10千伏线路及低压台区理论线损在线计算系统开发研究

马骏

摘要：利用贵阳供电局计量自动化系统、营销MIS系统采集的实时运行数据，进行10千伏线路及低压台区在线理论线损计算系统开发，实现10千伏线路及低压台区运行数据自动读取与录入，建立一套集数据集成、配电网理论线损在线计算、配电网模拟降损分析、趋势分析、系统管理等功能于一体的配电网理论线损在线计算分析软件系统，充分满足贵阳供电局对理论线损管理工作的需要，提高企业经济效益。

关键词：计量自动化系统;配电网理论线损;实时计算;数据集成

中图分类号：TM769 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）32-0195-02

目前贵阳供电局10千伏线路及低压台区的线损占总损耗60%以上，是线损管理和节能降损过程中的重要环节。从规划、设备配置、运行、计量、线损管理等方面，加强10千伏线路及低压台区的线损分析对贵阳供电局节能降损具有极其重要的意义。

贵阳供电局10千伏线路及低壓台区理论线损计算数据采集工作量大，且多为人工采集，因而既难以保证数据的即时性，又不能实现数据的自动导入，这种情况下数据的参考价值大打折扣。同时，近年贵阳供电局相继建成了较完善的配变监测、负荷管理、电能量采集、营销系统等自动化系统，但这些系统在运行过程中其综合利用水平还存在很大的提高空间。目前还是通过人工方式进行数据录入，工作量大、结果准确率低，使得线损工作缺乏科学性和有效的针对性。

为解决上述问题，经报贵州电网公司批准，贵阳供电局开展了关于10千伏线路及低压台区理论线损在线计算系统的开发研究。

一、配电网在线理论线损计算系统详述

1.配电网在线理论线损计算系统平台构架

配电网在线理论线损计算系统采用3层结构，分为中间层、应用层和客户端。[1]中间层负责数据交换和管理，应用层负责计算、WEB网页发布等功能处理程序集中实现，客户端负责计算结果的查询显示及离线分析。

配电网在线理论线损计算系统采用B/S模式，集中式部署，系统的网络结构与图1所示。[2]

主站中间层服务器是全局10kV及以下电压等级电网实时数据的提取、转换、处理、储存中心以及计量自动化系统数据提取中心，与营销MIS系统实时数据库。主站应用层服务器完成全局10kV以下电网线损理论计算、降损分析等应用功能。

2.系统接口方式

采用中间数据库表或视图为载体，按照预先定义的库、表结构定义和权限配置，实现各种数据交换。数据源系统提供中间数据库表或视图，由线损管理系统进行抽取。数据库接口的优点是稳定、执行效率高、速度快，特别是大数据量交换时具有明显优势。

3.在线理论线损计算系统模块开发

（1）系统数据中心模块。系统数据中心模块是在线理论线损计算系统中的核心组件，为在线理论线损计算系统提供了统一的公共信息模型。通过统一编码、统一模型、统一数据字典、统一接口，集成了各自动化系统的业务数据，消除了信息孤岛，实现了信息共享。建立了面向主题的多维分析模型，支持OLAP，即席报表和数据挖掘。通过数据质量管理，保证了线损数据的准确性和有效性，提供了统一的数据接入服务和数据访问服务，保证了数据安全性。

（2）控制中心模块。控制中心提供系统的整体管理功能，属于整个系统的基础公共模块。控制中心主要包含用户权限的控制、组织结构管理、系统功能导航、用户个性化配置以及用户帮助信息。

（3）系统接口模块。配电网在线理论线损计算系统开发电能量计算系统接口模块，提取计量自动化系统计量数据和统计数据，与理论线损计算值进行对比分析，实现对电能量计量系统的监控，及时发现数据异常。

（4）实时网络状态分析模块。实时网络状态分析内容包括：网络结线分析（亦称网络拓扑）、状态估计、不良数据检测与辨识、变压器抽头估计、量测误差估计等。

实时网络状态分析最主要的功能是状态估计。由于调度自动化系统中量测数据可能存在不良数据和电力系统的遥测结果不符合电路定律，为了得到完整可靠的实时数据，提高在线理论线损计算准确度，需要采取状态估计技术，对量测数据进行实时处理。

通过实时网络状态分析，把“生数据”变成了“熟数据”，确保得到完整而精确的各种电气量，并纠正偶然出现的错误的开关状态信息，保证电网接线方式的正确性。[3]

（5）线损计算与分析模块。

计算设置。系统可对理论线损计算所采用的算法进行统一设置，根据数据情况也可对不同类型的电网线损计算进行不同的计算方法设置。

计算时间可进行统一配置或自定义配置。

计算周期的设置可根据数据情况实现自定义配置。输电网满足以时为单位的理论线损在线计算。中低压配电网满足以月为单位的理论线损在线计算，数据条件具备的情况下可满足以天为单位的理论线损在线计算。在理论线损在线计算过程中由于数据源系统数据不齐全或者数据突变等异常原因造成的计算不准确。针对此种情况，系统提供补算功能，用户可以通过补算窗口录入相关数据重新计算，在计算完成后系统自动将最新计算结果替换原结果存入数据库中。

对于未获取数据的情况系统可以通过设定由系统自行补算，也可在数据校对、设置后人工进行补算。

数据查询。系统具备强大的查询功能，查询内容包括原始数据（如原始表底、电量、台账等）、计算中间结果（如任一元件损耗、占比等）、计算结果（如线损率明细表、重损明细表、轻载明细表、经济运行结果表等等）。

