一种基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法与流程

1.本发明属于低压线损计算领域，尤其涉及一种基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法。


背景技术：

2.光伏(photovoltaic，pv)发电作为一种清洁、低碳的能源形式，技术日趋成熟，成本逐渐降低，在“双碳”目标和新型电力系统建设的背景下发展迅速。
3.随着屋顶光伏整县推进政策的实施，用户侧光伏装机发展迅速，但高比例分布式光伏接入低压配电网，改变了系统运行方式，易导致台区重过载和高损，对电网的调度管理提出挑战。
4.分布式光伏的高比例接入易加剧低压线路三相不平衡和功率倒送现象，进而引起线路高损。因此需要考虑分布式光伏接入对低压线路线损的影响，选择合适的接入位置和接入容量，在保证配电网供电质量的同时，提升系统运行的经济性。
5.目前已有一些专家、学者对分布式光伏并网控制与优化进行了相关研究。文献“考虑负荷不确定性的分布式光伏电源最大准入功率的计算”(李秀俊,邹旻昊,周力行.《电力电容器与无功补偿》,2020,41(02):181-186.)、“分布式光伏接入配电网的选址定容优化研究”(张铁峰,高智慧,左丽莉,等.《华北电力大学学报》(自然科学版),2019,46(01):60-66.)考虑光伏出力不确定性对配电网潮流变化的影响，分析了光伏接入容量、接入位置等因素对配电网的影响。文献“分布式光伏接入对配电网的影响研究”(常东胜,李应龙,陈国发,等.自动化应用,2022(08):111-114.)分析了大量光伏接入对配电网线损、电压偏差等的影响。
6.授权公告日为2020年2月4日，授权公告号为cn 105427186 b的发明专利，公开了一种基于改进等值电阻法的配电网线损计算方法，其包含以下步骤：s1、确定配电网的参数；s2、计算配电网的负荷电流不平衡度，并根据该负荷电流不平衡度计算配电线路首端结构系数；s3、利用配电线路首端结构系数，采用改进等值电阻法计算配电网电能总损耗；s4、根据配电网电能总损耗计算配电网线损率，并与实际线损率比较计算误差。该技术方案通过考虑负荷不平衡对等值电阻及配电网线损的影响，能更加准确地计算配电网的线损率，更贴近实际线损率。但是其没有考虑到分布式光伏并网控制与优化问题。
7.现有成果多是研究光伏接入对中高压配电网的影响，对低压台区的研究较少。文献中“低压直流配电网线损计算与分析”(郑志宇,李石东,凌毓畅,等.《电测与仪表》,2019,56(03):23-28.)、“三相不平衡及谐波对三相四线低压配电网线损的影响”(谢荣斌,杜帆,程湘,等.《电力系统保护与控制》,2020,48(21):22-30.)先后从谐波、三相不平衡、直流配网等角度分析了光伏接入对低压配电网的影响，并提出了相应的线损计算方法。
8.现有研究大多针对典型负荷分布形式计算光伏接入后的线损，难以满足实际应用需求。
9.低压配电网的信息采集系统尚不完善，准确性不高；负荷往往存在单相负荷和三
相负荷混合接入的情况，三相不平衡现象较为严重。
10.分布式光伏并网后会改变电网结构，对其造成冲击，为后续线损的计算增加困难。


技术实现要素：

11.本发明所要解决的技术问题是提供一种基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法。其针对现有低压配电网的信息采集系统尚不完善，线损计算准确性不高的技术问题，采用改进等值电阻法线损计算模型，基于分布式光伏接入配电网时的发电量和接入位置不同的情况，考虑在光伏接入配电网出现的光伏不发电(夜间)、光伏发电量本地全部消纳(高负荷区域)以及功率倒送(低负荷区域)三种典型场景，采用三相不平衡度计算不同场景下的光伏并网模型，提供根据光伏的发电量及接入位置的布局，以及适用于低压配电网的线损计算方法，有助于减小线损计算结果，为光伏接入配电网提供可靠依据，使解出的结果更加贴近于真实值，能够满足实际需求，应用于多种场合。
