配電能效的計算方法與低壓配電網能效監測系統技術方案

本申請涉及一種配電能效的計算方法與低壓配電網能效監測系統。其中，所述配電能效的計算方法，通過能效監測裝置將所述配電系統劃分為主線路單元、分布式電源單元和負荷單元，突出了整個配電系統損耗的組成情況，層次清晰。通過將負荷單元劃分為多個負荷子單元，以及將分布式電源單元劃分為多個分布式電源子單元，分別進行器件損耗計算和線路損耗計算，實現化繁為簡，對相同類型的負荷子單元或分布式電源子單元統一計算，大大節省了計算量。本申請提供的配電能效的計算方法與低壓配電網能效監測系統，結合了不同組成部分的能量傳輸方向和結構特性，對配電網不同組成部分進行詳細的損耗統計，計算結果精確。

Calculation method of distribution energy efficiency and energy efficiency monitoring system of low voltage distribution network

【技術實現步驟摘要】
配電能效的計算方法與低壓配電網能效監測系統
本申請涉及配電網能耗
，特別是涉及一種配電能效的計算方法與低壓配電網能效監測系統。
技術介紹
配電系統的配電能效通常指配電系統中負荷的總功率與配電系統總供電功率的比值，其中配電網總供電功率包括負荷的總功率與損耗功率。配電系統的電壓等級一般分為低壓側、中壓側和高壓側。傳統的配電能效的計算方法存在的問題是：針對低壓側的損耗缺乏統計策略，導致最終配電能效的計算結果不準確。傳統的配電能效的計算方法通常只統計中壓側和高壓側的損耗，由于低壓側的損耗總量小，默認可以直接代以一定的比例，基于經驗公式進行計算。例如已知某低壓側的電功率，直接乘以一定的經驗系數得到低壓側的全部損耗，缺乏科學性和合理性，使得最終配電能效的計算結果失去準確性。
技術實現思路
基于此，有必要針對傳統配電能效的計算方法存在針對低壓側的損耗缺乏統計策略，導致最終配電能效的計算結果不準確的問題，提供一種配電能效的計算方法與低壓配電網能效監測系統。本申請提供一種配電能效的計算方法，包括：獲取配電系統的結構數據，并對所述配電系統的結構數據進行分析，將所述配電系統劃分為主線路單元、分布式電源單元和負荷單元；依據所述負荷單元的電驅動特性，對所述負荷單元中的所有負荷器件進行分類，將所述負荷單元劃分為多個負荷子單元，每一個負荷子單元包括多個相同類型的負荷器件；依據所述分布式電源單元的供電特性，對所述分布式電源單元中的所有分布式電源進行分類，將所述分布式電源單元劃分為多個分布式電源子單元，每一個分布式電源子單元包括多個相同類型的分布式電源；依所述配電系統的電能損耗產生方式，將所述配電系統中產生的電能損耗分為器件損耗和線路損耗；獲取在當前時間節點下，每一個負荷子單元的實際用電功率與負荷額定功率，依據每一個負荷子單元的實際用電功率與負荷額定功率，計算在當前時間節點下，每一個負荷子單元的器件損耗和線路損耗；獲取在當前時間節點下，每一個分布式電源子單元的實際用電功率與分布式電源額定功率，依據每一個分布式電源子單元的實際用電功率與分布式電源額定功率，計算在當前時間節點下，每一個分布式電源子單元的器件損耗和線路損耗；依據在當前時間節點下，每一個負荷子單元的實際用電功率、器件損耗與線路損耗，以及每一個分布式電源子單元的的實際用電功率、器件損耗與線路損耗，計算在當前時間節點下的主線路線路損耗與主線路器件損耗；對當前時間節點下，每一個負荷子單元的器件損耗和線路損耗、每一個分布式電源子單元的器件損耗和線路損耗、以及主線路線路損耗與主線路器件損耗求和，得出在當前時間節點下的配電系統總損耗；對當前時間節點下，多個負荷子單元的實際用電功率求和，得出在當前時間節點下的負荷側實際用電總功率；依據在當前時間節點下的配電系統總損耗、以及在當前時間節點下的負荷側實際用電總功率，基于公式1計算所述配電系統在當前時間節點下的實時配電能效；其中，TRDC(t為所述配電系統在當前時間節點下的實時配電能效，LossDC(t)為在當前時間節點下的配電系統總損耗，PL(t)為在當前時間節點下的負荷側實際用電總功率。本申請還提供一種低壓配電網能效監測系統，包括：低壓配電系統，包括主線路單元、分布式電源單元與負荷單元；所述分布式電源單元的輸出端與所述負荷單元的輸入端電連接，所述主線路單元的輸出端連接于所述分布式電源單元與所述負荷單元之間的連接鏈路中；能效監測裝置，與所述低壓配電系統電連接，用于執行前述內容提及的配電能效的計算方法，實時對所述低壓配電系統的配電能效進行計算，并輸出計算結果。本申請涉及一種配電能效的計算方法與低壓配電網能效監測系統，通過能效監測裝置對所述配電系統的結構數據進行分析，將所述配電系統劃分為主線路單元、分布式電源單元和負荷單元，突出了整個配電系統損耗的組成情況，層次清晰。通過將負荷單元劃分為多個負荷子單元，以及將分布式電源單元劃分為多個分布式電源子單元，實現化繁為簡，對相同類型的負荷子單元或分布式電源子單元統一計算，大大節省了計算量。