配电网精细化线损检测与分析方法研究

配电网精细化线损检测与分析方法研究

张沐晖

广东电网有限责任公司潮州供电局   521000

摘要：当前部分低压台区线损呈现合格与不合格波动等问题，线损管理缺乏有效的技术手段进行支撑，严重影响了电网企业的效益。线损率过高，将直接影响企业的经济效益，因此降低配电网线损需要得到特别重视。通过分析组成配电网的元件电能损耗程度，制定具有针对性的降损策略，从而降低电能损耗，实现企业的平稳运行和长足发展。

关键词：配电网；精细化线损；检测方法

中图分类号：F426  文献标识码：A

引言

配电线路的稳定性与运行质量对供电质量的影响就显得尤为重要。然而，电路从供电站到用户的途中需要经过很长线路及很多电力设备，会对电能产生一定的消耗，造成损失，尤其是电力线路及设备中的电阻会额外增加能源的消耗，出现浪费电力资源的现象，这不仅影响用户的体验，更影响供电企业的经济效益，阻碍了社会生产力的发展。

1 线损类型

一般的线损是指在整个电网系统中所有元器件在某个时间段内所消耗的电能的总和。线损一般根据其特征主要分为以下类型：1）统计线损。统计线损是指供电企业所生产的电量与销售的电量之间的差值。2）理论线损。理论线损是指在电网系统中的电子元器件、设备以及电网线路布局之间造成的电力在实际输送过程中产生的固定能量的损失以及线圈等造成的可变损失，理论线损可以根据相关计算方法进行数值的简单估算。3）管理线损。管理线损是指在统计线损得到的数值与理论线损数值之间的差值，管理线损是供电企业在实际管理过程中出现的电能的损失，一般是由于供电企业在设备的维护管理、生产运营管理以及电能计量方面产生的电能的损失。管理线损能够反映出一个供电企业的实际管理水平。4）经济线损。经济线损是指设备的具体状况固定的线路，当在线损率最低时，此时称之为经济线损。

2 配电网线损的原因

（1）电网结构不完善。配电网建设、迁改过程中，因选址等多种原因，可能导致电网结构不合理，主要体现在变压器偏离负荷中心，供电半径较大，导线线径过细等方面。此外部分电网设计建设标准低、投运时间长、改造进度缓慢，没有在用户负荷持续增长的同时得到更新，无法满足正常负荷载流量的要求，进而将引起导线发热，产生不必要的电能损耗。（2）空载损耗较大。变压器损耗由空载损耗与负载损耗两部分组成，其中空载损耗不随用电负荷波动而变化。由于电网中变压器总量较多，且存在大量低负载率变压器，因此空载损耗的影响较为突出，在配电网线损中占比较大，是变压器耗损的主要原因。另一方面，变压器的运行方式对线损也存在影响，合理安排运行方式，保证变压器经济运行，可以最大程度减少电能的损失。（3）功率因数较低。在电力系统中，变压器、电动机等设备需要吸收无功功率和维持磁场，仅依靠发电机作为基本的无功电源，一方面将导致无法实现经济运行；另一方面增大配电设备上的电压损耗及功率损失。因此需要根据配电网情况，合理配置无功补偿设备，提高功率因数。

3 配电网线损检测及降损措施

3.1 考核电量管理

该模块可以完成线损率异常自动检测系统输电线路负荷情况的管理，可以准确的掌握供售电量情况，该模块内含3个子模块。（1）电量获取模块。在系统中布置采集装置，对配电台区的用电、线损数据进行采集和计算，确保数据时效性，以此完成电量获取；（2）供售电量调整模块。日常的生活、生产都离不开电力资源，配电台区需要不断的调整自身运行方式来贴合电力用户的使用需求，运行方式的转变自然而然会造成负荷发生变化。该模块能将负荷变化情况准确的记录下来，为计算供售电量调整数值提供参考依据；（3）考核单元电量计算模块。在应用该模块时，需要先行确认编辑信息再将其输入，系统后台会自动对数据进行校验，并判断当前数值是否存在问题；之后系统会将这一数值存入数据库，完成信息替换。

