一种基于分布参数电路模型的线路功率损耗研究及其应用

摘要

电能通过电力网传输并送给用户，在这个过程中，各个电力元件都会产生有功功率损耗，它表现为以热能形式散发的能量损失。随着电力工业的飞速发展，电力规模不断扩大，电网结构越来越复杂，寻求一种能够准确快速实现对各个电力元件产生的有功功率损耗进行计算并且能够适应现今电力系统特点的方法具有十分重要的现实意义。本文在实验室前期工作成果的基础上，研究了一种计及线路分布特性的线路功率损耗理论计算方法。
　　本文首先验证了原分布参数电路模型在在单相和多相线路稳态运行条件下的正确性。在此基础上，根据传输线理论，仍然采用“路”的思想，利用微积分学、高阶数列求和思想、组合数理论等数学方法，推导了一种线路有功功率损耗理论计算公式·。该方法通过线路一端监测的电气量即可计算单相线路上瞬时功率，从而得到单三相线路的平均功率损耗，并且能够准确区分电阻上的损耗和线路对地电导上的损耗。该方法不受传输线路长度、电压等级和线路参数限制，并且仅需一端电压电流即可实现，消除了两端数据采集时间不同步带来的误差。其次，对于所推导的线路电阻计算公式和线路漏电导计算公式，本文在MATLAB平台上编写了对应的算法程序，通过同SIMULINK搭建的输电系统仿真模型、精确计及线路分布特性的双曲频率线路模型的对比，来验证该线路损耗计算方法的正确性。同时，本文在非完全正弦信号对该方法进行了验证。并且，本文在不同的输电系统中比较了基于集中参数模型的线路损耗计算方法和基于分布参数电路模型的线路损耗计算方法，并对损耗计算中的产生误差进行了分析，根据误差精度，指出了不同模型的适用范围。最后，本文在分布参数线路损耗计算方法的基础上提出了电缆载流量线芯温度计算和电网线损率计算两个方面的应用设想，并通过实例初步分析论证，说明了本文提出方法的具有一定的应用前景。

目录

1 绪 论

1.1课题研究的背景及意义

1.2国内外发展及研究现状

1.3 存在的问题

1.4本文研究的主要工作

2 基于分布参数电路模型的线路功率损耗研究及公式推导

2.1 功率损耗的理论基础

2.2分布参数电路模型的原理及公式推导

2.3 基于分布参数电路模型的有功功率损耗

2.4 本章小结

3 线路功率损耗的仿真及验证对比

3.1仿真验证技术路线

3.2稳态下分布参数电路模型验证

3.3不考虑漏电导影响的三相对称稳态功率损耗

3.4考虑漏电导影响的三相对称稳态功率损耗

3.5非完全正弦信号下线路功率损耗

3.6与集中参数模型线路功率损耗的比较

3.7本章小结

4基于分布参数电路模型线路功率损耗的应用

4.1 电缆线芯温度计算的应用

4.2电网线损率的应用

4.3本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献