進一步地，通過分別計算每一個負荷子單元的器件損耗與線路損耗，以及每一個分布式子單元的器件損耗與線路損耗，推算主線路損耗，進而得出配電系統總損耗，實現了針對不同器件自身特性曲線對實時功率損耗進行的推導與統計。最終基于配電系統總損耗和負荷側實際用電總功率，可以實時計算配電系統的實時配電能效。本申請提供的配電能效的計算方法與低壓配電網能效監測系統，結合了不同組成部分的能量傳輸方向和結構特性，對配電網不同組成部分進行詳細的損耗統計，計算結果精確。附圖說明圖1為本申請一實施例提供的配電能效的計算方法的流程示意圖；圖2為本申請一實施例提供的低壓配電網能效監測系統的結構示意圖；圖3為本申請一實施例提供的低壓配電網能效監測系統中的能效監測裝置的結構示意圖。附圖標記：10低壓配電系統110主線路單元111主線路單元的輸出端120分布式電源單元121分布式電源單元的輸出端122分布式電源子單元130負荷單元131負荷單元的輸入端132負荷子單元20能效監測裝置具體實施方式為了使本申請的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本申請進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本申請，并不用于限定本申請。本申請提供一種配電能效的計算方法。需要說明的是，本申請提供的配電能效的計算方法不限制其應用領域與應用場景?？蛇x地，本申請提供的配電能效的計算方法應用于低壓配電網。本申請提供的配電能效的計算方法并不限制其執行主體?？蛇x地，本申請提供的配電能效的計算方法的執行主體可以為一種能效監測裝置。所述能效監測系統與配電系統電連接，用于執行本申請提供的配電能效的計算方法，實時對所述配電系統的配電能效進行計算，并輸出計算結果。具體地，所述配電能效的計算方法的執行主體可以為一種能效監測裝置中的一個或多個處理器。如圖1所示，在本申請的一實施例中，所述配電能效的計算方法包括如下步驟S100至步驟S800：S100，獲取配電系統的結構數據。進一步地，對所述配電系統的結構數據進行分析，將所述配電系統劃分為主線路單元、分布式電源單元和負荷單元。具體地，所述配電系統的結構數據可以在配電系統的初始配置過程中保存至所述能效監測裝置的存儲器。所述配電系統的結構數據的呈現方式可以為多種?？蛇x地，所述配電系統的結構數據可以為所述配電系統的結構電路圖。本步驟中，所述能效監測裝置可以從本地的存儲器獲取配電系統的結構數據，對所述配電系統的結構數據進行分析。具體地，所述配電系統的結構數據包括所述配電系統中不同線路的長度統計數據，以及每條線路所述連接的電力電子器件的數量與類型?？梢岳斫猓雠潆娤到y的結構數據揭示了所述配電系統的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種配電能效的計算方法，其特征在于，包括：/nS100，獲取配電系統的結構數據，并對所述配電系統的結構數據進行分析，將所述配電系統劃分為主線路單元、分布式電源單元和負荷單元；/nS200，依據所述負荷單元的電驅動特性，對所述負荷單元中的所有負荷器件進行分類，將所述負荷單元劃分為多個負荷子單元，每一個負荷子單元包括多個相同類型的負荷器件；/n依據所述分布式電源單元的供電特性，對所述分布式電源單元中的所有分布式電源進行分類，將所述分布式電源單元劃分為多個分布式電源子單元，每一個分布式電源子單元包括多個相同類型的分布式電源；/nS300，依所述配電系統的電能損耗產生方式，將所述配電系統中產生的電能損耗分為器件損耗和線路損耗；/nS400，獲取在當前時間節點下，每一個負荷子單元的實際用電功率與負荷額定功率，依據每一個負荷子單元的實際用電功率與負荷額定功率，計算在當前時間節點下，每一個負荷子單元的器件損耗和線路損耗；/nS500，獲取在當前時間節點下，每一個分布式電源子單元的實際用電功率與分布式電源額定功率，依據每一個分布式電源子單元的實際用電功率與分布式電源額定功率，計算在當前時間節點下，每一個分布式電源子單元的器件損耗和線路損耗；/nS600，依據在當前時間節點下，每一個負荷子單元的實際用電功率、器件損耗與線路損耗，以及每一個分布式電源子單元的的實際用電功率、器件損耗與線路損耗，計算在當前時間節點下的主線路線路損耗與主線路器件損耗；/nS700，對當前時間節點下，每一個負荷子單元的器件損耗和線路損耗、每一個分布式電源子單元的器件損耗和線路損耗、以及主線路線路損耗與主線路器件損耗求和，得出在當前時間節點下的配電系統總損耗；/n對當前時間節點下，多個負荷子單元的實際用電功率求和，得出在當前時間節點下的負荷側實際用電總功率；/nS800，依據在當前時間節點下的配電系統總損耗、以及在當前時間節點下的負荷側實際用電總功率，基于公式1計算所述配電系統在當前時間節點下的實時配電能效；/n...