12.本发明的技术方案是：提供一种基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，其特征是其低压线损计算包括以下步骤：
13.1)采集线路各节点负荷用电量；
14.2)构建数据集；
15.3)根据各节点负荷用电量估算支路电流；
16.4)判断光伏出力是否为0；若光伏出力为0，则采用等值电阻法直接计算线损，并输出最终结果；若光伏出力不为0，则在光伏接入位置节点i处将原始线路拆分为两个子网络；
17.5)判断光伏出力与负荷的关系；
18.6)寻找左侧网络的功率分点，并在有功分点处拆分为两个单电源供电网络；
19.7)进一步将双端供电网络在有功功率分点处拆成两个辐射式单电源供电子网络，节点h为有功功率分点，节点h的负荷也拆分为s
h1
和s
h2
，且s
h1
+s
h2
＝sh；
20.8)左、右两个子网络的电源供电功率分别为s0和-s
eq1
，分别计算左、右两个子网络的线损功率；
21.9)最后，左、右两个子网络的线损相加，即可得到整条线路的线损，输出结果。
22.具体的，在采集线路各节点负荷用电量时，通过监测得到线路首端有功电量，根据负荷有功电量估算线路电流，计算方法为：
23.i
pj
＝ka/untcosφ
24.式中，a为线路首端有功电量；un为线路额定电压；cosφ为负荷的平均功率因数，k为线路首端负荷形状系数。
25.具体的，在根据各节点负荷用电量估算支路电流时，对等值电阻法进行改进，根据三相负荷的具体情况，分别按照三相负荷平衡时的等值电阻法、基于三相负荷不平衡增量系数的等值电阻法以及基于三相负荷瞬时不平衡系数的改进等值电阻法，对各节点的支路电流进行计算。
26.进一步的，所述的三相负荷平衡时的等值电阻法计算方法如下：
27.δa
l
＝n(ki
pj
)2r
eq
t
28.式中，n为变压器低压侧电网结构系数；k为线路首端负荷形状系数；i
pj
为线路首端平均电流；r
eq
为低压配电网线路的等值电阻；t为线路运行时间；
29.令均方根电流i
rms
与平均电流i
pj
的等效关系为k，并称之为形状系数，即即
30.其均方根电流i
rms
计算公式为：
31.式中：i
rms
为计算周期内的均方根电流，a；
32.n为计算周期所确定的电流测点数，i为测点电流序号；ii为第i个测点的电流，a；
33.其平均电流i
pj
的计算公式为：
[0034][0035]
式中：i
pj
为负荷电流的平均值，a；ii为第i个整点的电流值，a；
[0036]
所述的基于三相负荷不平衡增量系数的等值电阻法计算方法如下：
[0037]
δa2＝nk
δ
(ki
pj
)2r
eq
t
[0038]
式中：k
δ
为三相负荷的不平衡增量系数；k
δ
为三相负荷的不平衡增量系数与三相负荷不平衡度有关；计算公式分为下列三种情况：
[0039]
a)三相负荷一相重，一相轻，一相平均：
[0040][0041]
b)三相负荷一相重，两相轻：
[0042][0043]
c)三相负荷两相重，一相轻：
[0044]
式中：εi——三相负荷电流不平衡度，％；
[0045]
式中：i
max
为最大一相负荷电流；
[0046]
所述的基于三相负荷瞬时不平衡系数的改进等值电阻法如下：
[0047][0048]
式中，ki为三相负荷瞬时不平衡度系数；i
pj.i
为第i时段线路首端平均电流；nc为电流抄表次数；
[0049]
其中，基于分时间段中整点时刻某相瞬时不平衡度为：
[0050][0051]
其中，三相负荷瞬时不平衡度系数:
[0052]
[0053]
式中：为某相电流瞬时不平衡度；为某相电流瞬时电流值，a；i
pj，i
为瞬时负荷电流平均值，a；以上式中i均以整点时刻取瞬时值。
[0054]
具体的，当分布式光伏接入低压配电网的节点i时，将其看作一个负的负荷与原节点负荷相叠加，叠加后的负荷下式所示：
[0055][0056]
式中，p
pv
和q
pv
分别为光伏发出的有功功率和无功功率；pi′
和qi′
