線損率波動的原因分析及實用化改進(jìn)方法

引言

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人均用電量日益增加，為了滿足人們的日常用電需求，配電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜，電能耗損也在同步增長。配電網(wǎng)線損率是供電企業(yè)的一項重要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，對供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有直接影響。為了迎合市場需求，促進(jìn)供電企業(yè)自身發(fā)展，急需降低線損率，節(jié)約能源，優(yōu)化電力網(wǎng)絡(luò)，保證電力系統(tǒng)的安全運行。由于配電網(wǎng)絡(luò)線路較多且頗為復(fù)雜，基本以輻射型電網(wǎng)為主，線損率統(tǒng)計所涉及的數(shù)據(jù)較多，工作量大，需要采用自動化設(shè)施完成數(shù)據(jù)采集及后續(xù)的電量與線損計算工作，避免人為因素所造成的失誤，提高統(tǒng)計及分析效率。由于目前電網(wǎng)運行負(fù)荷較大，導(dǎo)致線損率居高不下，為此需要結(jié)合實際情況，分析存在的問題，并以此為出發(fā)點，優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，減少電能損耗，達(dá)到降低企業(yè)成本，提高運行效益的目的。

1線損率波動的原因分析

電網(wǎng)運行過程中，電力傳輸設(shè)備大多屬于導(dǎo)體，不可避免地對電流流動產(chǎn)生阻力。而電能在傳輸過程中需要克服電阻，產(chǎn)生電能消耗，造成線損率波動。

在電力系統(tǒng)中，其采集電量所用的計量裝置無法保證百分百的準(zhǔn)確性，存在一定誤差，從而導(dǎo)致用戶用電量統(tǒng)計存在偏差，影響電費計算，并增加了電能損耗：電力系統(tǒng)互感器若是變比過大，將導(dǎo)致二次側(cè)電流過小，影響電能表準(zhǔn)確計數(shù)，造成線損率波動。負(fù)荷電流流經(jīng)變壓器以及線路時，負(fù)荷功率因數(shù)小于1時，線路中的電阻損耗將按照（1/功率因數(shù)）2的比例升高，鐵芯損耗也要增大，使線損率波動幅度過大。配電網(wǎng)中的負(fù)荷分布不均勻時，將直接導(dǎo)致導(dǎo)線的長度增長，增加電能耗損：當(dāng)線路截面積過小時，該線路的等效電阻將會變大，其線路產(chǎn)生的電能損耗隨之增大。

除了上述電網(wǎng)運行過程中的設(shè)備本身及技術(shù)線損導(dǎo)致線損率波動外，更多的是管理因素造成線損率波動。

（1）受傳統(tǒng)抄表手段限制，供、售電量不能同步發(fā)行，導(dǎo)致線損率月度間劇烈波動。

（2）智能表采集過程中，存在采集數(shù)據(jù)缺失或者數(shù)據(jù)異常問題。目前供電量和售電量的讀取通常依靠自動抄表系統(tǒng)的數(shù)值計算，其供電量采集主要依靠廠站管理終端進(jìn)行采集，且一般采用專網(wǎng)采集，計算誤差極小，而對于售電量的統(tǒng)計，大多依靠公網(wǎng)進(jìn)行采集并傳輸至電網(wǎng)采集系統(tǒng)中，由于采集網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜和設(shè)備連通不一致，造成采集數(shù)據(jù)存在缺失，影響售電量的統(tǒng)計，造成所統(tǒng)計的售電量與本月實際售電量間存在較大差異。

（3）在營配貫通過程中，配電網(wǎng)體量龐大，網(wǎng)絡(luò)錯綜復(fù)雜，供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整等情況，導(dǎo)致營配貫通中配線下所掛公專變檔案缺失或難以統(tǒng)計，造成公專變掛接關(guān)系與現(xiàn)場實際不一致，影響配線售電量的統(tǒng)計。如果采集建設(shè)過程中存在應(yīng)計配線供、售電量不準(zhǔn)確，在供電量與實際電量相同的情況下，售電量存在異常多計或少計：在售電量與實際電量相同的情況下，供電量存在異常多計或者少計，均會引起線損電量異常，使線損率出現(xiàn)波動。在營配貫通過程中存在應(yīng)計配線售電量不準(zhǔn)確，在供電量與實際電量相同的情況下，售電量存在異常多計或少計，引起線損電量異常，使線損率出現(xiàn)波動。

（4）在實際設(shè)備維護(hù)過程中，部分電路老化破損，但由于人員疏忽，沒有及時維修處理，使被損壞電路持續(xù)漏電，導(dǎo)致產(chǎn)生新的線損率波動。

