配电网线损原因及降损技术措施分析

李逸岚，韩钟瑶

（国网青海省电力公司泽库县供电公司，青海 泽库 811400）

配电网在供电网络与用户之间起着连接的作用，保障用户的供配电。由于配电网建设较为复杂，通常会采取辐射网架空线的建设模式，但存在主干线截面积小及供电电压低的情况，这也导致配电网运行中线损居高不下，存在资源浪费问题。针对这种情况，应采取降损增效的措施，将配电网线损维持在较低的水平，这样不仅能够减少电能浪费，还有利于供电企业整体经济效益的提升。

1 配电网线损的类型

线缆线损和变压器线损是配电网线损的2 大组成部分，线缆线损主要是由于导线中电压的波动而导致的电能损耗，而且配电线路自身运行过程中也会消耗一定的电能。配电网线损也可以按照线损的大小划分为有载类和无载类线损。在实际配电系统运行过程中，无载类线损多会在配电设备负荷出现较大变化时产生，但线路负载变化导致的线损较小[1]。对于三相供电线路而言，电压变化引发的线损在无载运行方式变化时也会发生改变，这种情况下线损较大。在配电网中，配电变压器作为重要的设备，完成电能的转换，然后将电能输送给用户。无载类线损设备，配电变压器损耗以自绕组损耗和油损耗为主。绝缘油损耗的产生多是由于电磁感应或是电流损耗，而且绝缘油损耗、绕组损耗和配电变压器油损耗三者之间为正比例关系，这其中，以绕组损耗占配电变压器线损的比例为最高。

2 电力配电网线损带来的危害

2.1 加剧线路绝缘体老化

配电网线损是当前电力系统中较为突出的问题，当配电网存在线损时，损失的电能会转化为热能，造成线路温度过高，线路中绝缘体会加速老化。无论是配电网线路还是配电网中的其他元器件，由于在绝缘材料设计时并没有考虑线损产生的热能问题，线损发生后，绝缘体无法承受这部分热能，而且在热能持续作用下，绝缘体出现老化现象，导致其性能下降，甚至失效，引发配电网线路漏电事故发生。

2.2 造成电力能源的浪费

目前电能生产以火力发电为主，一些地区也存在采用水电和风电的方式。虽然发电方式多样，但仍存在电力供应紧张的问题。而且由于配电网线损情况的存在，更加剧了电能紧缺的情况。线损会造成电能损耗，同时在处理线路高温时也需要利用电能，无形中增加了电能消耗。特别是在远距离传输中，因配电网线损问题的存在，电能损耗量更大。为了弥补线损导致的电能损耗，必然需要加大电能生产量，这会对生态环境带来一定程度的破坏。

3 配电网理论线损计算方法

3.1 考虑影响因素的理论线损计算

对于配电网线损，导致线损出现的原因具有多样性。部分供电区域配电网由于规划欠缺合理性，配电网线路存在过长的问题，一些配电网还存在超负荷运行的情况，这也导致电能输送过程中损耗增加。实际配电线路中，接线多采用分支辐射的方式，这也导致线路中存在较多的负荷点，而且各负荷点分散。再加之供电半径较长，用电负荷存在较大的波动性，这也会导致线路线损增加。近年来，台区居民用电负荷快速增长，在用电高峰阶段，过负荷情况较为常见。特别是一些农村台区配电网运行过程中，由于存在较强的季节性特点，变压器长时间处于轻载的状态。基于这些问题的存在，配电变压器损耗也一直处于较高水平。

在针对配电网线损进行计算时，理论线损计算需要考虑多种因素，线损计算方法也具有多样性。基于复合电能质量作用下的线损计算，线损推导过程中会应用到叠加原理和对称分量法。也可以借助于相关的参数和数据信息，通过台区的自动分层，以电压和负荷数据为基础计算损耗，再进行汇总，获得月度理论线损值。另外，也可以针对不同类型的负荷曲线，计算出配电变压器的日负荷有功和无功，再利用相应方法获得配电网的线损值。

3.2 接入分布式电源的理论线损计算

随着新能源发电在电力系统中占据份额的增长，这也使分布式电源开始规模化接入到配电网中。分布式电源的接入，必然会对配电网损耗带来一定的影响。因此，应通过量化分析，促进供电企业经济效益的提升。

分布式电源接入后，配电网线损计算时，宜借助分区域线损理论计算方法，针对具体接入位置和容量开展深入分析，并针对接入后配电网不同电压等级的分布情况进行计算。对于极限线损的计算，可根据线性潮流法，获得发电机、风机、光伏和负荷的各阶段变量，再基于GC组数的展开式进行计算，获取极限线损的区间限值[2]。风力发电过程中，由于风力存在一定的波动性，线损计算也会出现误差。因此在理论线损计算时，可以针对一些特征变量进行聚类，科学对权重系数进行确定，基于日理论线损值来获取配电网的综合线损。

3.3 采用智能算法的理论线损计算

对于线损的计算，传统方法需要较多的电气参数，计算过程过于繁琐。为了能够更便捷地计算理论线损，应采用智能算法。计算时需要以样本数据作为基础，通过对样本数进行有效处理，利用线损计算模型确定各参数，然后计算配电网线损。

3.3.1 深度学习智能线损计算方法

GRU 也称为门控循环单元，其作为一种典型的深度学习模型，结构如图1 所示。在图1 中，各函数分别代表t时刻隐含层的输入、输出、重置门、更新门及记忆状态，具体xt为输入，ht为输出，rt为重置门，zt为更新门，gt为记忆状态。具体可以根据互信息理论和层次分析法对线损计算中涉及的电气参数权重系数进行计算，将归一化后的电气参数输入GRU 网络中训练，这种基于GRU 配网理论线损计算法计算性能具有一定的优势。

