智能电网低压线损管理中电力线载波通信技术运用分析

国网江苏省电力有限公司灌云县供电分公司 黄 鑫

本文结合本区域低压线损管理工作开展情况，尝试基于电力线载波通信技术来构建更完善的电力信息采集系统和线损管理平台。

1 本区域智能电网低压线损计算

1.1 低压台区线损计算方法

对本区域低压台区线损情况进行管理，应以明确低压台区线损实际情况为主要依据。在对低压线损情况进行计算时，主要依据线损率这一指标，依据以下公式来对线损电量占供电量的百分率进行计算，式中：L代表线损率；ΔW代表线损；Wg代表供电量；Ws代表售电量：

L=ΔW/Wg×100%=（Wg-Ws）/Wg

为实现对低压台区线损情况的有效管理和控制，要求能够以线损率这一指标为基础，应用逐点计算法来计算低压台区范围内的理论线损率，进而将其与实际线损率进行对比，结合线损管理实际情况，考虑在低压台区电网运行过程中容易影响线损率的主要因素。

1.2 低压线损管理系统

本区域供电范围拥有一座220kV 变电站，6座110kV 变电站和15座35kV 变电站，结合本区域的运行情况，计算分析得到高低压综合电压合格率完成2.03%，平均低压线损率为7.64%，供电可靠率超过99%，综合电压合格率超过99%。

本区域主要通过构建低压线损管理系统的方式，面向本区域供电范围内全部配网线损应用情况进行综合线损分析。这一低压线损管理系统不仅能够支持配网拓扑图的矢量化动态显示和拖放功能，也能支持异常日志的查询和配网局部线损的查询服务[1]。

在构建低压线损管理系统时，考虑线损管理系统的数据主要来源于各类不同的终端设备和服务器，在数据来源较为复杂的情况下，对线损管理系统的设计主要选择多数据接口的方式，确保线损管理系统能够支持共享数据库接口、基于Web Service 的IDP 数据访问接口、Excel 文件直接导入数据三种数据接口方式。结合本区域在低压线损管理方面的成果，可以验证这种线损管理系统能够有效避免以往应用的专用系统之间存在的数据孤岛问题，发挥各类应用系统和终端设备之间数据信道的作用，以加强技术和设备投入的方式提高线损管理的效果，有利于推动线损管理的精细化发展[2]。

2 电力线载波通信技术在智能电网低压线损管理中的应用

智能电网的建设发展，对线损管理系统运行效率效果提出了更高的要求。以提升线损管理水平效果为主要目的，促进线损率下降，应能够以高速、双向的通信系统作为线损监测与管理信息传递的主要渠道和手段方式。基于此，选择将电力线载波通信技术应用到智能电网低压线损管理当中，以电力线载波通信技术的应用特点和优势，进一步节省以往用于额外铺设通信信道的成本费用，能够有效控制电网运行成本，提升线损管理水平，促进电网稳定运行发展。

2.1 低压电力线载波通信原理

在低压电网的运行中，电力线载波通信够直接进入低压配电线作为信息传输的媒介，以安装载波处理器的方式，通过调制电路来将数据调制为载波信号。将得到的载波信号经由滤波耦合处理后，可以直接在低压电力线上实现数据信息的传输。而经由低压电力线传输来的载波信号，则借助带通来输入滤波电路，在经过解调电路之后，就可以实现从载波信号到数据的转换还原，以此来实现整个通信传输的过程[3]。

考虑本区域电网供电范围中的低压配电线主要以传送50Hz 工频电能为原理设计建造，并未考虑电力线载波通信的需求，且在受到不同低压配电线所在区域环境条件较为恶劣的情况下，不同低压配电线的载波频率也有所差异。基于此，应用电力线载波通信技术，应能够明确在不同频率大小的情况下基于不同的频率来设定通信信号传播的模式。

2.2 智能电网低压台区线损管理问题处理技术

通常情况下，配电网的电能损耗主要包括固定损耗、可变损耗以及管理损耗三种类型。线损管理是能够有效控制管理损耗的工作内容。为发挥电力线载波通信技术的作用，在智能电网低压线损管理中应用该技术，要求能够在明确智能电网低压台区线损管理现状的前提下，规划合理的技术应用方法。

供电侧安装技术优化。在本区域低压台区电网的运行过程中，供电侧主要以三相四线总表来对供电量进行计量。基于提升线损管理水平效果的目的，考虑供电侧通信安装连接效果对数据通信传递产生的影响，应在安装总表以及电流互感器的过程中，加强对安装作业质量的管理控制，确保总表通信线与集中器抄表接口连接的牢固性和准确性，在保障电力传输质量效果的同时，也能够为电力线载波通信技术的应用奠定良好的环境基础。

售电侧采集系统优化。从售电量采集与检测的角度来看，当用电用户信息采集系统的电表地址与现场不一致，或出现电表进出线接反的情况时，会导致采集的电量数少于实际消耗的售电量；而在用户档案未连接到对应台区信息采集系统时，就会导致对应台区的售电量减少、而用户档案在台区的售电量增加，对两个台区的线损计算情况产生影响。在这一情况下，要求能加强对于用电用户档案信息的管理。在低压台区的线损管理中，也应能加强对售电侧的管理控制，将自动化、智能化的技术算法运用到售电侧的采集系统当中，一方面注重优化系统运行程序，另一方面强调规范电表安装行为[4]。

