淺談改進配電網(wǎng)線損計算方法措施

黃麗燕

【摘 要】本文首先介紹配電網(wǎng)線損的現(xiàn)狀，分析配電網(wǎng)線損計算方法存在的問題，最后提出配電網(wǎng)線損計算方法改進措施。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)；線損；計算方法；措施

0.引言

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展、城市化進程的加快，電力行業(yè)隨之得到了巨大的發(fā)展，成了我國社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)能源之一。然而在配電網(wǎng)的運行中，電力損耗是不可避免的，主要包括兩個方面：一是技術(shù)線損電量，即輸電導(dǎo)線與變壓器繞組的電力損耗、配電網(wǎng)在運行過程中各類電力設(shè)備產(chǎn)生的介質(zhì)損耗等；二是管理線損電量，即因管理工作導(dǎo)致的電力損耗。對于電力企業(yè)來說，通過合理的配電網(wǎng)線損計算方法來得到真實、可靠的線損率，從而制定有針對性的控制措施，是電力企業(yè)提高經(jīng)濟效益、提升電力質(zhì)量的重要工作內(nèi)容。

1.配電網(wǎng)線損的現(xiàn)狀

配電網(wǎng)線損率是衡量一個國家電能損耗水平的一個重要指標(biāo)，它是指實際的線損電量占供電總量的百分比。目前，我國的配電網(wǎng)絡(luò)線損率相對于世界發(fā)達國家來說，還是比較高的，線損率比發(fā)達國家至少要高2%～3%距離我國電力部門預(yù)定的12%的線損率還有較大的差距。我國有些配電網(wǎng)質(zhì)量較差的地區(qū)，線損率甚至在30%以上。國民經(jīng)濟水平的增加，對于電力的依賴及需求也越來越大，配電網(wǎng)承載的負(fù)荷也越來越高，尤其是我國城市的供電量大幅度增加，顯然原有的縱貫式的低壓配電線路已經(jīng)不滿足需求了。雖然，電力部門已經(jīng)進行了多次整改，但是由于配電線路錯綜復(fù)雜，改造的難度非常大，需要大量的人力和物力，所以，我國有很多的地方仍然使用的是舊的配電線路和設(shè)備。這些陳舊的配電線路和設(shè)備對于電能的損耗非常大，線損率遠高于其他發(fā)達地區(qū)，這也是為什么部分地區(qū)供電質(zhì)量差的原因。因此，我國在配電線路損耗方面與發(fā)達國家還是存在較大差距的，具有巨大的節(jié)電潛力有待開發(fā)。不管是電力部門，還是電力公司，都有責(zé)任為降低線損率做出貢獻，改善我國目前的配電網(wǎng)線損計算方法，研發(fā)出切實可行的降低配電網(wǎng)線損率的技術(shù)措施，這些工作對于整個電力系統(tǒng)供電質(zhì)量的提高和供電企業(yè)經(jīng)濟價值的提升都具有重要的現(xiàn)實意義。

2.配電網(wǎng)線損計算方法存在的問題

1）均方根電流法

均方根電流法是計算配電網(wǎng)線損的根本方法。它利用的原理是“線路中流過的均方根電流”所產(chǎn)生的電能損耗相當(dāng)于實際負(fù)荷在同一時間內(nèi)所產(chǎn)生的電能損耗。該方法的優(yōu)點是操作簡單，易于計算機編程計算。存在的問題：利用均方根電流法來計算配電網(wǎng)的線損時，必須要先將配電網(wǎng)沿線各個節(jié)點的負(fù)荷資料進行收集。但是由于配電網(wǎng)沿線的節(jié)點數(shù)目十分龐大，而且各個節(jié)點產(chǎn)生的負(fù)荷容易發(fā)生變化，所以很難測量準(zhǔn)確，也沒有辦法對負(fù)荷資料進行全面的收集。在實際的運行過程中，均方根計算必須基于24小時對各個元件進行負(fù)荷電流的測量，工作量特別大，代表日選取不同會有不同的計算結(jié)果，造成計算的也相對誤差較大。

2）平均電流法

平均電流法又稱之為形狀系數(shù)法。它的計算原理是利用均方根法與平均電流的等效關(guān)系進行電能損耗計算，即線路中流過的平均電流所產(chǎn)生的電能損耗相當(dāng)于實際負(fù)荷在同一時間內(nèi)所產(chǎn)生的電能損耗。該方法的優(yōu)點是容易得到較為精確地電量作為計算參數(shù)，計算的結(jié)果也比較準(zhǔn)確，易于計算機編程計算。存在的問題：由于基于平均電流的電能損耗計算結(jié)果偏小，而且沒有實測記錄的配電變壓器，形狀系數(shù)難以確定，所以容易造成誤差。

3）等值電阻法

等值電阻法是根據(jù)均方根電流法發(fā)展而來的。它的理論依據(jù)是在線路的出口處，假設(shè)有一個等值的線路電阻，通過線路出口處的總電流所產(chǎn)生的損耗與線路各段不同的分段電流通過分段電阻產(chǎn)生的損耗的總和相等。該方法的優(yōu)點是不用收集運行數(shù)據(jù)，只需要計算出等值電阻數(shù)據(jù)就可以進行電能損耗計算，易于計算機編程計算。存在的問題：該方法需要預(yù)先設(shè)定計算條件，條件設(shè)定不正確容易影響精度，而且該方法的應(yīng)用前提是要滿足實際工程的計算精度，這樣該方法才具備實用性和可行性。

