两端供电网络开式经济运行方式
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 DA<DLPA 时应由电源甲供电为经济运行方式，当 SA>DLPB 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
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
同理根据式(9)可计算出无功临界负载分配系数 DLQA
再按式(11)计算出工况负载分配系数 DTA
由于本例的 DTA（0.335）>DLPA（0.067）和 DTA（0.335）>DLQA（0.142），所以按有功经济运行和无功
经济运行判定现运行方式都不是经济运行方式，应改为变电所兴由电源永站供电。
将有关数据代入式(13)和(14)，计算经济运行方式比原运行方式的有功功率节约 ΔΔP 和无功功率节约 ΔΔQ 分
别为
由此可见，不用花投资，充分利用现有的电力线路，仅改变运行方式就能取得显著的节电效果。节约有功功
率39.18kW，比原运行方式的线路有功功率损失(63.05kW)下降 62％；节约无功功率 38.09kvar,比原运行方式的线
路无功功率消耗(80.54kvar)下降 47％。
3 多个变(配)电所电网经济运行方式的判定
图4所示是一个有多个变(配)电所的两端供电网络。开式运行时，变(配)电所 C由电源甲或电源乙供电的择优
临界负载计算。用与前述类似的方法，作如下推导和分析判断。
3.1 有功经济运行方式的临界负载
令
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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...
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作者：闻远设计
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