电力计量自动化在线损管理中的应用

韩晓琪

摘要：与现实需求相比，配网线损监控管理还存在一定的问题，系统功能过于单一，分析能力较差，再加上各配网管理模式上的差异，增加了线损监控的难度。如何做好线损监控和分析，成为当前配网建设和发展的重要议题。线损监控能够降低能源损耗，提升输配电稳定性。只有做好线损监控，才能充分发挥整个电力系统的价值，提高配网的市场竞争力。

关键词：电力计量;自动化;线损管理

1.线损的含义及产生原因

电能在电力系统的输送过程中会出现一定的损耗，且损耗发生在电厂到用户电表的各个线路上，这样的电能损耗称为线损。线损存在于整个输电网络，分为技术损耗和管理损耗，可以通过设备参数和实测数据进行计算。如果输配电过程中不能对线损进行有效控制，将会提高其自身的生产成本，不利于配电网长远发展。

线损产生的原因较多，且发生在输、变、配各个环节，线路阻抗是导致输电线路电能损耗的主要原因，并以热能的形式散失在电介质周围。导致线损的原因主要有终端覆盖不完全、数据采集不完整、电网运行方式改变、双电源设置不规范、线损排查异常等。

2.配网线损管理现状及问题

工具缺失，集成度差。在对电量和线损进行管理时，需要有统一的管理工具，这样才能确保管理的科学性和有效性。但就目前状况来看，许多配电网缺乏统一管理工具，管理人员需要从不同的系统中调取相关数据来进行一一核对，这样会大大增加管理的工作量和工作难度，进而降低线损监控管理效率。配网线损监控信息集成度不高，部门信息交互不及时，均容易造成线损管理疏漏，加大了日常电网运营风险。

数据失真，调控低下。为了满足线损、电量、财务等方面的指标要求，出现一些人为调控电量的方式，导致线损、电量的相关数据失去真实性，无法达到管理的昀终目标，给配网的发展带来不良影响。由于抄表方式的不科学，导致线损数据的波动性较大。这主要是由于在传统抄表工作中，抄表时间与供售电量统计不同步，使得计量统计的时间出现前后差异，进而影响了阅读线损率出现忽大忽小的波动状况，不利于线损监控工作的有效开展。线损指标以及线损数据失真会使其无法真实反映线损状况，给配网线损管理带来诸多困难。

机制缺失，监测较难。在开展配网线损监管时，需要将电量及线损数据进行科学统计，并保持协同性，以确保线损监控质量。但现实中，配网电量及线损统计管理系统机制不完善，部门间合作不到位，增加了线损监测难度，不利于配网的长远发展。

计量自动化线损监控系统的设计

总体架构的设计

为了更好满足电力系统的实际发展需求，提升系统实时性监测能力，在对其总体架构进行设计时需要考虑线损问题，整个监测系统可以由通信模块、服务主站、存储模块和现场用户终端构成，并实现多个系统间的信息交流，提升监测的动态性，确保数据的准确性。

总体架构在设计时应采用 SOA（Service Oriented Architecture），利用ESB（Enerprise Service Bus）服务总线做好与外部信息系统的交互约定（见图1），不断提升线损监测的有效性，达到昀终线损管理监测目标。

该系统中后台服务系统主要由 Web服务器、数据库服务器以及后台工作站组成，主要用于分析和管理相关数据，对存在的问题作出判断。通常情况下，后台服务系统采用分布式架构设计，各个模块相对比较独立，但是却能够统一管理数据库中的各项数据，从而保证了系统监控运行的有效性，为配网线损监管提供系统保障。此外，该系统还能够结合用户需求，将不同模块集合在一个工作站或者分布在不同工作站中，确保了系统的灵活性，扩大了监测的范围。

在通讯模块结构上，采用 CPRS专网和 230M专网来进行计量模块数据传输，并完成对各个系统运行数据、异常行为等采集，以更快地获取数据样本，为线损监测工作提供准确依据，达到线损监测目标。在线损监测系统中，EBS总线可以为计算机采集系统发送电能数据、采集统计量，并将相关结果传回监测系统，为监测人员后续工作的开展奠定良好基础。

在应用服务结构上，线损监测系统架构具有较好的灵活性和较强的兼容性，能够根据实际需求来调整应用服务器中的各个功能模块，使其更加符合配网的实际监测要求。

3.2 系统功能的设计

在对配网线损监测系统功能进行设计时，需要遵循一定的原则，这样才能确保设计的科学性和有效性，才能充分发挥系统功能，达到线损监测目的。一般情况下，在对系统功能进行设计时，可以按照逻辑功能划分为数据采集功能、数据传输功能、数据处理功能以及业务应用功能等，比如设置对外调用接口与其它系统进行数据交互。

在数据采集功能中，要做好现场监测设计和现场数据采集管理，昀大限度保障数据的真实性、有效性和完整性，并对这些数据进行初步筛选，剔除无用、无效数据，为后续线损监测数据分析提供科学依据。数据采集功能还可以做到自动采集、定期采集，一旦发现异常能够实时报警;通过对电压、电流、谐波的监测，确定数据异常情况，分析原因，找到应对策略，减少线损率。数据传输功能则采用专用信道实现，昀大限度降低传输中的数据干扰，确保信息传输质量、传输效率。数据处理可以对统计报表、线损管理相关信息进行规范化管理，发现问题后能够及时解决，从而降低维护成本，减少配电网的线损。

3.3 软件架构的设计

在配电网线损监测系统的设计中，软件架构设计极为重要，其主要包括用户管理入口、服务组件适配器、数据总线以及外部数据接口及相关通讯协议等。

服务组件适配器包括线损计算结果显示、经济运行结果分析、三相负荷不平衡分析、配变调串分析、母线补平衡分析、线损综合分析、线损对比分析、线损率指标月报等内容;数据总线包括内部数据挖掘、数据采集内容;外部数据接口及相关通讯协议包括营销基础数据、营销发行数据、营销业务数据等。

在该软件架构的设计中，监管人员可以通过服务组件实现对线损的全方位监管，掌握电网中个元件电能的损失情况，并计算出线损率，找到配电网中薄弱线路，有针对性的开展线损管理工作，提升配网线损管理质量。

此外，设计中为了确保用户能够快速得到线损结果，该架构还设计了综合数据库（包括运行数据、历史数据、线损记录等），运用指定程序来查询线损状况，减少不必要的分析和现场检查环节，在一定程度上节省了操作时间，提高了线损监测数据利用率，为配网的长远发展奠定良好基础。

4.总结

在对计量自动化的线损监控系统进行设计时，设计人员需要从配网的实际状况出发，既要保持线损数据监控的真实性，又要提升線损监测的科学性。尤其是近些年来，随着我国电力系统的逐步完善和发展，线损管理时应依照统一化、规范化、技术化管理原则，做好智能监测系统的构建，形成完整功能架构，快速定位线损位置和计算线损值，为配网管理和维护提供有益帮助。

参考文献

[1]张昌庆，陈宝，蔡青，陈宋森.电力计量自动化在线损管理中的应用研究[J].中国高新科技，2017，1（11）：62-64.