2.3 基于电力线载波通信构建电力信息采集系统

2.3.1 系统构成与通信运行方法

针对智能电网低压台区运行管理情况，为应用电力线载波通信技术奠定良好基础的前提下，可从电厂电力信息采集工作入手，结合智能电网的建设发展要求来构建以电力线载波通信方式为主的电力信息采集系统。

结合电力线载波通信技术的应用原理，对电力信息采集系统的设计应具体分为主站层和设备层两个部分。其中主站层主要发挥管理的功能，能够在将用户用电量与采集系统用户账户档案之间关联后，将用户用电信息储存至相应的用户账户中。这一过程主要依据不同台区范围的划分，对得到的用户电量数据进行分类汇总；而设备层主要负责对不同低压台区用户用电数据信息进行采集监测。借助电力线载波通信技术，以无线网络传输方式来实现系统主站层与设备层之间的通信连接。

2.3.2 线损计算方法

在构建电力信息采集系统的基础上，考虑电网运行中用户用电量数据规模较大，难以精确反映全网的线损情况，可以基于前文提到的逐点计算法，以选取典型台区进行用户用电量统计计算分析的方式，分析相应台区的线损情况。

逐点计算法需要在明确低压线损主要影响因素的前提下，注重选择合适的典型台区容量，进而计算台区参数的加权平均值，将其作为该类台区的理论线损率。在计算某配变台区其中一种参数时，需要基于以下公式：Ki=（TP-CP）/CP，式中：Ki代表修正系数，TP代表某台区参数，CP代表典型台区参数；ai=CTR×Ki×ωi，式中：ai代表第i种因素对该台区理论线损率的修正值；CTR代表典型台区理论线损率；Ki代表修正系数；ωi代表权重。

将相应的台区电网运行参数带入其中后，可以结合以上公式中的调整系数大小确定对线损率造成的影响。在此基础上，将得到的几种不同情况的修正值计算结果累计相加，就可以得到台区的总修正值[2]。然后基于以下公式，对台区的理论线损情况进行计算：TSB=（CTR+JL）+∑βi，式中：TSB代表某台区线损指标，CTR代表典型台区理论线损率；JL代表典型台区实际线损率；βi代表第i种因素对该台区实际线损率的修正值。

2.3.3 系统应用结果

在明确这一方法计算过程的基础上，可以发挥电力线载波通信技术的作用。在依赖智能电表统计用户每日用电量信息后，让信息采集系统中的集中器借助载波路由与电表上的载波通信模块之间进行通信。在信息采集系统采集到数据之后，由数据中心依据以上方法来对这些数据进行计算处理，汇总得到相应低压台区当日的线损率。

在这一过程中，应以提高用户用电量采集成功率为主要目标和要求，避免因信息采集失败导致实际售电量数值的降低。电力线载波通信技术的应用，可以有效避免以往信息采集过程中受到的线路老化、无线网络无信号等客观因素的影响，从而有效提升低压台区用户用电量信息采集的成功率。本区域应用电力线载波通信技术前后的抄表成功率情况如表1所示。

表1 本区域某一低压台区抄表成功率统计

在此基础上，依据抄表获得的数据来对线损率进行计算，可以为线损管理工作的开展提供更为科学可靠的依据[5]。本区域在应用电力线载波通信技术后，在低压台区线损管理方面的线损异常情况统计结果如表2所示。

表2 低压台区线损异常情况(部分)

2.4 线损管理平台的构建

在获得更准确的线损指标数据后，应能够结合低压台区电网运行的实际情况，以构建线损管理平台的方式，保证在采取各类线损管理措施时能够及时获取电网运行的实际情况，加强相关部门工作之间的沟通和联系，为线损管理工作的开展提供支持和保障。构建线损管理平台，同样需要以电力线载波通信技术为基础，以控制智能电网运行和线损管理成本的方式，提升线损数据传递的效率效果。

构建线损管理平台，首先要求线损管理平台具备线损集中发布的功能，结合电网运行的实际情况，重点针对线损管理中各项具体的数据指标，将线损管理平台与用户电量信息采集系统连接起来，在平台中直接发布电网实时运行的电力负荷、关口电量等数据，同时也支持线损统计报表的发布与加锁操作。为保障这一功能的应用效果，应能够实现对系统平台安装情况的优化调整，保障系统与平台之间连接的效果，便于发挥电力线载波通信技术的作用。

结合以往线损管理工作的实际情况构建线损管理平台，针对其中存在的问题，以加强区域、分压、分线、台区四方面线损报表数据统计为基础，强调能够支持同期电网运行中线损情况的自动计算和原始数据版本的管理。在线损管理中，通过对原始数据与计算后数据的分析，能够实现对计算结果的复核，提高线损计算与管理的准确性。

在这一过程中，线损管控平台还应具备一个用于数据存储和处理的中间数据平台，满足对周边系统数据的自动抽取和补录清洗的需求，并对电力负荷、电量、电压合格率、三相不平衡等可能影响线损管理的情况进行计算分析。在获得相应的计算结果后，也可以依据这一数据平台来对计算结果进行校核、修改和版本管理[6]。

在智能电网建设发展的背景下，构建线损管理平台还需要能够具备深化采集数据应用的功能。这一过程可以通过设置用于检测线损异常情况的系统程序方式，重点依据以线损数据绘制的实时曲线变化情况，对其中存在的异常情况进行报警。