配电网理论线损计算方法的研究

配电网理论线损计算方法的研究

安春晖

国网内蒙古东部电力有限公司扎赉特旗供电分公司 内蒙古扎赉特旗 137600

摘要：线损率是一种能够直观反映电网规划设计、运行情况、管理水平的重要经济指标，其主要是指在特定电压等级下，电网在电力传输的过程中产生的电能损耗率。从配电网角度分析，由于电网的结构较为复杂一般来说，沿线的负荷是不存在明显规律的，且配电网拓扑的结构复杂，电力供应规模较大，需要计算大量的运行参数，因此其计算难度较大。

关键词：配电网理论；线损；计算方法；研究

一、配电网理论线损计算的基本特征

第一，配电网理论线损计算受到拓扑结构多样性的影响。由于电力客户在用电需求方面具有一定的多样性，其负荷功率会随着时间发生变化，且受到外部环境中不确定因素的影响，要想准确、精准计算出配电网理论线损的可行性，就要保证尽可能保证理论运行情况符合实际情况，促使理论计算值能够在最大程度上接近实际值。

第二，配电网理论线损计算受到配电网拓扑结构复杂性的影响。在开展配电网理论线损计算的过程中，需要开展假设，通过假设提出特定的简化过程，比如：标况条件等，以此为前提，工作人员要根据实际情况构建数学计算模型，获取计算结果。但是，由于标况条件是一种假设条件，就会产生一定的计算结果误差，促使结果与实际值之间的差距较大，导致计算准确度较低。

第三，配电网理论线损计算受到特定条件性影响。在配电网理论线损计算的过程中，若对同一个位置、电压等级的配电网进行理论线损的计算，则能够运用不同的计算方法与数学模型。

二、配电网理论线损计算流程

第一，工作人员要根据配电网络的实际情况，明确提出理论线损计算的内容，收集配电网络理论线损计算的材料，比如：一次接线图、拓扑结构参数信息、拓扑结构运行数据表格等，对这些资料进行初步分析与二次处理，从而提高原始资料的有效性。原始资料是否准确是计算理论线损中的重要因素，工作人员要认真收集资料，保证资料的充足；在特定情况下，配电网结构会在不同的阶段发生一定的变化。

要选择合适的理论线损计算模型。工作人员要根据配电网络中拓扑结构的特点与负荷功率的特征，选择相适应的数学模型。通过选择正确的模型，保证理论线损计算的准确性，通过不同的模型与计算方法，对同一电压等级的配电网进行理论线损计算，且不同的方法计算出的结果可能会存在较大的差距，因此，合理选择计算模型与计算方法至关重要。

开展理论线损计算。随着现代社会科学技术的快速发展，相较与传统的计算机理论线损计算方法，出现了各种各样新的计算方法与数学模型，促使工作人员对于计算机技术的依赖程度越来越高。工作人员利用仿真软件进行数据计算，获取相应的计算结果，从而满足供电企业的发展需求。

分析理论线损计算结果。若在计算之后发现，理论线损计算结果数据与实际数据值差距较大，则是是由于数学模型的选择不符合实际情况导致的。在理论线损计算与分析过程中，产生误差是无法避免的，受到基础数据资料、就散条件、二次处理等多种因素的影响，工作人员要对这些因素进行综合评价，从而判断计算结果是否具有参考价值。

三、配电网理论线损计算方法类型

（一）均方根电流法

均方根电流法是一种较为经典的理论线损计算方法，其主要是针对在配电网线路运行过程中的点流量，产生的均方根电流损耗进行计算，其相当于配电网运行过程中产生的实际电能消耗量。这一计算方法具有较为明显的应用优势，比如：操作便捷、流程简单，工作热源能够按照24小时制进行负荷电流或者无功功率、有功功率、变压器额定容量、有功（无功）电量、参数等数据的集散，获取电能损耗，其程序编程方法较为简单。