可以对查询规则进行组合，对查询参数进行自定义配置，并提供常用的默认参数和规则配置。

可对原始数据、计算结果的分类查询。

可通过检索功能实现快速对象定位。

系统支持不低于3年的历史数据存储，数据存储的周期和最长时间可以由用户设定。超出时间限制的数据，可以自动删除或者启动数据备份服务进行保存。

结果输出。系统提供独立的报表编辑器进行报表格式的设计与编辑，通过拖拉式操作灵活地自行设计所需的报表样式。

常规理论线损输出报表有：

中压配电网模块报表：配网线路理论线损结果表（代表日/月）;配网多电源线路理论线损结果表（代表日/月）;理论线损结果表（月/变电站）;理论线损结果表（按变电站汇总，日/月）;配网损耗明细表（按元件分类，导线/变压器）;线路基础资料汇总表。

低压400V台区模块报表：低压线损线路汇总表（代表日/月）;低压台区损耗明细表（按元件分类）;低压台区基础资料汇总表。

系统具备动态显示功能，显示内容包括有功（无功）潮流流向图、损耗分布图等等。

系统可依据损耗分布、电量分布、经济运行情况、电压异常情况等规则对计算结果进行图形化展示。

展示方式包括区域高亮、闪烁、告警等。

報告生成。理论线损在线计算的结果输出内容较多，用户对结果进行分析时，需要从大量输出结果中筛选所需数据，较为繁琐、复杂。

考虑到用户应用的便利性，系统提供理论线损报告自动生成功能，用户可以通过对计算时间的设置和模板的选择来自动生成理论线损分析报告，从而有效降低用户工作量和出错概率。

异常处理。系统提供开放的告警规则编辑器，允许进行自定义的规则设定。可对所有报表数据进行筛选判断，对异常结果进行告警。

告警内容：异常数据汇总表;分级告警;声音告警;弹框告警;滚动条告警;短信提示。

告警级别：可按照异常问题的分类进行告警级别的设置，系统预设3中告警级别：严重、重要、普通。通过告警级别的设置管理人员可以加强对线损管理的指导性和清晰度。

系统可按照告警级别的不同定义问题处理的角色并分别设置异常处理流程。在判断计算结果存在异常时，自动进入异常处理流程，将相关信息自动关联，发送至相关人员，通过分析、报送、审核、修正等步骤完成异常处理。异常处理状态可全过程跟踪查询，并可进行异常处理记录查询。

降损辅助决策模块。在线理论线损计算系统提供丰富的应用功能模块，可以广泛应用到规划、运行、线损管理中。

设备历史运行数据统计分析。系统记录了设备台账、电网网架结构、完整的设备历史运行数据，可以做为电网规划、建设、管理的基础数据库，给规划设计部门提供第一手资料，用来指导电网建设与改造工作。

降损决策分析。系统可以及时反映电网网架、负荷水平、运行方式等变化对电网输变电设备和线损的影响，准确分析电网存在的问题，及时掌握电网的发输变电情况，并通过结果分析有效地积累科学数据，找出电能损耗原因并提出有效的降损措施。降损分析方法有：优化网络结构和调整运行方式降损分析、无功优化补偿降损分析、线路建设改造和缩短供电半径降损分析、增加变电站布点和变电站负荷转移降损分析、调整运行电压降损分析等降损措施分析。

二、系统实现关键技术

计量自动化系统和营销MIS系统量测数据和电网模型数据的提取技术。

系统自身电网模型和接口集成设计。系统自身电网模型和接口集成设计必须满足IEC 61970标准，确保系统可扩展性。

实时网络状态分析和不良数据的检测与辨识技术。通过电力系统的状态估计，把低精度、不完整，偶尔出项有不良的生数据，变成在线理论线损计算需要的可靠、完整、准确的数据，大大提高在线理论线损计算的准确度。[4]

三、系统运用过程中的降损措施总结

首先，从技术层面，应对电力网网损中的输、变电线损应分压、分线进行。只有明确了其中的薄弱环节所在，才会使工作具有针对性和确定主攻方向。同时，要对获取的数据进行系统分析，认真总结其中获得的经验与存在的问题，以不断提高降低线损的效果。

其次，从制度层面，应加强《电力法》等电力供应与使用的法律法规进行宣传。从而提高广大用户用电过程的守法意识。最大限度地避免窃电现象发生，积极加纳电费。同时，要严格抄、核、收制度，杜绝漏抄、估抄、或不抄现象的出现，落实好复核手续，通过制度的执行与落实，保证电力企业的利益。此外，还应建立健全考核制度，通过责任落实，加强电力企业营业管理，调动职工的积极性。

四、结论

配电网在线理论线损计算系统利用电网计量自动化系统的实测数据进行电网理论线损计算在线分析，能自动适应电网运行方式的变化，避免繁琐的数据输入，详细记录电网设备运行数据，计算出各设备各时段的电能损耗，提高了计算精度，对于电网规划、节能降损、提高线损管理水平和电网运行管理水平有着重要的意义。在进行全电网统一的负荷实测和线损理论计算与分析工作时，可以节省较多的人力物力，对实现贵阳供电局线损精益化管理有重要意义。

参考文献：

[1]DL/T 686-1999.电力网电能损耗计算导则[S].中华人民共和国电力行业标准，1999.

[2]余卫国，熊幼京，等.电力网技术线损分析及降损对策[J].电网技术，2006，30（18）：55-57.

[3]吴安官，倪宝珊.电力系统线损[M].北京：中国电力出版社，1996.

[4]董瑞，汤伟，刘祥，等.输电网电能损耗在线评估和节能降损辅助决策技术研究与应用[J].华东电力，2011，39（6）：11-14.

（责任编辑：刘翠枝）