分别为叠加之后的有功负荷和无功负荷。
[0057]
进一步的，在判断光伏出力与负荷的关系时，
[0058]
1)当时，光伏电量仅为节点i到节点n的负荷供电，此时光伏电量不向线路首端倒送；
[0059]
右侧网络的等值电源为：
[0060][0061]
式中，δs2为右侧网络的功率损耗，通常为s
eq2
的5％～10％，在实际计算中可忽略；
[0062]
左侧网络的末端等值负荷为：
[0063][0064]
此时，左侧、右侧两个子网络的线损，最后相加即可得到整条线路的线损电量；
[0065]
2)当时，光伏电量除为节点i到节点n的负荷供电外，剩余电量将向线路首端倒送；线路仍然可拆分为两个子网络，其中右侧子网络的线损计算结果与光伏出力小于等于负荷的结果相同。
[0066]
进一步的，当p
pv
≤pi时，叠加之后的负荷功率仍大于等于0时，说明光伏发出的功率完全由接入节点的负荷消纳，此时低压线路仍可等效为辐射式单电源供电线路，可采用传统等值电阻法计算；
[0067]
当p
pv
＞pi时，叠加之后的负荷功率为负，说明接入节点的负荷不能完全消纳光伏发出的功率，剩余功率将通过相邻支路向其他负荷供电；为了计算此时的线损，将线路拆分为两个辐射状线路，再采用等值电阻法计算。
[0068]
具体的，当双端供电网络在有功功率分点处拆成两个辐射式单电源供电子网络时，线路被拆分为两个子网络，其中，右侧网络是一个辐射式单电源供电网络，首端为一个等效电源s
eq2
，采用等值电阻法直接求解；
[0069]
左侧网络的末端为一个等效负荷s
eq1
，s
eq1
的正负需要根据光伏发电功率和节点i
到节点n的负荷功率共同决定。
[0070]
进一步的，在判断光伏出力与负荷的关系时，存在一种特殊情况，即当时，线路所有节点负荷均由光伏供电，且剩余电量通过配变倒送到电网中；此时，电网等效为单电源供电网络，可直接采用等值电阻法计算线损。
[0071]
本发明技术方案所述基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，针对现有低压配电网的信息采集系统尚不完善，线损计算准确性不高的技术问题，采用改进等值电阻法线损计算模型，基于分布式光伏接入配电网时的发电量和接入位置不同的情况，考虑在光伏接入配电网出现的光伏不发电、光伏发电量本地全部消纳以及功率倒送三种典型场景，采用三相不平衡度计算不同场景下的光伏并网模型，提供根据光伏的发电量及接入位置的布局，以及适用于低压配电网的线损计算方法，有助于减小线损计算结果，为光伏接入配电网提供可靠依据，使解出的结果更加贴近于真实值，能够满足实际需求，应用于多种场合。
[0072]
与现有技术比较，本发明的优点是：
[0073]
(1)本发明利用改进的等值电阻法，充分考虑了光伏不同出力场景及其与负荷电量的关系，实现了光伏接入后的低压线路线损计算；
[0074]
(2)利用分时段瞬时电流不平衡度计算线损，考虑了三相不平衡随时序的变化，计算结果更加准确；
[0075]
(3)相同容量的光伏以不同位置接入电网时，在重负荷位置接入有利于降低线损，在轻负荷位置接入易导致功率倒送，进而使线损增加；
[0076]
(4)同一位置的光伏以不同容量接入电网时，线损率随接入容量的增加先下降后上升，这一变化规律主要与线路倒送功率有关。
附图说明
[0077]
图1是本发明方法流程步骤的方框示意图；
[0078]
图2是光伏并网示意图；
[0079]
图3是本发明的路拆分示意图；
[0080]
图4是双端供电网络示意图；
[0081]
图5是双端供电网络的拆分示意图；
[0082]
图6是线损随光伏接入位置的变化趋势；
[0083]
图7是支路线损分段计算。
具体实施方式
[0084]
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0085]
本发明实施例提供了一种基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，具体步骤如下：
[0086]
