0.9,即使考核點(diǎn)的功率因數(shù)滿足考核標(biāo)準(zhǔn)要求。這樣，有效解 決了現(xiàn)有技術(shù)中企業(yè)的電能計(jì)量裝置在輕負(fù)荷期間功率因數(shù)的計(jì)量數(shù)值與供電公司的電 能計(jì)量裝置的功率因數(shù)計(jì)量數(shù)值差異較大，造成輸配電線路傳輸損耗較大的技術(shù)問(wèn)題，實(shí) 現(xiàn)了合理建立輸配電線路的計(jì)算模型，有效縮小企業(yè)的電能計(jì)量裝置在輕負(fù)荷期間功率因 數(shù)的計(jì)量數(shù)值與供電公司的