（5）由于電力生產(chǎn)技術(shù)水平發(fā)展存在局限性，一方面前期部分老舊設(shè)備存在竊電漏洞，不法分子利用設(shè)備漏洞偷電：另一方面現(xiàn)代技術(shù)水平的發(fā)展，不法分子利用高科技手段偷電，在反竊電工作以及營業(yè)普查方面不加以預(yù)防，也將導(dǎo)致線損率大幅波動。

由上述分析可知，有諸多因素使日、月度線損率產(chǎn)生波動，可將這些因素劃分為技術(shù)因素與管理因素兩類，其中電網(wǎng)設(shè)備體現(xiàn)的線損為技術(shù)線損，而與管理水平有直接關(guān)系的線損稱為管理線損。在電網(wǎng)中，供售電量不同期、采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量、營配貫通質(zhì)量、用戶用電行為，是導(dǎo)致線損率波動的重要因素。

2線損率波動實用化改進(jìn)方法

由上述分析可知，線損率波動主要與供售電量不同期、采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量、營配貫通質(zhì)量、用戶用電行為密切相關(guān)。

2014年以前，供電企業(yè)受傳統(tǒng)抄表手段限制，供電量能夠?qū)崿F(xiàn)月初1號全量采集，但是售電量按照分類定期輪抄模式進(jìn)行統(tǒng)計，因用戶數(shù)量較大，無法實現(xiàn)月初1日全量采集，導(dǎo)致供售電量不同期，線損率波動呈現(xiàn)為“大月大、小月小”。近些年，供電企業(yè)已實現(xiàn)智能電表采集全覆蓋，供電企業(yè)電能量采集系統(tǒng)和用電信息采集系統(tǒng)均已建設(shè)完成，為實現(xiàn)配線供售電量同期創(chuàng)造了良好條件。

為此，需要建立線損率異常的多級管理，避免上下推諉現(xiàn)象的發(fā)生，形成線損率異常處理機(jī)制，明確責(zé)任，確保配線線損率異常能夠及時得到處理。重點加強(qiáng)采集運維管理，科學(xué)合理地制定采集策略、采集時間，避免由于采集缺失或誤差所引起的線損率波動。同時，利用現(xiàn)代化的科技手段，完善營配貫通管理模式，提升管理人員素質(zhì)，提高現(xiàn)場施工人員水平，使配線所掛公專變檔案完善、準(zhǔn)確，避免因線變檔案不準(zhǔn)確而引起當(dāng)日、當(dāng)月線損率波動現(xiàn)象。例如，采用停送電方式，確認(rèn)公專變與配線關(guān)系，得到公專變與配線的邏輯關(guān)系，準(zhǔn)確構(gòu)建配線拓?fù)潢P(guān)系：利用線路變壓器關(guān)系識別裝置，識別公專變與配線關(guān)系，完善拓?fù)鋽?shù)據(jù)，提升營配貫通質(zhì)量：當(dāng)變電站的線路出現(xiàn)變更調(diào)整時，及時跟蹤營配調(diào)整，將其從信息化系統(tǒng)上及時改接。

3實驗論證分析

為驗證上述所提出的線損波動實用化改進(jìn)方法的有效性，在研究配電網(wǎng)理論線損計算原理及基本方法的基礎(chǔ)上，以配網(wǎng)理論值檢驗統(tǒng)計線損、同期線損波動范圍是否正常，設(shè)計對照試驗，由于實際操作存在一定困難，其可操作性較低，因此該試驗為仿真實驗。采用MATLAB數(shù)值模擬計算軟件，完成實驗當(dāng)中的模擬計算及分析部分。

采用配電網(wǎng)絡(luò)理論線損計算模型，完成模擬計算，對理論線損結(jié)果進(jìn)行合理性分析，合理的數(shù)據(jù)列入模型庫，不合理的數(shù)據(jù)納入整改范圍進(jìn)行校驗，開展理論線損計算模型質(zhì)量整改工作。

將配線理論線損合理性數(shù)據(jù)與現(xiàn)有統(tǒng)計線損數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。論證方式具體如下：

選取供電企業(yè)配線下所掛公專變1年內(nèi)未切改（即拓?fù)洳蛔儯?、供電關(guān)口及所掛公專變采集（即供售采集）1年完整且準(zhǔn)確的配線，同時每個月選取一個典型日進(jìn)行理論線損計算及每個月的統(tǒng)計線損計算，得出配線理論線損率合理值均大于0、小于5%，而統(tǒng)計線損率在2月出現(xiàn)負(fù)值，在3月、7月、12月大于10%，線損率出現(xiàn)明顯波動，其他月份相對平穩(wěn)，即月度線損率呈現(xiàn)出“大月大、小月小”的波動現(xiàn)象，圖1所示為現(xiàn)有統(tǒng)計線損率與理論線損率關(guān)系。經(jīng)分析，線損率波動的主要因素是配線供售電量不同期造成的，大月時，供電量比售電量多統(tǒng)計1～3天，小月則反之。為了更好地驗證是供售不同期造成線損率波動較大的因素，將配線理論線損合理性數(shù)據(jù)與配線采用供售同期后的線損率進(jìn)行比較，圖2所示為同期線損率與理論線損率關(guān)系，發(fā)現(xiàn)供售同期后，同期線損率與理論線損率相差2%左右，波動趨勢相同，波動幅度明顯平緩。