步骤一：通过监测得到线路首端有功电量，根据负荷有功电量估算线路电流，计算方法为：
[0087]ipj
＝ka/untcosφ(1)
[0088]
式中，a为线路首端有功电量；un为线路额定电压；cosφ为负荷的平均功率因数，k为线路首端负荷形状系数。
[0089]
步骤二：对等值电阻法进行改进，分情况满足三相负荷平衡时的等值电阻法，基于三相负荷不平衡增量系数的等值电阻法，以及基于三相负荷瞬时不平衡系数的改进等值电阻法；
[0090]
1)三相负荷平衡时的等值电阻法计算方法：
[0091]
δa
l
＝n(ki
pj
)2r
eq
t(2)
[0092]
式中，n为变压器低压侧电网结构系数；k为线路首端负荷形状系数；i
pj
为线路首端平均电流；r
eq
为低压配电网线路的等值电阻；t为线路运行时间。
[0093]
令均方根电流i
rms
与平均电流i
pj
的等效关系为k，并称之为形状系数，即即
[0094]
其均方根电流i
rms
计算公式为：
[0095]
式中：i
rms
为计算周期内的均方根电流，a；
[0096]
n为计算周期所确定的电流测点数，i为测点电流序号；ii为第i个测点的电流，a；
[0097]
其平均电流i
pj
的计算公式为：
[0098][0099]
式中：i
pj
为负荷电流的平均值，a；
[0100]ii
为第i个整点的电流值，a；
[0101]
2)基于三相负荷不平衡增量系数的等值电阻法计算方法：
[0102]
δa2＝nk
δ
(ki
pj
)2r
eq
t(3)
[0103]
式中：k
δ
为三相负荷的不平衡增量系数。
[0104]kδ
与三相负荷不平衡度有关，计算公式分为下列三种情况：
[0105]
a)三相负荷一相重，一相轻，一相平均：
[0106][0107]
b)三相负荷一相重，两相轻：
[0108][0109]
c)三相负荷两相重，一相轻：
[0110]
式中：εi——三相负荷电流不平衡度，％；
[0111]
式中：i
max
为最大一相负荷电流，a；
[0112]
3)基于三相负荷瞬时不平衡系数的改进等值电阻法：
[0113][0114]
式中，ki为三相负荷瞬时不平衡度系数；i
pj.i
为第i时段线路首端平均电流；nc为电流抄表次数。
[0115]
基于分时间段中整点时刻某相瞬时不平衡度为：
[0116][0117]
其中，三相负荷瞬时不平衡度系数:
[0118][0119]
式中：为某相电流瞬时不平衡度；为某相电流瞬时电流值，a；i
pj，i
为瞬时负荷电流平均值，a。
[0120]
以上式中i均以整点时刻取瞬时值。
[0121]
步骤三：当分布式光伏接入低压配电网的节点i时，如图2所示，此时，可以将其看作一个负的负荷与原节点负荷相叠加，叠加后的负荷下式所示：
[0122][0123]
式中，p
pv
和q
pv
分别为光伏发出的有功功率和无功功率；pi′
和qi′
分别为叠加之后的有功负荷和无功负荷；
[0124]
步骤四：当p
pv
≤pi时，叠加之后的负荷功率仍大于等于0时，说明光伏发出的功率完全由接入节点的负荷消纳，此时低压线路仍可等效为辐射式单电源供电线路，可采用传统等值电阻法计算。
[0125]
当p
pv
＞pi时，叠加之后的负荷功率为负，说明接入节点的负荷不能完全消纳光伏发出的功率，剩余功率将通过相邻支路向其他负荷供电。此时低压线路不再是辐射式单电源供电线路，等值电阻法不再适用。为了计算此时的线损，将图2所示线路拆分为两个辐射状线路，如图3所示，再采用等值电阻法计算。
[0126]
步骤五：图3中，线路被拆分为两个子网络，其中，右侧网络是一个辐射式单电源供电网络，首端为一个等效电源s
eq2
，可采用等值电阻法直接求解。
[0127]
左侧网络的末端为一个等效负荷s
eq1
，s
eq1
的正负需要根据光伏发电功率和节点i到节点n的负荷功率共同决定。
[0128]
当s
eq1
为正时，可理解为光伏功率仅向末端负荷供电，不向首端倒送；当s
eq1
为负时，可理解为光伏功率除向末端负荷供电外，还向首端倒送部分功率。具体分析如下：
