[發明專利]一種適用于直流配電網線路的能效分析方法

有效

• 申請號: 201410009148.1
• 申請日: 2014-01-08
• 公開（公告）號: CN103715686A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 蘇劍;韋濤;惠慧;崔艷妍;劉自發;李夢漁;徐兢浩;李韋姝
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;國網上海市電力公司;華北電力大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種適用于直流配電網線路的能效分析方法，其特征在于，所述方法適用于中壓配電網，所述方法包括下述步驟：

A、確定以線路為主體分析元件的能效分析模型：確定線路部分以電纜線路方式為主體和電力設備和負荷為輔助的能效分析指標；

B、對電纜線路能效分析指標進行分析比較，得出電纜線路方式的計算結果，并選出能效最高的電纜線路運行方式。

2.如權利要求1所述的能效分析方法，其特征在于，所述中壓配電網包括中壓輻射式直流配電網，所述中壓輻射式直流配電網包括兩路配電網接入線路；其中一路配電網接入線路包括依次連接的交流電源（1）、交流變壓器（2）、AC/DC換流器（3）、DC/DC直流斬波器（9）和（10）；在DC/DC直流斬波器（10）的輸出端分別連接有兩路輸出，其中一路輸出包括依次連接的直流斬波器（5）和直流負荷；另一路輸出包括依次連接的DC/AC逆變器（8）和交流負荷；所述AC/DC換流器（3）的輸出端連接配電網接入端I；

另一路配電網接入線路包括并行的兩路輸入，其中一路輸入包括依次連接的風電/水電分布式能源、交流變壓器（7）和AC/DC換流器（4）；另一路輸入包括依次連接的光伏發電/燃料電池分布式電源和DC/DC直流斬波器（6）；所述DC/DC直流斬波器（6）的輸出端連接配電網接入端II。

3.如權利要求1所述的能效分析方法，其特征在于，所述步驟A中，所述電纜線路包括交流線路、單極直流線路和雙極直流線路三種不同的線路；以電纜線路方式為主體的能效分析指標包括有功功率損耗、輸電效率、電能損耗和線損率。

4.如權利要求3所述的能效分析方法，其特征在于，所述有功功率損耗指的是當負荷電流通過電力線路時，電力線路的電阻產生的功率損耗；

按電纜線路方式劃分有功功率損耗包括交流線路有功功率損耗、單極直流線路有功功率損耗和雙極直流線路有功功率損耗；

交流線路的線路電流表達式為：

則交流線路有功功率損耗的表達式為：

式中：

P—負荷消耗的三相有功功率/單相有功功率；

U_N—電力線路額定線電壓/相電壓；

—負荷功率因數；

r—電力線路單相單位電阻；

L—電力線路距離；

單極直流線路包括大地/海水回線運行方式和金屬回線運行方式；

單極直流線路的線路電流表達式為：

則單極直流線路有功功率損耗的表達式為：

式中：大地/海水回線運行時，R為電力線路單位電阻和大地單位電阻之和；金屬回線運行時R為兩根導線的單位電阻之和，計算時假設兩根導線為同樣的型號，則R＝2r；

雙極直流系統包括雙極兩端接地中性點接地方式、雙極一端中性點接地方式和雙極金屬回線方式；

雙極直流線路有功功率損耗的表達式為：

式中：r為單根極線中的單位電阻。

5.如權利要求3所述的能效分析方法，其特征在于，所述輸電效率是指電力線路末端輸出有功功率與電力線路始端輸入有功功率的比值，用百分比來表示；

輸電效率的表達式為：

式中：P₁—電力線路始端輸入有功功率；P₂—電力線路末端輸出有功功率。

6.如權利要求3所述的能效分析方法，其特征在于，采用最大負荷利用小時數T_max直接查取最大負荷損耗時間τ_max的方法，再乘以電力線路最大負荷功率損耗ΔP_max作為電能損耗的最終值，所述電能損耗的表達式為：

ΔW_z＝ΔP_max×τ_max??????<7>。

7.如權利要求3所述的能效分析方法，其特征在于，所述線損率是指電力線路上損耗的電能與電力線路始端輸入的電能的比值；不計對地電導或電暈損耗時，是指電力線路電阻中的損耗的電能ΔW_z與電力線路始端輸入電能W₁的比值；線損率以百分值來表示，表達式為：

式中：W₂為電力線路末端輸出的電能。