[发明专利]一种适用于直流配电网线路的能效分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及电气工程中的输配电系统领域的分析方法，具体涉及一种适用于直流配电网线路的能效分析方法。 

背景技术

电网分为输电网和配电网两种形式，这两种电网是基于电压等级和在电力系统中承担的作用不同而进行的分类。输电网是通过高压、超高压输电线将发电厂与变电所、变电所与变电所连接起来，完成电能传输的电力网络.又称为电力网中的主网架。配电网是从输电网或地区发电厂接受电能.通过配电设施就地或逐级分配给用户的电力网。目前高压直流输电技术相对成熟，而且与交流的传输方式比起来十分经济，效率也比较高，目前已经广泛应用于输电工程中：三峡—上海±500千伏直流输电工程线路全长1048.6千米，输送容量300万千瓦，若按中强度全铝合金导线替代普通导线计算，正常功率下，如果一年的输送小时数为4000小时，可节约电能7.98万千瓦时/千米，全线每年可节电8372万千瓦时。 

未来城市电力负荷密度逐步增大，大型商业中心、数据金融中心、高档智能小区等高负荷密度地块的供电对电能质量和可靠性的要求越来越高。而目前我国10kV中压配电网的供电半径小、供电能力明显不足，改由20kV供电涉及设备改造等投资巨大，造成目前10kV中压配电网适应能力差，供电困难等局面。从目前来看，没有在适当时机把10kV升级为20kV，而10kV中压配电网网损高、供电能力不足问题现在已经难以解决。可以预计，在节能降损上，直流配电网将是未来电网的一场革命。目前直流配电网建设尚未起步，考虑降低电能损耗、提高供电能力、提高供电可靠性经济性等问题，研究中低压配电网直流供电方式意义重大。 

按照电力输出的理论原理和直流输电技术的实现，我们可以预计在配电网进行直流配电也是可行的。但由于电网发展规划和改造发展速度有限，目前传统意义上的配电网还未能实现直流配电技术。目前，只有在飞机、船舶等小型配电系统中实现了低压直流的配电技术，直流配电技术尚未投入到高、中压工程实例中去。因此有必要在提出直流配电网具体技术实施之前，给予一种或几种评价其能效的分析方法，这样可以对直流配电网建设提供可行性依据，加速直流配电网建设步伐。 

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种适用于直流配电网线路的能效分析方法，该方法适用于中压配电网，以线路分析为主导；在线路部分以电缆线为主体研究对象，分析交流线路、单极直流线路、双极直流线路三种线路的能效指标，再进行比较，做出判断哪种方式的能效更高，并且针对交流线路、单极直流线路、双极直流线路三种不同的线路，给出了有功功率损耗、供电效率、电能损耗、线损率四个指标的具体计算模型。该方法可广泛应用于不同电压等级的配电网计算和比较，不同电压等级得到的结果和结论会有不同，通过此方法可以得到配电网交、直流不同方案的能效分析比较结论。 

本发明的目的是采用下述技术方案实现的： 

本发明提供一种适用于直流配电网线路的能效分析方法，其改进之处在于，所述方法适用于中压配电网，所述方法包括下述步骤： 

A、确定以线路为主体分析元件的能效分析模型：确定线路部分以电缆线路方式为主体和电力设备和负荷为辅助的能效分析指标； 

B、对电缆线路能效分析指标进行分析比较，得出电缆线路方式的计算结果，并选出能效最高的电缆线路运行方式。 

进一步地，所述中压配电网包括中压辐射式直流配电网，所述中压辐射式直流配电网包括两路配电网接入线路；其中一路配电网接入线路包括依次连接的交流电源（1）、交流变压器（2）、AC/DC换流器（3）、DC/DC直流斩波器（9）和（10）；在DC/DC直流斩波器（10）的输出端分别连接有两路输出，其中一路输出包括依次连接的直流斩波器（5）和直流负荷；另一路输出包括依次连接的DC/AC逆变器（8）和交流负荷；所述AC/DC换流器（3）的输出端连接配电网接入端I； 

另一路配电网接入线路包括并行的两路输入，其中一路输入包括依次连接的风电/水电分布式能源、交流变压器（7）和AC/DC换流器（4）；另一路输入包括依次连接的光伏发电/燃料电池分布式电源和DC/DC直流斩波器（6）；所述DC/DC直流斩波器（6）的输出端连接配电网接入端II。 

进一步地，所述步骤A中，所述电缆线路包括交流线路、单极直流线路和双极直流线路三种不同的线路；以电缆线路方式为主体的能效分析指标包括有功功率损耗、输电效率、电能损耗和线损率。 

进一步地，所述有功功率损耗指的是当负荷电流通过电力线路时，电力线路的电阻产生的功率损耗；