[0129]
当s
eq1
为正时，左侧网络是一个单电源辐射式供电网络，可直接采用等值电阻法计算。
[0130]
当s
eq1
为负时，左侧网络是一个双电源的双端供电网络，不可直接采用等值电阻法计算。此时，需要进一步将左侧网络拆分，在有功功率分点处拆分为两个单电源辐射式供电网络，然后再采用等值电阻法分别计算线损。
[0131]
步骤六：考虑到分布式光伏的发电规律及其与负荷的大小关系，分为下面三个场
景分析线损计算模型。
[0132]
场景一：光伏不发电时，仅由配变为负荷供电。
[0133]
场景二：光伏和配变均为负荷供电，但是光伏功率不向首端倒送。
[0134]
场景三：光伏和配变均为负荷供电，且光伏功率向首端倒送。
[0135]
1)在场景一中：当日0点至7点，19点至24点，光伏不发电，仅由配变向负荷供电。此时，系统同图2，为单电源辐射式供电网络。
[0136]
在该场景下，线路节点功率为si，用电量为wi，利用等值电阻法，根据式(1)(3)(4)计算考虑低压配电网存在三相负荷不平衡时的线损。
[0137]
2)在场景二中：当日7点至19点，光伏和配变同时为用户负荷供电，系统如图1所示，且可拆分为图3所示的两个子网络。
[0138]
当时，光伏电量仅为节点i到节点n的负荷供电，此时光伏电量不向线路首端倒送。
[0139]
图3右侧网络的等值电源为：
[0140][0141]
式中，δs2为图3右侧网络的功率损耗，通常为s
eq2
的5％～10％，在实际计算中不易测量，可忽略。
[0142]
图3左侧网络的末端等值负荷为：
[0143][0144]
此时，可根据式(1)(3)(4)来分别计算图3左侧、右侧两个子网络的线损，最后相加即可得到整条线路的线损电量。
[0145]
需要注意的是，负荷形状系数、首端电量、功率因数等均需要根据对应子网络的节点负荷重新计算。
[0146]
3)在场景三中，当时，光伏电量除为节点i到节点n的负荷供电外，剩余电量将向线路首端倒送。线路仍然可拆分为图3所示的两个子网络，其中右侧子网络的线损计算与场景二计算过程相同。
[0147]
下面，重点分析左侧子网络的线损计算。
[0148]
在本场景中，s
eq1
＜0，图3左侧子网络为双端供电网络，如图4所示。
[0149]
其中，图4中左侧的电源供电功率为：
[0150][0151]
式中，δs1为图4所示网络的功率损耗，通常为s0+s
pv
的5％～10％，实际计算可忽略。
[0152]
图4中右侧的电源供电功率为：
[0153][0154]
进一步将图4所示双端供电网络在有功功率分点处拆成两个辐射式单电源供电网络，如图5所示。
[0155]
图5中，节点h为有功功率分点，节点h的负荷也拆分为s
h1
和s
h2
，且s
h1
+s
h2
＝sh。左、右两个子网络的电源供电功率分别为s0和-s
eq1
，分别按照式(1)(3)(4)计算子网络的线损功率。
[0156]
最后，将图5两个子网络的线损与图3右侧子网络线损相加，即可得到整条线路的线损。
[0157]
在此场景下，还有一种特殊情况，即当时，线路所有节点负荷均由光伏供电，且剩余电量通过配变倒送到电网中。此时，图5所示电网等效为单电源供电网络，可直接采用等值电阻法计算线损。
[0158]
步骤七：左右侧网络的线损相加，得到总线损，输出结果，并对其进行分析。
[0159]
考虑三相不平衡以及光伏接入的影响，通过下述三种方法对比验证本文所提模型的有效性。
[0160]
方法1：三相负荷平衡时的等值电阻法；
[0161]
方法2：基于三相负荷不平衡增量系数的等值电阻法；
[0162]
方法3：基于三相负荷瞬时不平衡系数的改进等值电阻法。
[0163]
低压配电网往往是三相三线制或三相四线制，将负荷三相不平衡分为以下情况：
[0164]
场景一：负荷侧负荷分布为一相轻载，两相重载，三相不平衡度为0.35；场景二：负荷侧负荷分布为一相轻载，一相平均，一相重载，三相不平衡度为0.17；场景三：负荷侧负荷分布为两相轻载，一相重载，三相不平衡度为0.11。
