[发明专利]一种准确计算电力线路损耗的方法

权利要求书

1.一种准确计算电力线路损耗的方法，其特征在于在计算电力线路损耗时，只考虑对线损影响比较大的负荷电流、导线电阻、负荷运行天定义、负荷功率因数及负荷所接相别的各项因素，不考虑对线路损耗影响比较小、参数又比较难采集的温度对导线电阻的影响、电流密度对电阻的影响、接点电阻对线损的影响、电源电压对线损的影响各项因素为前提；通过三角函数公式对负荷电流进行合成计算，最终得到每段线路上的总的电流模值，根据模值及线路电阻计算线路损耗，计算步骤如下：

(a)首先建立一空白数据表用来存放计算的中间结果，表结构定义如下：第一个字段为导线编号，以标识当前行是用来保存哪一段导线数据的，第二个到第二十五个字段用来记录每天24个时间段的电流模值及相位角，其中奇数行用来记录角度，偶数行用来记录电流模值，表中的数据要以八行为一个基本单元，第一行、第二行用来记录A相的相位角和电流模值，第三行、第四行用来记录B相的相位角和电流模值，第五行、第六行用来记录C相的相位角和电流模值，第七行、第八行用来记录O相的相位角和电流模值，每两行为一小组，用来记录当前线段当前相的数据，每八行为一大组，用来记录当前段的数据；

(b)先计算每一负荷的电流模值及相位角，使用用户电量、负荷曲线、功率因数及负荷运行天定义计算负荷产生的有功电流及无功电流；计算方式如下：

1)根据负荷曲线计算当前时间段的电量，以一个小时为一个时间段：计算公式如下：

DL1＝DL/Days*X％；其中DL代表当前负荷的全月电量，Days代表当前计算时间段负荷所运行的天数，X％代表当前时间段所占的百分数，根据负荷曲线确定此百分数；

2)根据当前负荷的性质计算有功电流：

i)单相负荷有功电流的确定：I1＝1000*DL1/V1；

ii)两相负荷有功电流的确定：I1＝1000*DL1/V2；

iii)三相负荷有功电流的确定：I1＝1000*DL1/1.732/V2；

此处的1000是因为电量的单位为千瓦小时，而电压与电流的计算结果为瓦，1.732为3的算术平方根，V1及V2分别为电源端的相电压和线电压，若电源电压波动比较大，也可以通过定义电压曲线来获得更准确的计算结果；

3)根据有功电流计算电流模值及角度：

i)计算模值：以A相为例；假设A相电流与X轴的夹角为a，那么a的余弦值就是当前负荷的功率因数，所以电流模值I2＝I1/COS(a)；其中COS(a)代表当前负荷的功率因数；其它相的计算都是以当前相的电压方向为基准进行，计算过程完全与A相一样；

ii)计算角度：a＝ACOS(Cos(a))，ACOS为求反余弦值函数；

(c)从负荷到电源，将当前负荷电流与每段线路上相应相上的累计电流进行合成，生成新的合成电流，并填写到(a)中所介绍的表中对应行；为了提高运算速度，零线电流先不计算，最后根据三相交流电的特性计算每段导线的零线总电流；在填写的过程中，如果表中还没有当前线段，就追加之，在追加行时每次要追加八行，在填写时要根据负荷相别分别填写到不同的行内；

计算合成电流时均以当前相的电压方向为零度角，最后在计算零线的合成电流时再考虑三相各自的方向；

假设当前线段上的电流模值为M1，角度为J1，当前负荷的模值及角度为M2及J2，那么根据余弦定理很容易推出合成矢量的大小计算公式：

M＝sqrt(M1²+M2²-2*M1*M2*COS(M_PI-(abs(J1-J2))))

其中：sqrt：求算术平方根M_PI：为圆周率abs：求绝对值

合成矢量的角度求法如下：

两矢量在X方向上的分量之和为：Mx＝M1*cos(J1)+M2*cos(J2)

两矢量在Y方向上的分量之和为：My＝M1*sin(J1)+M2*sin(J2)

合成矢量的角度为：JJ＝atan(My/Mx)；其中atan为求反正切函数

如果Mx等于零，让JJ＝±M_PI/2；也就是纯容性或纯感性负载，根据My正负判断取+还是取-；

(d)对每一负荷执行一遍(b)、(c)所述的过程，所有负荷所产生的相线中的电流便都分别叠加在了一起；

(e)计算零线的合成电流：根据三相交流电Ia+Ib+Ic+Io＝0的特性，计算零线中的电流；因为损耗只与电流的模值有关系，为了简化计算过程，所以只计算零线中电流的大小即可；

具体计算方法是把A、B、C三相的电流进行分解，然后再计算总合成电流的模值，此值就是零线中电流的模值，假设A相电流的模值为Ia，相位角为Ja，B相电流的模值为Ib，相位角为Jb，C相电流的模值为Ic，相位角为Jc，计算过程如下：

Ixa＝Ia*cos(Ja)    Iya＝Ia*sin(Ja)

Ixb＝-Ib*cos(M_PI/3+Jb)  Iyb＝-Ib*sin(M_PI/3+Jb)

Ixc＝-Ic*cos(M_PI/3-Jc)  Iyc＝Ic*sin(M_PI/3-Jc)

Ix＝Ixa+Ixb+Ixc    Iy＝Iya+Iyb+Iyc

零线电流的模值I＝sqrt((Ix)²+(Iy)²)

将零线中的合成电流模值填写到数据表中零线小组内的第二行内；

对数据表中每一大组都计算一遍，当然计算时每一个时间段都要计算；

(f)每段每相的损耗及总损耗的计算：

根据当前线段的电阻R及数据表中偶数行中的电流模值，计算每段每相的损耗，并把结果累加到代表总损耗的变量内，从而获得总的线路损耗，计算损耗的公式为：W＝(I₃)²R，最后再除以1000就变为了kWh，即度，其中I₃为每段的电流模值。