上述實驗驗證了配線供售電量不同期是造成線損率波動的一個重要因素，下面再在進(jìn)一步研究配線供售電量同期的情況下，從采集數(shù)據(jù)質(zhì)量、營配貫通質(zhì)量、用戶用電行為3個方面進(jìn)行驗證，將理論線損合理性數(shù)據(jù)與同期線損數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，論證方式具體如下：

開展理論線損和同期線損對比分析，其供電量主要依靠廠站管理終端采集，且一般采用專網(wǎng)進(jìn)行采集，計算誤差極小，配線供電量一般問題很少，影響線損率波動很小。因此，下面重點研究配線售電量異常導(dǎo)致同期線損率波動的因素，主要從以下幾個方面分析論證：

3.1配線下所掛公專變營配貫通因素造成線損率異常的論證

（1）對于公用變壓器的售電量，由于公用變壓器末端計量一般為直讀計量，可以從公變線損率上進(jìn)行分析，論證公變售電量是否異常。

（2）對于專變客戶的售電量，由于客戶電量大，使用情況復(fù)雜，需要建立一定的客戶售電量監(jiān)測庫，進(jìn)行多日、周、月售電量的統(tǒng)計周期與多日、周、月的供電量監(jiān)測曲線，在用戶檔案不明確的情況下，建立部分用戶異常用電狀態(tài)與線路線損率的比對波動圖。

在用戶售電量與線損率關(guān)系1（圖3）中，用戶售電量1月、2月為0，線損率正常：3月、4月有電量，線損率為負(fù)，論證用戶與線路關(guān)系存在異常，用戶售電量多計入，線變關(guān)系異常造成線損率波動。

在用戶售電量與線損率關(guān)系2（圖4）中，用戶1月、2月售電量不為0，線損率正常：3月、4月電量為0，線損率屬于高損或高于理論線損值，在排除用戶竊電的情況下，論證用戶與線路關(guān)系存在異常，造成線損率波動。

3.2用戶用電行為（用戶竊電）論證

在用戶售電量與線損率關(guān)系3（圖5）中，用戶1月、2月售電量不為0，線損率正常：3月、4月電量為0或是明顯小于前幾個月用電量平均值，線損率屬于高損或高于理論線損值，在排除線變關(guān)系與實際不一致的情況下，論證了用戶竊電造成線損率波動。

3.3采集質(zhì)量論證

當(dāng)用戶電量缺失時，采取電量模擬法，以上年同期或上月同期日電量進(jìn)行比較，模擬電量，論證線損率情況。在用戶售電量與線損率關(guān)系4（圖6）中，用戶1月、2月、3月、4月售電量與上年同期或上月同期日電量進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)偏低，線損率屬于高損或高于理論線損值，經(jīng)分析1月、2月、3月、4月部分用戶售電量為0是因采集一直失敗無法正常計算出售電量，因此在計算1月、2月、3月、4月售電量時根據(jù)電量模擬算法進(jìn)行補(bǔ)全，計算出的1月、2月、3月、4月線損率均恢復(fù)到合理值，在排除用戶竊電、營配貫通的情況下，論證了采集質(zhì)量造成線損率波動。

由上述論證能夠得出，在現(xiàn)有線損管理水平上，配線供售電量不同期、采集數(shù)據(jù)質(zhì)量、營配貫通質(zhì)量、用戶用電行為是造成線損率波動的主要因素。為此，提出上述實用化改進(jìn)方法后，降低了線損率波動，對于圖7模擬所得到的改進(jìn)后月度線損率變化平穩(wěn)的結(jié)果，能夠說明所提出的改進(jìn)方法有效，為增強(qiáng)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行水平提供了一定的幫助。

4結(jié)語

電網(wǎng)線損率波動情況是衡量供電企業(yè)綜合管理水平的重要指標(biāo)之一，更是衡量企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的標(biāo)準(zhǔn)之一。為此，本文對線損率波動的原因進(jìn)行了分析，研究了控制線損率波動的實用化改進(jìn)方法，闡述了管理因素與技術(shù)因素對線損率波動的影響，并針對該影響提出了相應(yīng)的改進(jìn)方法。實驗結(jié)果表明，在應(yīng)用實用化改進(jìn)方法后，月度線損率波動情況明顯趨于平穩(wěn)。