【技術特征摘要】
1.一種配電能效的計算方法，其特征在于，包括：
S100，獲取配電系統的結構數據，并對所述配電系統的結構數據進行分析，將所述配電系統劃分為主線路單元、分布式電源單元和負荷單元；
S200，依據所述負荷單元的電驅動特性，對所述負荷單元中的所有負荷器件進行分類，將所述負荷單元劃分為多個負荷子單元，每一個負荷子單元包括多個相同類型的負荷器件；
依據所述分布式電源單元的供電特性，對所述分布式電源單元中的所有分布式電源進行分類，將所述分布式電源單元劃分為多個分布式電源子單元，每一個分布式電源子單元包括多個相同類型的分布式電源；
S300，依所述配電系統的電能損耗產生方式，將所述配電系統中產生的電能損耗分為器件損耗和線路損耗；
S400，獲取在當前時間節點下，每一個負荷子單元的實際用電功率與負荷額定功率，依據每一個負荷子單元的實際用電功率與負荷額定功率，計算在當前時間節點下，每一個負荷子單元的器件損耗和線路損耗；
S500，獲取在當前時間節點下，每一個分布式電源子單元的實際用電功率與分布式電源額定功率，依據每一個分布式電源子單元的實際用電功率與分布式電源額定功率，計算在當前時間節點下，每一個分布式電源子單元的器件損耗和線路損耗；
S600，依據在當前時間節點下，每一個負荷子單元的實際用電功率、器件損耗與線路損耗，以及每一個分布式電源子單元的的實際用電功率、器件損耗與線路損耗，計算在當前時間節點下的主線路線路損耗與主線路器件損耗；
S700，對當前時間節點下，每一個負荷子單元的器件損耗和線路損耗、每一個分布式電源子單元的器件損耗和線路損耗、以及主線路線路損耗與主線路器件損耗求和，得出在當前時間節點下的配電系統總損耗；
對當前時間節點下，多個負荷子單元的實際用電功率求和，得出在當前時間節點下的負荷側實際用電總功率；
S800，依據在當前時間節點下的配電系統總損耗、以及在當前時間節點下的負荷側實際用電總功率，基于公式1計算所述配電系統在當前時間節點下的實時配電能效；



其中，TRDC(t為所述配電系統在當前時間節點下的實時配電能效，LossDC(t)為在當前時間節點下的配電系統總損耗，PL(t)為在當前時間節點下的負荷側實際用電總功率。


2.根據權利要求1所述的配電能效的計算方法，其特征在于，所述步驟S400包括：
S411，獲取在當前時間節點下，每一個負荷子單元的實際用電功率，所述實際用電功率為流出所述負荷子單元的電功率；
S412，獲取每一個負荷子單元的負荷額定功率，基于公式2計算在當前時間節點下，每一個負荷子單元的負荷標幺值；



其中，i為所述負荷子單元的序號，t為當前時間節點；aL-i(t)為在當前時間節點下，每一個負荷子單元的負荷標幺值，PL-i(t)為在當前時間節點下，每一個負荷子單元的實際用電功率，PL-i，n為每一個負荷子單元的負荷額定功率；
S413，獲取每一個負荷子單元的負荷標幺值-負荷轉換效率表，在所述負荷標幺值-負荷轉換效率表中，每一個負荷標幺值對應一個負荷轉換效率；
S414，對所述負荷標幺值-負荷轉換效率表中的數據進行處理，生成負荷標幺值-負荷轉換效率曲線，所述負荷標幺值-負荷轉換效率曲線基于平面直角坐標系建立，在所述負荷標幺值-負荷轉換效率曲線中，橫坐標為所述負荷標幺值，縱坐標為所述負荷轉換效率；
S415，依據所述負荷標幺值-負荷轉換效率曲線，獲取與在當前時間節點下，每一個負荷子單元的負荷標幺值對應的負荷轉換效率；
S416，基于公式3計算在當前時間節點下，每一個負荷子單元的并網功率，所述并網功率為流入所述負荷子單元的功率；



