基于配电网规划技术指导原则的低压台区高损标准研究

吴 彧

（广东电网有限责任公司汕头供电局，广东汕头515041）

0 引言

线损是电能在电网传输过程中，在输电、变电、配电和营销等各个环节所产生的电能损耗。线损可分为技术线损和管理线损。技术线损是电能在电网传输过程中，由各个传输介质固有的物理特性所产生的电能损耗；管理线损是电能在电网传输过程中，由于计量、抄表、窃电及其他人为因素造成的电能损失。

本文的研究对象为技术线损[1]。从分电压等级的角度看，由于低压配电网设备规模大，分布广，直接与千千万万用户紧密联系，低压线损水平远高于其他电压等级的线损水平，低压降损工作是线损管理的重中之重，有效降低低压线损率对改善供电企业线损整体水平具有重大意义。

开展技术降损工作首先必须界定技术高损对象的范围，而界定范围的前提就是确定高损的标准，因此确定高损标准是整个线损管理工作的基础。

本文根据《广东电网配电网规划技术指导原则》确定的低压台区规划建设改造标准，研究确定低压台区出现高损情况的综合边界条件，并将各类边界条件通过线损理论计算系统，仿真计算出高损低压台区的线损数值范围。

1 制定台区高损标准的依据和原则

《广东电网配电网规划技术指导原则》（以下简称《指导原则》）以保证电网安全经济运行为原则，用于指导配电网规范化和标准化的规划建设。

以《指导原则》为基础，来进行低压台区高损标准的制定，不仅能从设备的实际运行状态判定设备的高损情况，也能综合低压台区的安全可靠、经济高效等各类运行要求，确保技术降损工作以《指导原则》为依据合理实施。

本文确定低压台区高损标准的若干原则：

（1）按照《指导原则》技术要求，选取不满足《指导原则》的临界设备参数和临界运行参数作为线损理论计算的边界条件。

（2）对于少数《指导原则》中未明确的参数，以实际规划建设中满足建设改造的条件、其他技术规定的要求或者典型方式作为计算边界条件。

（3）根据《指导原则》，不同供电区域的设备和运行参数标准不同，因此按照不同的供电分区确定不同的低压台区高损标准。由于A+类供电区在全省数量极少，且选取的参数要求与A类一致，因此A+和A类供电区在研究中合并为一类。

2 低压台区线损理论计算方法

国内外专家对中低压配电网线损的计算提出了各类方法，包括基于实测线损的台区损失率法、电压损失法、等值电阻法以及近年来新发展的配电网潮流改进算法等等[2-4]。

对于本次研究，选定的计算方法所采用的计算参数应该尽量与《指导原则》中的各类要求相对应，因此本文低压台区线损理论计算采用电压损失法。电压损失法通过对低压台区的首端电压和末端电压进行采样，计算出电压降，并通过叠加一个由低压主干导线截面决定的系数，共同计算出低压台区损耗。

电压损失法计算的输入参数包括主干线型号、功率因数角、台区首端电流、首端电压、末端电压、负荷分布、电表户数等[5]。

3 高损台区参数边界条件分析

3.1 主干线型号参数的选定

根据电压损失法计算公式，计算过程参数包括低压导线的电阻R和电抗X，两个参数均由导线型号决定。根据《指导原则》，低压主干线的线径要求如下：A+、A、B类地区截面大于等于120 mm2，其他大于50 mm2。依照以上制定台区高损标准的原则，结合实际建设的典型情况，A+、A及B类等市区线路选取铜芯形式，C、D类等县城农村地区选取铝芯形式。选取参数结果如下：A+、A、B类地区选取的主干线边界参数取铜120 mm2，C、D类地区选取铝50 mm2。

3.2 功率因数的选定

由电压损失法的计算原理可知，低压台区的线损率与低压台区首端的功率因数有关。在感性负荷较大的情况下，如无功补偿装置配备不足或者未及时投入运行的条件下，功率因数会出现下降，功率因数越低，通过低压台区输送的无功电量越大，线损率相应越高。在按照《指导原则》进行配网无功补偿配置时，中压侧功率因数补偿按不低于0.95进行配置，配变低压侧功率因数接近于中压侧功率因数，选取的功率因数边界参数为0.95。但考虑到C、D类地区无功配置及无功装置运行的实际情况，结合各类用户功率因数控制在0.85～0.95的要求，C类县城、城镇选取功率因数边界参数为0.9，D类农村地区选取功率因数边界参数为0.85。

