配电网精细化线损计算及降损措施

2018-02-16杨国清

通信电源技术 2018年12期

关键词：线损计算方法损耗

杨国清

（国网四川盐源县供电有限责任公司，四川凉山 615799）

0 引言

伴随工业化进程的有序推进，在经济社会不断向前发展的过程中，应当看到国家政府对节能降耗、资源可持续利用方面的关注。电力属于能源消耗的重要领域，其节能成效对国家整体节能降耗目标的实现具有重要的支撑意义。

1 配电网线损的基本内涵和构成

要开展配电网精细化线损计算，要明确配电网线损有关概念。配电系统中电能损耗、线损率是基本的计算要素。电能损耗是指一段时间内有功功率损耗对时间的积分。具体公式为：

在整个配电系统中，所有环节消耗的全部电量都纳入线损电量范畴。在输电、变电、配电以及营销等各个流程都涉及到了电能损耗，虽然可以从理论上全部计算线损情况，但是在实际操作层面很难进行全面计算。通常，电能表计量的总供电量减去总售电量，从而得出电损率的计算公式：

了解线损率基本计算方式后，需要对配电网线损的主要构成进行分析。通常，将配电网线损划分为管理线损和技术线损两种方式。

1.1 管理线损

管理线损主要是由于管理不当而造成的电能损耗，信息数据采集相对较难。主要导致出现管理线损的情形包括：一是抄表人员责任心不够，工作人员在进行抄表时如果不够重视或者缺乏责任心，会导致出现错抄、漏抄等情况，造成和实际使用电量不符，给线损数据分析和计算造成一定的影响，不利于精准计算；二是用电户窃电行为，供电企业为用户提供相应的电能，用户在用电过程中如果出现窃电行为，会导致应当进行收取的电费没有收取，从而影响线损数据的计算分析。

1.2 技术线损

技术线损是指电网系统中所有的零部件系统整体的电能损耗情况，主要涉及以下几个方面。

1.2.1 电路电阻

在配电网系统整体结构布局设计和运行过程中，通常会存在很多问题或漏洞，如设计不科学、维护不到位等。尤其是在地区经济发展相对落后的地区或者农村，因为电源点和配送中心的距离较远，加上电压配置不合理，会导致变压器容量不足、单相供电用户较多而导致技术线损偏高。此外，电线导线截面、载荷两者匹配度不协调等会造成线损增加。这些情况发生率较高，也称之为电路电阻造成的线损。

1.2.2 变压器损耗

变压器本身运行会存在一定损耗，同时受到电压等级方面的影响，变压器线损也非常高。如果对变压器定期维护保养检修不及时或者没能及时更换老旧设备，会进一步增加电能损耗，加大变压器的损耗值。

1.2.3 无功损耗

在整个电网系统中，多个感性元件运行自然会造成电网无功传输，进而导致电网元件总电流不断提升，增大有功损耗。如果无功补偿不到位，会进一步降低电网功率因素，出现电压越限情况。在远距离有功传输方面损耗更明显，这也是造成技术线损的重要因素之一。

对配电网线损的计算，还要考虑相应的影响因素。由于影响线损变化的因素较多，加上电网系统结构比较复杂，所以增加了计算难度。电网结构、运行模式以及技术装备配置等都和经济社会发展水平、用电流程以及电源管理等多个方面的因素有关，加上受到技术和管理因素的影响，影响了配电网线损计算的精度。因此，需要加强配电网精细化线损计算方法的探究，才能更好地为电网系统科学有效持续运转提供一定的数据参考[1]。

2 配电网精细化线损计算方法分析

关于配电网线损的计算，传统的计算方式主要有均方根电流法、平均电流法、最大电流法和等值电阻法等。每一种计算方法都有自己的特点和适用范围，如表1所示。

按照上述计算方法计算配电网线损，前提条件是负荷曲线保持相对稳定。如果负荷波动比较明显，会对计算结果的准确性产生很大影响。在实际电网运行过程中，负荷曲线波动通常比较大，会造成计算误差较大，从而影响精准计算信度和效度。

为了进一步提升配电网精细化线损计算准确度，考虑各方面因素，建议采用前推回代潮流方法对线路损耗进行计算。整体计算的基本思路是，根据配电网运行网络系统具体拓扑结构对每个运行环节的电压、功率进行逐一计算，以此得到每个支路每个节点运行的相关信息。

具体需要做好以下基础工作。根据整体配电网系统运行机构，自根节点开始遵循广度优先搜索原则，对配电网的每一个层级、分支结构等进行划分和编号，层层递进。对主馈线上的每一个节点进行分析，确定具体代表层、支路号和节点号。这种操作方法将复杂的辐射状拓扑结构配电网损耗情况进行简单编程、分层编号[2]。假设各个节点电压辐射值、幅角分别设定为1 p.u.、0 p.u.。按照式（3），自终端网络节点开始，结合基尔霍夫定律，对注入节点的电流进行计算。

从左到右每一个字母分别代表第k次迭代节点i电流、第k-1次迭代的节点i电压，节点i注入功率的总和，节点i的并联导纳。按照式（3），从末端节点开始依次往前推进进行回代，分别计算前一支路的支路电流。假设第L条支路起点与终点分别用L1、L2表示，那么第L条路上的电流就可以用式（4）计算：

表1 配电网精细化线损计算方法

随后完成上述操作，可以计算出每一个节点支路的电流，然后再往前推，按照式（5）计算各个负荷节点的电压：

从左到右，每个字母代表的含义分别是注入节点L2电压值、注入节点L1的电压值，第k次迭代第L条支路上的电流值以及L支路的阻抗。

在分析配电网实际损耗电量时，为确保计算结果的准确性，应用配电网精细化线损计算方法，密切关注线路、变压器能量损耗的实际情况，精准计算计量自动化系统动态采集的各个负荷节点的数据，层层分解，充分了解线路损耗、配变损耗、峰平谷不同时间节点线损率的变化情况。这种方式提高了理论计算方法和实际计算结果的一致性，集中体现了精细化理念。

配电网精细化线损计算过程的实现，还需要做好各项准备工作，包括数据预处理、SQL数据库调用、数据后期处理、线损计算编程计算与实现以及数据模型评估等。只有做好基础工作，才能确保精细化计算过程的有效性和可靠性[3]。

3 配电网降损精细化管理措施

为了进一步提升配电网降损精细化管理水平，建议从以下几个方面进行完善。

3.1 不断健全线损管理制度体系

加强组织管理，成立专门的精细化管理小组，引入精细化管理理念，加强理念宣贯和培训，提高全员精细化管理意识。同时，要明确职责、目标要求、考核评价体系，确保严格按照制度规范操作，从而降低损耗。

3.2 加强精细化全面规范管理

一方面，需要完善基础台账，定期更新维护用户档案等，借助现代信息技术建立电子档案，随时更新，确保有据可查。另一方面，要加强对理论线损计算过程的监督，定期开展技术培训，提高线损计算准确度，加强过程层层把关审核，确保数据准确。同时，要将线损降耗目标进行层层落实分解，建立相应的薪酬挂钩体系，切实提高线损降耗的积极性。

3.3 不断创新，提高科技创新水平

要加强科研攻关，积极推动多功能电子表和电能表计量装置轮换等技术，不断提高用电收费精度，定期进行设备维护保养，建立动态自动化计量系统，降低人为操作误差。此外，要定期优化设计电网结构，降低单边供电情形。定期进行升压改造，缩短重复变电容量，降低不标准电压的产生率。及时更换高能耗变压器，停止使用空载配电变压器、维持配电变压器的三相平衡。