[0165]
使用上述三种方法在上述三种场景下计算无光伏接入时的线损，结果如表1至所示。
[0166]
表1无光伏时不同计算方法的线损率
[0167][0168]
由表1可知，当配电网负荷出现三相不平衡时，线损会有所上升，且三相不平衡程度越高，线损越大。
[0169]
当考虑以瞬时电流不平衡作为计算线损依据时，方法3根据式(1)以节点瞬时负荷平均电流累加计算线损，考虑了不同时刻电流不平衡程度的变化，三种场景的计算结果均约为4.0％，比方法2根据式(4)以全天负荷电量计算线损结果更加精确。
[0170]
令光伏接入容量为100kw，计算光伏不同接入位置下的线损率如表2所示。
[0171]
表2光伏不同接入位置时的线损计算结果
[0172][0173]
由表2可知，随着光伏接入位置从首端向末端移动，三种方法在三种场景下的线损电量均呈现上升趋势，这与光伏出力和节点负荷电量的分布有关。下面，以场景一为例进行具体分析。场景一下三种方法的线损率变化如图5所示。
[0174]
由图6可知，与无光伏接入时相比，随着光伏接入位置由线路首端向末端移动，线损呈现出先下降后上升的趋势。以方法3为例，无光伏接入时线损率为4.0％。光伏接入节点1～5时，光伏发电量基本由本地负荷消纳，由配变传输而来的电能大幅减少，因此线损下降较大。
[0175]
当光伏接入到节点6时，节点6～10负荷电量无法全部消纳光伏发电量，形成功率倒送，此时线损有所上升，但是由于倒送功率较小，线损仍然较无光伏时小。
[0176]
随着光伏接入位置进一步后移，倒送电量有所增加，线损继续上升。当光伏接入位置为节点7～8时，三种方法计算的线损均超过了无光伏时的线损。
[0177]
令光伏接入节点为7节点，计算光伏不同接入容量时的线损率如表3所示。
[0178]
表3光伏不同接入容量时的线损计算结果
[0179][0180]
结合表1和表3可知，随着光伏接入容量的增大，线损率呈现先下降后上升的趋势。
[0181]
以场景一和方法3为例，当光伏接入容量由0上升至20kw时，光伏发电量完全由本地负荷消纳，线损率由4.0％下降至3.7％。
[0182]
当光伏接入容量由20kw上升至50kw时，光伏发电量产生部分倒送，线损率回升到了4.0％。
[0183]
随着光伏接入容量由50kw逐步增至500kw，光伏发电量倒送功率也随之增加，线损率由4.0％逐步增至7.9％。
[0184]
基于上述分析，深入研究线损增加的原因和支路线损的变化，图7为场景一中方法3的支路分段线损计算结果。
[0185]
由图7可知，随着光伏容量的增加，支路7～9的线损电量基本无变化。支路1～6的线损电量先下降后上升，变化趋势与线损率完全一致。这是由于光伏接入容量的增加对支路7～9的传输功率基本无影响，而支路1～6的倒送功率会随之增加，进而导致线损率上升。
[0186]
本发明的技术方案，为了解决在低压配电网信息采集系统不完善，准确性不高等情况下的光伏接入配电网的线损计算问题，对等值电阻法进行改进，使其能够满足光伏接入后的低压线路线损计算，通过三相不平衡程度、光伏不同接入位置和不同接入容量等多个场景下的计算对比，得出如下结论：
[0187]
(1)本技术方案提出的改进等值电阻法，充分考虑了光伏不同出力场景及其与负荷电量的关系，实现了光伏接入后的低压线路线损计算。
[0188]
(2)本技术方案利用分时段瞬时电流不平衡度计算线损，考虑了三相不平衡随时序的变化，计算结果更加准确。
[0189]
(3)采用本技术方案，当相同容量的光伏以不同位置接入电网时，在重负荷位置接入有利于降低线损，在轻负荷位置接入易导致功率倒送，进而使线损增加。
[0190]
(4)对于同一位置的光伏以不同容量接入电网时，线损率随接入容量的增加先下降后上升，这一变化规律主要与线路倒送功率有关。
[0191]
本发明可广泛用于电网低压线路的线损计算和运行管理领域。

技术特征：