图1 门控循环单元结构

3.3.2 元启发式学习方法

这是一种模拟生物活动，并借助某种算法针对样本数据开展训练，以此来获得输入量和输出量。BP 神经网络是最常见的元启发式学习方法，其结构如图2 所示。BP神经网络结构组成为3 部分，即输入层、隐含层和输出层，各层之间连接需要借助激活函数。在针对线损计算时，可以采用相关算法对BP 神经网络的权值和阈值进行优化，并根据各项参数对台区进行分类，利用分类后的台区样本计算线损结果[3]。

3.4 异常线损分析

配电网计算完成后，还要针对异常线损情况进行分析，具体可以采取阈值比较法和聚类法。利用阈值比较法对线损是否异常进行判定，但在时效和准确性存在一定的局限性。因此利用阈值比较法时，可以根据实际情况，适当对阈值比较法进行改造，获得准确的线损率数据，快速对异常线损的具体位置进行识别。聚类算法中，K-means 聚类是一种常用的数据挖掘技术，借助该算法，可以获得台户的异常电表信息，最终获得线损异常数据，针对线损异常数据进行分析，以此来识别线损率异常波动或是持续偏高的台区。

4 配电网降损增效的技术措施

4.1 完善电网结构

具体要结合电力网络的实际供电需求，积极对电网结构进行优化。特别是针对一些地区电力网络变电站稳定性差、基础设施落后、变压器容量不足的问题要采取有效措施解决。通过合理设计电网布局，有效缩短电能供给半径，避免长距离传输问题。针对长距离远点连接的情况，需要对电力网络的设施进行优化升级，这必然需要较高的费用。因此，应与实际情况相结合，选择合理的配电变压器，并将配电变压器安装在总负荷量相对较小的位置，减少电能的损耗。变压器选择时，尽可能选择质量好、技术先进及节能的型号，并要及时处理变压器容量问题，防止变压器出现过载情况。

4.2 采用自动化系统

在配电网中应用自动化系统，提高系统的现代化水平，这样有利于处理线损问题。智能电表为当前电网线损降损提供了技术支撑，具有较高的可靠性，可以有效完成电能数据采集、统计和传输等任务。针对智能电表收集到的数据开展分析，测算出电网系统运行中的相关数据，并分析线损情况和线损量，再根据智能电表反馈的数据信息进行分析，优化升级电网，实现对电能损耗的有效控制[4]。通过广泛应用智能电表，线损检测工作效率大幅度提升，降损工作效率和质量提升，可以实时对配电网中的数据进行监测，减少了电网运输过程中电能的损耗量。

4.3 升级电能计量装置

对电能计量装置进行优化升级，将一些落后的计量装置淘汰，提高计量装置的准确性和灵敏度，以此来减少电能计量装置的电能消耗。电能计量装置作为配电网中不可或缺的计量设备，能够监测和统计用电量，而且电力网中电能计量装置数量庞大。通过对电能计量装置进行升级，减少电能计量装置的线损量，这对配电网降损增效也具有极为重要的作用。

4.4 强化配电网无功功率补偿

配电网运行过程中，电能损耗不可避免。对于电能损耗问题，应采取有效的措施将损耗降至最低水平。同时还要通过无功补偿降低电能的损耗，这也是保证配电设备稳定运行的关键。在实际进行无功补偿时，技术人员应结合实际情况，选择分散补偿或是集中补偿，以此来降低电网电能损耗[5]。

4.5 严格落实配电线路检修制度

在配电网降损工作开展过程中，需要做好配电线路检修工作，实现配电线路检修的定期化和标准化，确保检修工作的全面性，避免因线路老化问题而引起漏电及用户窃电的情况。针对配电线路开展检修过程中，需要重视应用先进技术手段和智能化设备，如可以利用智能机器人及无人机进行检修，可以有效提高检修工作效率，还能够避免人为操作失误问题，确保检修数据的准确性，全面提高线路检修工作的质量。

4.6 优化配电网线损管理

配电网降损增效并不是短时间就能够实现的工作，这是一项系统的工程，需要在日常工作中加强对配电网线损的管理。配电网日常运行过程中，应采取有效措施针对配电网线损进行控制，提高供电企业的经济效益。具体应构建完善的配电网线损管理制度，针对各供电所、校表室及供电分公司的用电进行有效管理，并对各配电网线损测算管理制度进行完善，实际测算配电网的线损情况[6]。同时，还要做好用电计量管理工作，在配电线路设计和安装时应加装表箱的安全防护设施，减少偷电窃电行为发生，提高配电网管理工作的效率。针对单户型用户，安装电表时，在做好电表安全防护的同时，还要定期对用电计量装置开展校验和巡查维护，尽可能避免非正常因素产生的线损。

配电网降损增效工作具有长期性的特点，为了能够进一步降低电能资源的浪费，需要定期针对配电网线损开展测量分析，并与当地配电网的实际情况相结合，积极对配电网网络结构进行优化和改造，使配电网中的可变线损降至最低。另外，还要针对配电网线损研究加大投入力度，采取更科学和有效的方式，确保达到降损增效的目标。

5 结束语

在当前经济新常态发展的环境下，各个领域开始落实节能减排的措施，以此来提高能源的高效利用。对于电力系统而言，配电网线损问题已成为普遍存在的情况，这不仅会对供电企业经济效益带来不利影响，还与节能减排相违背，不利于能源的可持续发展。这也需要加强对配电网线损降损工作的重视，积极采取技术和管理等措施，将线损降至最低水平，减少电能消耗，提高电力资源的利用率。这无论是对于配电网降损增效目标的实现，还是供电企业的健康发展都具有极为重要的意义。