（二）平均电流法

平均电流法又可以称之为“形状系数法”，工作人员可以利用均方根电流法与平均电流法之间的密切关联，开展配电网运行过程中的理论损耗率计算，是在均方根电流法计算的基础上衍生而来的。平均电流法主要是利用配电网中线路流通电能产生的电能损耗情况进行计算，得出这一段电网在同一时间内产生的电能损耗情况。

（三）最大电流法

最大电流法与上述的平均电流法相似，也是在均方根电流法的基础上衍生而来的，不同的是，其是利用“均方根”与最大电流法之间的等效关系展开计算工作的。在最大电流法的概念中，配电网运行线路中最大电流量产生的电能损耗是与网络运行实际负荷在这一时间段内产生的电能损耗相同，工作人员仅仅需要利用此方法计算出本代表日内的最大电流与损失因数，从而计算理论损耗情况，能够便于计算机编程技术进行计算。

（四）等值电阻法

等值电阻法也是从均方根电流法的基础上衍生而来的，其物理概念可以理解为：在配电网的运行线路中，工作人员先提出一个“假设”，设置“虚拟的线路电阻”，在线路出口位置产生总电流的损耗；在不同的线路段产生的电阻数值与电流损耗总和相等。等值电阻法能够广泛运用于理论线损计算中，具有完整的理论阐述与丰富的理论基础，能够弥补均方根电流法的应用缺陷，这一方法能够满足10kv以下的低压配电网线路的运行需求，便于计算机编程计算。

（五）潮流算法

一般情况下，潮流算法被工作人员运用到10kv的低压配电网的理论损耗计算工作中，因为配电网络中的表计不全，导致不能够全面收集配电网络的运行数据单数，且配电网络中存在较多的原配件，节点数量较多，导致运行数据参数的收集难度较大，无法通过这一方法进行有效计算。

（六）人工神经网络算法、遗传算法及区间算法

为了进一步解决配电网络中的运行线路损耗问题，提高理论线损计算水平，不断有专业人士将人工神经网络算法、遗传算法引入电力惬意的配电网理论线损计算体系中，已经初步取得一定的成效，提高了理论线损计算精度。但是，由于配电网络的结构较为复杂，类型多种多样，存在一定的制约性，需要工作人员建立样本，开展训练，且距离实用化还存在较大的差距。

（七）配电网理论线损计算方法应用案例

结合上述的多种配电网理论线损计算方法，工作人员要能够认识到“不同的计算方法可以在不同情况下使用，以此满足配电网络理论线损的计算需求”。

在此提出计算案例，为：若电力配网的元件电阻值为R,通过元件的电流设定为I,那么电力配网中的元件电阻值在24小时内的耗能则为△A，此时计算公式为图一，此时电力配网的负荷曲线可以通过I=f（t）来表达，但是这种表达方法不容易获得负荷曲线。所以，工作人员可以运用均方根计算法，通过24小时内的电流实测结果，推导出阶梯形的负荷曲线，之后再以小时为单位开展分段计算。此时可以设置24小时内的电力实测数值分别为：I₁、I₂...I₂₄，那么可以得出图二中的公式，由此得到图三，确定其中U为电压平均值，△A为全天的理论线损量。

（案例分析结论）由此可见，在较为简单的线路中，通过均方根计算法这类经典的计算法就是能够得出正确的结论，负荷现阶段的配电网络实际运营需求。在运行过程中的配电网络要远远复杂于本次案例，对于多分支、导线型号较多的配电网线路的理论线损，这一方法的计算误差就会稍微大一些。这种简单的算法基本能够有效解决理论线损中的计算任务，只需要搜集运行单位时间、电流实测数据等就可以进行计算，方法简单，误差也不是很大，比较适合日常工作。

图一 △A在24小时内的耗能计算公式

图二 24小时内的电力实测数值计算公式

图三 24小时的日负荷电流实测值

结语：

总而言之，在配电网线损计算研究中，工作人员要结合多种不同的线损计算方法，把握线损计算现状与发展趋势，探寻线损损耗规律，寻找出能够满足配电网线损降低需求的策略。

参考文献：

[1]江木,孙云超,刘巨.10kV配电网理论线损计算方法及应用对比[J].供用电,2019,36(11):78-83.