1.一种基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，其特征是其低压线损计算包括以下步骤：1)采集线路各节点负荷用电量；2)构建数据集；3)根据各节点负荷用电量估算支路电流；4)判断光伏出力是否为0；若光伏出力为0，则采用等值电阻法直接计算线损，并输出最终结果；若光伏出力不为0，则在光伏接入位置节点i处将原始线路拆分为两个子网络；5)判断光伏出力与负荷的关系；6)寻找左侧网络的功率分点，并在有功分点处拆分为两个单电源供电网络；7)进一步将双端供电网络在有功功率分点处拆成两个辐射式单电源供电子网络，节点h为有功功率分点，节点h的负荷也拆分为s
h1
和s
h2
，且s
h1
+s
h2
＝s
h
；8)左、右两个子网络的电源供电功率分别为s0和-s
eq1
，分别计算左、右两个子网络的线损功率；9)最后，左、右两个子网络的线损相加，即可得到整条线路的线损，输出结果。2.按照权利要求1所述的基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，其特征是在采集线路各节点负荷用电量时，通过监测得到线路首端有功电量，根据负荷有功电量估算线路电流，计算方法为：i
pj
＝ka/u
n
tcosφ式中，a为线路首端有功电量；u
n
为线路额定电压；cosφ为负荷的平均功率因数，k为线路首端负荷形状系数。3.按照权利要求1所述的基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，其特征是在根据各节点负荷用电量估算支路电流时，对等值电阻法进行改进，根据三相负荷的具体情况，分别按照三相负荷平衡时的等值电阻法、基于三相负荷不平衡增量系数的等值电阻法以及基于三相负荷瞬时不平衡系数的改进等值电阻法，对各节点的支路电流进行计算。4.按照权利要求3所述的基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，其特征是所述的三相负荷平衡时的等值电阻法计算方法如下：δa
l
＝n(ki
pj
)2r
eq
t式中，n为变压器低压侧电网结构系数；k为线路首端负荷形状系数；i
pj
为线路首端平均电流；r
eq
为低压配电网线路的等值电阻；t为线路运行时间；令均方根电流i
rms
与平均电流i
pj
的等效关系为k，并称之为形状系数，即即其均方根电流i
rms
计算公式为：式中：i
rms
为计算周期内的均方根电流，a；n为计算周期所确定的电流测点数，i为测点电流序号；i
i
为第i个测点的电流，a；其平均电流i
pj
的计算公式为：式中：i
pj
为负荷电流的平均值，a；i
i
为第i个整点的电流值，a；
所述的基于三相负荷不平衡增量系数的等值电阻法计算方法如下：δa2＝nk
δ
(ki
pj
)2r
eq
t式中：k
δ
为三相负荷的不平衡增量系数；k
δ
为三相负荷的不平衡增量系数与三相负荷不平衡度有关；计算公式分为下列三种情况：a)三相负荷一相重，一相轻，一相平均：b)三相负荷一相重，两相轻：c)三相负荷两相重，一相轻：式中：ε
i
——三相负荷电流不平衡度，％；式中：i
max
为最大一相负荷电流；所述的基于三相负荷瞬时不平衡系数的改进等值电阻法如下：式中，k
i
为三相负荷瞬时不平衡度系数；i
pj.i
为第i时段线路首端平均电流；n
c
为电流抄表次数；其中，基于分时间段中整点时刻某相瞬时不平衡度为：其中，三相负荷瞬时不平衡度系数:式中：为某相电流瞬时不平衡度：为某相电流瞬时电流值，a；i
pj，i
为瞬时负荷电流平均值，a；以上式中i均以整点时刻取瞬时值。5.按照权利要求1所述的基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，其特征是当分布式光伏接入低压配电网的节点i时，将其看作一个负的负荷与原节点负荷相叠加，叠加后的负荷下式所示：
式中，p
pv
和q
pv
分别为光伏发出的有功功率和无功功率；p
i
′
和q
i
′