3.3 台区首端电流的选定

根据广东配电网建设运营管理关键技术指标体系，设备的正常负载率区间为20%～80%，负载率高于80%的情况视为重载。根据设备的运行管理实际，当设备负载率达到80%时，就刚好偏离正常运行区间，设备也出现损耗较高的情况。而且在目前广东电网的投资策略下，解决重载问题的项目达到二类项目的立项要求。

因此，将设备首端电流设定为导线额定允许电流的80%，则主干线采用铜120 mm2的低压台区首端电流Ia和主干线采用铝50 mm2的低压台区首端电流Ib分别为：Ia=310 A，Ib=176 A。

3.4 首末端电压的确定

根据《指导原则》对电压偏差允许范围的规定，220 V端用户的允许电压偏差为-10%～+7%，即低压台区末端的电压不能低于U2：U2=198 V。考虑电压不满足要求的临界情况，因此选取末端电压的边界参数为198 V，为满足理论计算系统的输入要求，转化为相应的线电压值，即343 V。配变变低首端380 V的允许电压偏差为-7%～+7%，即首端电压不能高于U1：U1=406 V。选取首端电压的边界参数为406 V。

3.5 负荷分布的确定

根据运行实际和线损理论计算系统的设置，台区负荷分布的典型类型包括：头重尾轻、正常均匀分布、头轻尾重、末端分布四个类型。

这四个类型对损耗的影响逐个增大。正常的低压台区负荷分布应是均匀分布或者负荷集中在台区的前段，但部分台区由于负荷分布不合理造成了线路损耗增加，这是低压台区高损的一个重要原因。为充分考虑这种情况带来的高损影响，低压台区的负荷分布选定“头轻尾重”，即四个典型分布类型中首先出现负荷分布不合理的类型。

3.6 电表户数的确定

根据低压台区的首端电流、电压和功率因数，可以确定低压台区的供电容量。主干线采用电缆铜120 mm2的供电容量为Sa=204 kVA；主干线采用铝50 mm2的供电容量为Sb=116 kVA。

查询《指导原则》中户均配变容量对于低容量的要求，取值如表1所示。

表1 户均配变容量推荐表

根据总的供电容量和户均配变容量，计算出相应的电表户数如表2所示。

表2 电表户数表

4 低压台区线损计算

根据以上对边界条件的分析，得到不同供电分区下的高损计算边界条件。按照以上各类供电分区的边界参数，录入广东电网线损理论计算管理系统的数据库，四个供电区域分类对应四个不同的低压台区模型，分别计算，结果如下：A+、A类为5.84%，B类为5.86%，C类为8.27%，D类为8.83%。

5 低压台区高损标准确定

根据《指导原则》对各类计算边界参数的要求，A（A+）类和B类供电分区参与计算的参数基本相同，线损率计算结果接近，为便于指导实际的工作，将低压台区高损标准划分为三类，并将数值化为0.5%的整数倍，如表3所示。

表3 低压台区高损标准表

当技术线损值或者理论线损值大于以上高损标准时，则该台区一定存在不满足《指导原则》的情况，低压台区存在因设备配置不满足要求或运行方式不合理等原因引起的高损情况，实际工作中应根据高损的判定结果，开展台区分析，确定不满足《指导原则》的具体原因，从而指导实际的建设改造工作。

6 结语

目前，多数地区尚无明确且兼顾运行电网安全性和可靠性的台区高损标准，完全采用设备经济运行模型计算出的高损标准未能考虑运行中更为重要的可靠性问题，而且即使达到高损标准也可能无法满足建设改造的必备条件，对实际降损工作指导意义不足。

基于《广东电网配电网规划技术指导原则》确定的低压台区高损标准，一方面为线损管理提供了一个具体的高损参考依据，另一方面达到高损标准的低压台区必定存在不满足《指导原则》的因素，造成低压台区高损的原因主要包括：台区供电半径过长、线径过小、功率因数过低、负荷分布不合理等。通过数据分析，确定引起高损的具体设备和原因，以此开展相应的运行方式调整或者建设改造工作，有利于实现高损低压台区的技术高损降损目标。