3.2 数据挖掘技术

1）数据准备。数据准备是为了对后续的数据进行筛选进行的基础阶段，根据实际情况的需求按照一定的规则在原始数据内进行选取一组数据，并对数据的处理、滤波降噪、插值等进行原始数据的处理。2）数据信息的挖掘。将准备好的数据按照其目的及信息类型进行明确，确定相对应适合的挖掘算法，在数据库中获取最有用的信息。3）解释评价。通过挖掘算法后得到的信息中仍存在着大量的没有用或者是不相关的数据信息，为了保证数据的有效性和精准性，需要再将数据进行评估滤除，保证最后获得的信息既满足使用者的使用要求，又能够满足精确性。将抽象的数据信息再进行转化，转化后的数据信息能够让用户直观地明白数据信息。

3.3 潮流计算

假设用户侧功率不变，通过采集的用户、拓扑和线路等数据信息利用前推回代法进行三相潮流计算（各节点电流、电压不取标准相角）。对设定的采样时刻区域，在判定电损的地方用窃电检测中估算的真实电流值计算，而其他地方采用智能电表采集的电流值计算，从用户节点到根节点依次计算各支路各相电流，每条支路的某相电流均由该支路直接相连的下游支路该相电流累加得到，依次类推，直到计算至根节点。随后，在每次迭代中从根节点开始逐步向下计算各支路末端的节点电压（末端节点电压由首端节点电压、支路电流、阻抗计算得到），依次类推。计算到用户点时，更新用户电流。若迭代误差小于设定阈值，则结束；否则，更新支路电流，继续迭代。

3.4 降损措施

（1）配电网改造升级。为解决配电网结构引发的线损问题，需现场勘查根据实际情况制定科学的改造方案。针对供电半径较大的台区，应对配电变压器进行合理布置，必要情况下对变压器进行分换装；针对线径较细、绝缘层老化的导线，及时改造更换。通过持续优化电网结构，提升电能传输效率，使线路承载力与客户用电负荷的持续增长相匹配，降低配电网线损。（2）合理选用变压器。配电变压器是电网的重要组成部分，其空载损耗占配电网线损比例较大，因此降低线损的方法之一是根据实际用电负荷情况，合理选择节能型变压器替代高耗能变压器。同时，要根据所带负载的特点选择容量适合的变压器，避免长时间处于低负载率运行状态，导致空载损耗增大。（3）提高功率因数。当配电变压器的无功补偿不足，将导致功率因数降低，有功功率损耗增大。因此应合理增设无功补偿装置，通过配置低压电容器进行无功补偿。电容器容量应根据配电变压器容量和负荷性质计算确定，一般按变压器容量的10%至30%配置，补偿到变压器最大负荷时其高压侧功率因数不低于0.95。

4 结束语

电力作为清洁能源被广泛应用于各个领域源，提高电力输送效率，减少电能损失是供电企业亟待解决的问题。通过对配电网线损从技术和管理两方面进行分析，查找线损成因，提出降损策略，持续优化电网结构，从源头降低线损率，为客户提供安全可靠的电能。

参考文献：

[1] 周王峰. 数据驱动的配电网线损管理辅助技术研究[D].湖南大学,2021.

[2] 梁春方. 我国电力行业配电网线损优化管理研究[D].山东大学,2020.

[3] 郑小鹏. 区域配电网线损分析及降损策略的研究[D].广东工业大学,2019.

[4] 周本贞.配电网线损异常成因及管理措施分析[J].时代农机,2019,46(09):23-24+26.

[5] 杨国清.配电网精细化线损计算及降损措施[J].通信电源技术,2018,35(12):42-43+45.