基于改进等值电阻法的配电网线损综合管理系统

钟建伟，廖兆远，郑传斌，胡 勇，周 艳

(1.湖北民族学院信息工程学院，湖北恩施445000;2.利川市供电公司，湖北利川445400)

线损率是指在同一时间内，电力网损耗电量占供电电量的百分比.线损率是衡量供电企业管理水平的一项重要的综合性的经济技术指标.降低线损率可以提高电力供应能力，减少电能传输能耗，提高供电企业的经济效益.为了降低电力网的能量损耗，寻找其薄弱环节，掌握影响线损的因素和特征，确定合理的降损措施，必须进行电力网线损的理论计算及其降损分析［1－5］.

线损理论计算工作十分繁琐复杂，特别是配电线路和低压线路由于分支线多、负荷量大、数据多、情况复杂，这项工作难度更大.在这样的背景下，不少供电系统开发了配电网线损计算及分析系统，但很多系统都只能给出整条馈线的线损，而不能给出馈线中任意支路的线损，不利于发现馈线中的薄弱环节，且数据输入、检错、修改不方便，输出结果不够丰富.为此，以C++为开发平台、以改进等值电阻法为计算方法，定义完整的结构数组表示系统各节点信息，研制了一套可以计算出任意支路线损的配电网线损计算系统.该系统采用了基于队列的算法来优化计算程序，且输出结果包含了完整的支路线损［6－8］.

1 改进等值电阻法

35kV及以下配电网由于节点多、分支多，且每个元件上的运行数据具有一定的随机特性，收集这些运行数据(负荷资料)是相当困难的，因此，配电网线损计算非常复杂.对此，寻找简单、准确的计算方法，才使配电网线损计算具有实际意义.

等值电阻法采用的理想等值模型，其参数仅与网络结构有关，而与运行方式无关.进行计算前只需要收集配电网的拓扑结构和相应参数，以及线路出口处的运行数据，避免了收集和整理各负荷点负荷资料及各元件运行数据的工作，便于进行线损计算.这种方法具有收集的信息量少，仅由变电站供电的配电线在各负荷节点未装电能表及其它表计的情况下，可按接于各节点配电变压器的负载系数相等的条件进行计算，又能满足实际工作需要准确度的特点.因此，35 kV及以下配电网线损的理论计算广泛采用等值电阻模型［9］.

由于传统的等值电阻法进行线损计算存在较大误差，本系统采用修正等值电阻的方法，其计算结果相比传统的等值电阻法能使产生的误差下降到10%以内，大大提高了线损理论计算的准确性.

修正后的等值电阻法的计算步骤:

1)求配电网线路首端代表日的均方根功率(Sjf)和均方根电压Ujf或均方根电流(Ijf)

当配电网线路首端只有电流表时，则由代表日测得的电流求Ijf:

2)求变压器均方根负荷率(k)

3)求 RL和 RT∑

4)配电线路代表日总线损电量(ΔWd)

得:

在电网运行方式改变不大的情况下，可以近似地由代表日的理论线损电量导出全月的理论线损电量，其计算公式如下:

式中:Tm=全月实际天数;Wav=全月供电量/Tm，则:月理论线损率=100ΔWmh/全月供电量(%).

2 系统设计与实现

2.1 系统功能

本系统有系统登录模块、系统管理维护模块、线损计算模块、报表输出模块、综合查询模块，系统功能见图1.其中系统登录模块完成用户访问的管理;系统管理维护模块完成所需数据的输入、修改、备份和配电网结构数据的检错;线损计算模块实现了输出分支路、分配线、分母线、分变电站的线损数据;报表服务模块可以实现农网中供、配电网的汇总显示，并能生成上报数据盘，并可以显示线损构成图和日、月线损趋势图;综合查询模块可以实现安权限查询需要的信息.

本系统是基于供电企业的特点、将企业的信息整体集成在该系统中，把公司的业务按照项目进行管理，可以做到即时了解配电网线损情况，使企业管理更加精细，可以大大提高企业的工作效率.

图1 系统功能图Fig.1 Systems function diagram

2.2 系统计算流程

在系统运行之前，先输入运算所需的数据，然后计算每个变压器的铜损和铁损.接下来进行线路损耗的计算，其计算程序中叠加电流用的是C语言中的函数递归原理，根据每段线路的共有特征;本线路的下接元件只有变压器荷线路，也就是说本线路的电流来源是下接线路的电流荷变压器电流;而下接线路的电流也是由下接线路的电流和变压器电流之和.最后，计算每段线路的电压降落和末端的电压，并输出所需要的结果.

2.3 系统实现

根据系统分析得到的配电网线损综合管理系统的总体数据流程图，参照电力行业计算机管理信息系统总体设计规范，该系统的数据库系统体系是一个层次结构.它分为专业数据库、公用数据库和辅助决策数据库三个层次，每个层次由若干个数据库组成.数据自底向上逐层浓缩、提炼，分别满足专业事务处理、数据共享和辅助决策等不同应用对数据资源的需要.

在系统分析及数据库概念结构设计的基础上，可得到系统的关系模型的逻辑结构，并考虑到配电网线损综合管理系统的实际情况，得到日报表、月报表、年报表的关系数据库表.

图2 计算流程图Fig.2 The calculation flow chart

3 结束语

本系统基于改进等值电阻方法，可进行35 kV及以下低压配电网理论线损计算，可以应用于含多电源或少量环网的复杂配电网线损计算.对于运行参数的输入，用户只需输入24 h电流或全天有功、无功电量.配线支路无需人为区分主、支干线，且输入顺序可任意.输出功能齐全，可以提供任意节点、任意支路的线损信息，便于用户发现薄弱环节.该系统的应用为配电网的技术改造和经济运行提供重要的参考依据，也将大大减轻线损管理人员的重复工作量.

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