4）最大電流法

最大電流法又稱之為損失因素法，同樣也是有均方根電流法演變而來的，它是利用困方根電流法與最大電流的等效關(guān)系進行電能損耗計算的。它的基本原理是線路中流過的最大電流所產(chǎn)生的電能損耗相當(dāng)于實際負(fù)荷在同一時間內(nèi)所產(chǎn)生的電能損耗。該方法的優(yōu)點是只需要測量出代表日最大電流和計算出損失因素等數(shù)據(jù)，不需要太多的計算資料就可以進行電能損耗計算，易于計算機編程計算。存在的問題：損失因素不容易計算，而且由于不同的負(fù)荷曲線、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等因素的不同，負(fù)荷因素也存在不同。該方法的計算精度較低，一般用于計算精度要求不高的情況，不適宜用于分析電力系統(tǒng)在運行過程中的降損措施與線損計算。

5）遺傳算法與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法

這種線損計算方法雖然比較創(chuàng)新，對于提高計算精度有很大的幫助，但是由于配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)類型具有多樣性，該方法需要盡心不斷的實驗與改進，目前實用性和可行性都比較差。

6）基于區(qū)間算法

該方法對負(fù)荷曲線形狀系數(shù)的區(qū)間性進行了詳細(xì)的分析和論證，提供了形狀系數(shù)的區(qū)間值獲取方法，其計算結(jié)果是各損耗區(qū)間的區(qū)間值，能夠為用戶提供大量的信息。但是，目前該方法尚不成熟，還有待進一步研究。

7）模糊識別技術(shù)

模糊識別技術(shù)的原理是對支路電流的分配進行修正，從而使計算的結(jié)果更加的精確，讓理論狀態(tài)盡可能的接近于實際運行的狀態(tài)，這樣能夠大幅提高計算的精度。但是，該方法在實際的應(yīng)用中難以選擇隸屬函數(shù)，實用性比較低。

3.配電網(wǎng)線損計算方法改進措施

對配電網(wǎng)理論線損計算方法進行研究的目的是為了如何快速、精確地計算出配電網(wǎng)理論線損。通過對上述配電網(wǎng)線損計算方法的研究，可以分析出各自存在的問題。各種配電網(wǎng)線損計算方法都不同程度地存在一定的問題和局限性。電力部門和電力企業(yè)都在想方設(shè)法降低線路損耗，但是有些降損工作并沒有完全到位，這造成部分地區(qū)的降損壓力巨大。所以，急需要研究人員對配電網(wǎng)線損計算方法進行改進。下文提出了一項科學(xué)可行的配電網(wǎng)線損計算方法，是在傳統(tǒng)線損計算方法的基礎(chǔ)上，通過利用數(shù)學(xué)模型的方法對上述線損計算方法進行改進。

考慮到我國當(dāng)前配電網(wǎng)自動化不夠完善，沒有辦法提供及時完整的數(shù)據(jù)進行線損分析，研究出了曲線基法。曲線基法的基本原理是利用數(shù)學(xué)模型，為每一種影響配電網(wǎng)線損的因素建立數(shù)學(xué)模型，然后根據(jù)數(shù)學(xué)模型繪制出該影響因素單獨作用時的線損曲線，稱之為曲線基。建立曲線基是該方法的重點，通過曲線基就能夠找到產(chǎn)生線損的主要因素了。

下面就通過求三相不平衡配電線路的線損來說明該方法的具體用法和效果。首先，需要計算出三相配電線路的不平衡度β，不平衡度是指三相電力系統(tǒng)中三相不平衡的程度，用電壓或電流負(fù)序分量與正序分量的方均根值百分比表示。當(dāng)三相電流相量的大小不等而相量和不為零時，即有零序分量時，稱為電流不平衡。

負(fù)荷電流不平衡度的一般定義為

式中，為最大相負(fù)荷電流；、、指三相負(fù)荷最大電流；指平均負(fù)荷電流。

可以根據(jù)不平衡度與線損的關(guān)系，以及配電變壓器三相不平衡運行時的附加損耗與不平衡度的關(guān)系，做出其曲線基，如圖1所示。

圖1三相不平衡曲線基示例圖

結(jié)合曲線基法的基本原理，可以知道三相不平衡時，線損會明顯的增大，而且導(dǎo)致線損增大的因素只與三相不平衡度有關(guān)，與其在各相區(qū)的分布無關(guān)。

通過上述分析，不難驗證，曲線基法能夠直觀地判斷出不平衡度與線損的關(guān)系，并且得出不平衡度是否超標(biāo)等信息。如果不平衡度將要超標(biāo)時，能夠及時通知電力企業(yè)采取有效的措施降低線損，具有很好的實用性和可行性。經(jīng)過分析之后發(fā)現(xiàn)，曲線基法還是存在一些缺點的，精確度不算高，而且目前還沒有研發(fā)出相關(guān)的應(yīng)用軟件。

4.結(jié)語

傳統(tǒng)配電網(wǎng)線損計算方法包括均方根電流法、等值電阻法、最大電流法以及平均電流法等，但這些計算方法存在著計算量大、計算結(jié)果精確度低等不足之處，本文在此基礎(chǔ)上提出了對改進配電網(wǎng)線損計算方法的若干建議。

參考文獻：

[1]孫睿峰.配電網(wǎng)線損計算方法[J].東北電力技術(shù)，2010，31（2）：34-36.

[2]魏國強，周建成.配電網(wǎng)線損計算方法及降損主要措施探討[J].科技與生活，2010（23）：157-158.

[3]楊天義.用戶供配電系統(tǒng)設(shè)計合理性的某些現(xiàn)狀與思考[J].建筑電氣，2010，29（3）.