分别为叠加之后的有功负荷和无功负荷。6.按照权利要求1所述的基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，其特征是在判断光伏出力与负荷的关系时，1)当时，光伏电量仅为节点i到节点n的负荷供电，此时光伏电量不向线路首端倒送；右侧网络的等值电源为：式中，δs2为右侧网络的功率损耗，通常为s
eq2
的5％～10％，在实际计算中可忽略；左侧网络的末端等值负荷为：此时，左侧、右侧两个子网络的线损，最后相加即可得到整条线路的线损电量；2)当时，光伏电量除为节点i到节点n的负荷供电外，剩余电量将向线路首端倒送；线路仍然可拆分为两个子网络，其中右侧子网络的线损计算结果与光伏出力小于等于负荷的结果相同。7.按照权利要求5所述的基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，其特征是当p
pv
≤p
i
时，叠加之后的负荷功率仍大于等于0时，说明光伏发出的功率完全由接入节点的负荷消纳，此时低压线路仍可等效为辐射式单电源供电线路，可采用传统等值电阻法计算；当p
pv
＞p
i
时，叠加之后的负荷功率为负，说明接入节点的负荷不能完全消纳光伏发出的功率，剩余功率将通过相邻支路向其他负荷供电；为了计算此时的线损，将线路拆分为两个辐射状线路，再采用等值电阻法计算。8.按照权利要求7所述的基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，其特征是当双端供电网络在有功功率分点处拆成两个辐射式单电源供电子网络时，线路被拆分为两个子网络，其中，右侧网络是一个辐射式单电源供电网络，首端为一个等效电源s
eq2
，采用等值电阻法直接求解；左侧网络的末端为一个等效负荷s
eq1
，s
eq1
的正负需要根据光伏发电功率和节点i到节点n的负荷功率共同决定。9.按照权利要求6所述的基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，其特征是
在判断光伏出力与负荷的关系时，存在一种特殊情况，即当时，线路所有节点负荷均由光伏供电，且剩余电量通过配变倒送到电网中；此时，电网等效为单电源供电网络，可直接采用等值电阻法计算线损。10.按照权利要求1所述的基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，其特征是所述基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，针对现有低压配电网的信息采集系统尚不完善，线损计算准确性不高的技术问题，采用改进等值电阻法线损计算模型，基于分布式光伏接入配电网时的发电量和接入位置不同的情况，考虑在光伏接入配电网出现的光伏不发电、光伏发电量本地全部消纳以及功率倒送三种典型场景，采用三相不平衡度计算不同场景下的光伏并网模型，提供根据光伏的发电量及接入位置的布局，以及适用于低压配电网的线损计算方法，有助于减小线损计算结果，为光伏接入配电网提供可靠依据，使解出的结果更加贴近于真实值，能够满足实际需求，应用于多种场合。

技术总结
一种基于改进等值电阻法的含光伏低压线损计算方法，属线损计量领域。包括采集线路各节点负荷用电量；构建数据集；根据各节点负荷用电量估算支路电流；判断光伏出力与负荷的关系；寻找左侧网络的功率分点，并在有功分点处拆分为两个单电源供电网络；进一步将双端供电网络在有功功率分点处拆成两个辐射式单电源供电子网络；分别计算左、右两个子网络的线损功率；将左、右两个子网络的线损相加，得到整条线路的线损。其采用三相不平衡度计算不同场景下的光伏并网模型，提供根据光伏的发电量及接入位置的布局，以及适用于低压配电网的线损计算方法，为光伏接入配电网提供可靠依据，使解出的结果更加贴近于真实值，能够满足实际需求，应用于多种场合。应用于多种场合。应用于多种场合。


技术研发人员：杨鹏举 王涛云 杨恒 孟垂攀 皮凯云 姚芳 王转转 蒋晨耀 张颢
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/8/14