其中，i為所述負荷子單元的序號，t為當前時間節點，PL_grid-i(t)為在當前時間節點下，每一個負荷子單元的并網功率，EL-i(t)為在當前時間節點下，每一個負荷子單元的負荷轉換效率，PL-i(t)為在當前時間節點下，每一個負荷子單元的實際用電功率；
S417，基于公式4計算在當前時間節點下，每一個負荷子單元的器件損耗；
ConL-i(t)＝PL_grid-i(t)-PL-i(t)公式4；
其中，i為所述負荷子單元的序號，t為當前時間節點，ConL-i(t)為在當前時間節點下，每一個負荷子單元的器件損耗，PL_grid-i(t)為在當前時間節點下，每一個負荷子單元的并網功率，PL-i(t)為在當前時間節點下，每一個負荷子單元的實際用電功率。


3.根據權利要求2所述的配電能效的計算方法，其特征在于，所述步驟S400還包括：
S421，獲取在當前時間節點下，每一個負荷子單元的實際用電功率，所述實際用電功率為流出所述負荷子單元的電功率；以及，獲取每一個負荷子單元的線路額定電壓、線路單位阻值和線路長度；
S422，依據每一個負荷子單元的線路額定電壓、線路單位阻值和線路長度，以及在當前時間節點下，每一個負荷子單元的實際用電功率，基于公式5計算在當前時間節點下，每一個負荷子單元的線路損耗；



其中，i為所述負荷子單元的序號，t為當前時間節點，Lineloss_L-i(t)為在當前時間節點下，每一個負荷子單元的線路損耗，PL_grid-i(t)為在當前時間節點下，每一個負荷子單元的并網功率，UL-i為每一個負荷子單元的線路額定電壓，RL-i為每一個負荷子單元的線路單位阻值，LL-i為每一個負荷子單元的線路長度。


4.根據權利要求3所述的配電能效的計算方法，其特征在于，所述步驟S500包括：
S511，獲取在當前時間節點下，每一個分布式電源子單元的實際用電功率，所述實際用電功率為流入所述分布式電源子單元的電功率；
S512，獲取每一個分布式電源子單元的分布式電源額定功率，基于公式6計算在當前時間節點下，每一個分布式電源子單元的分布式電源標幺值；



其中，k為所述分布式電源子單元的序號，t為當前時間節點，aS-k(t)為在當前時間節點下，每一個分布式電源子單元的分布式電源標幺值，PS-k(t)為在當前時間節點下，每一個分布式電源子單元的實際用電功率，PS-k，n為每一個分布式電源子單元的分布式電源額定功率；
S513，獲取每一個分布式電源子單元的分布式電源標幺值-分布式電源轉換效率表，在所述分布式電源標幺值-分布式電源轉換效率表中，每一個分布式電源標幺值對應一個分布式電源轉換效率；
S514，對所述分布式電源標幺值-分布式電源轉換效率表中的數據進行處理，生成分布式電源標幺值-分布式電源轉換效率曲線，所述分布式電源標幺值-分布式電源轉換效率曲線基于平面直角坐標系建立，在所述分布式電源標幺值-分布式電源轉換效率曲線中，橫坐標為所述分布式電源標幺值，縱坐標為所述分布式電源轉換效率；
S515，依據所述分布式電源標幺值-分布式電源轉換效率曲線，獲取與在當前時間節點下，每一個分布式電源子單元的分布式電源標幺值對應的分布式電源轉換效率；
S516，基于公式7計算在當前時間節點下，每一個分布式電源子單元的并網功率，所述并網功率為流出所述分布式電源子單元的電功率；
PS_grid-k(t)＝ES-k(t)×PS-k(t)公式7；
其中，k為所述分布式電源子單元的序號，t為當前時間節點，PS_grid-k(t)為在當前時間節點下，每一個分布式電源子單元的并網功率，ES-k(t)為在當前時間節點下，每一個分布式電源子單元的分布式電源單元轉換效率，PS-k(t)為在當前時間節點下，每一個分布式電源...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉國偉，李海波，趙宇明，王靜，艾精文，
申請(專利權)人：深圳供電局有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44