電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)在配網(wǎng)線損管理中應(yīng)用研究

【摘要】現(xiàn)今的許多供電系統(tǒng)中，有很大一部分電能是在傳輸過程中損耗掉的，對于我國人均用電量缺乏的情況來說，電力供應(yīng)過程中的電能損耗無異于是更加劇了電能的匱乏。而要將供電過程中電能損耗降到最低，就需要從電網(wǎng)的線損管理入手。本文從地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的角度，對配電網(wǎng)的線損管理展開分析與討論。

【關(guān)鍵字】地理信息系統(tǒng)；配電網(wǎng)線損；線損管理

由于配電網(wǎng)絡(luò)線路本身的牽設(shè)不合理以及電網(wǎng)設(shè)備的落后和電能用戶的違法用電影響，許多地方都存在著較為嚴(yán)重的電能損耗問題，配電網(wǎng)中的線損是不可避免的。但在一定的完善管理條件之前，通常配電網(wǎng)的線損是可以得到非常有效的控制的，電能的損耗量可以得到大幅度的降低?，F(xiàn)在配電網(wǎng)線損情況嚴(yán)重最根本的原因就是管理系統(tǒng)的不完善，導(dǎo)致了許多電能在傳輸過程中就流失了。

一、配電網(wǎng)線損概況與主要問題

配電網(wǎng)的線損也就是供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在供電過程中發(fā)生的電能損耗，其中很大一部分都是供電線路上發(fā)生的損耗。在我國許多地方的供電系統(tǒng)中，線損情況十分嚴(yán)重，甚至占據(jù)了配電網(wǎng)絡(luò)的供電總量中相當(dāng)大一部分的比值。如果用公式表示供電過程中配電網(wǎng)線損與供電總量以及實際供電量之間的關(guān)系的話，則可以表示成如下的關(guān)系式：

供電總量=實際供電量+配電網(wǎng)線損量

從式中可以看出，配電網(wǎng)的線損電量越多，對于供電系統(tǒng)來說，就是越大的電能浪費。因此，控制配電網(wǎng)線損量，是提高電能供應(yīng)效率的有效手段。在當(dāng)今的配電網(wǎng)絡(luò)中，主要存在的線損過高問題表現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）輸電線路中電流過大引起的多余線損

這類情況下的線損占據(jù)了線損總電量非常大一部分的比值，是主要線損類型。同時，由輸電電流過大引起的線損也是可控的，經(jīng)?？梢宰鳛楦纳婆潆娋W(wǎng)線損情況的切入點，是配電網(wǎng)的供電效率大小的直接影響因素之一。比如說輸電銅導(dǎo)線以及變壓器繞組等部位形成的線損，在很多配電網(wǎng)中就達(dá)到了一個非常驚人的數(shù)值。造成這種情況的因素最主要是輸電導(dǎo)線的材料太差，達(dá)不到高壓輸電的導(dǎo)電系數(shù)要求，或者是變壓器規(guī)格過于落后，電流通過變壓器時造成電能損耗。

（二）固定輸電電壓引起的多余線損

一般情況下，同一個供電系統(tǒng)中，由輸電電壓所影響的配電網(wǎng)線損是固定的，因為一般統(tǒng)一供電系統(tǒng)中的供電電壓是固定不變的。目前配電網(wǎng)中存在的這類損耗問題主要是電路元件的基礎(chǔ)損耗，占據(jù)了線損電量總值的一部分。但這部分的線損相當(dāng)于基礎(chǔ)線損，大多數(shù)時候是很難避免的。

（三）其他因素引起配電網(wǎng)多余線損

該類型的線損受到多方面的影響，通常也是最難控制的一類線損。特別是在一些供電系統(tǒng)管理不完善的地方，線損監(jiān)控的疏漏、電網(wǎng)線路的漏電、電網(wǎng)用戶的違法竊電等情況的發(fā)生都會造成多余的電能損失。目前一些不完善的供電管理系統(tǒng)中，就會存在著許多用戶違法用電的行為，對我國電力事業(yè)的發(fā)展帶來了很大的消極影響。

二、地理信息系統(tǒng)的特點及電網(wǎng)選擇類型

地理信息系統(tǒng)是將計算機(jī)科學(xué)與地理學(xué)等相關(guān)的多種學(xué)科相綜合的一種新興技術(shù)，能夠通過數(shù)據(jù)處理與建模的方式用于許多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的直接圖形表達(dá)，是當(dāng)今各行業(yè)發(fā)展的有力工具。而要解決目前電網(wǎng)系統(tǒng)中存在的線損過高的問題，達(dá)到有效降低線損的目的，將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用到配網(wǎng)線損管理中是一種非常值得探究的方法。而地理信息系統(tǒng)在電網(wǎng)中的應(yīng)用，主要是組件式地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用。

組件式地理信息系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)中發(fā)展較為前沿的一種類型，是地理信息系統(tǒng)多年來發(fā)展成果的產(chǎn)物，相比于傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)，具有更多的特點。比如說不需要專業(yè)化的地理信息系統(tǒng)語言，受眾面更廣，在創(chuàng)建成本上比較低等特點都注定了組件式地理信息系統(tǒng)在當(dāng)今乃至將來的行業(yè)發(fā)展中會起到舉足輕重的地位。

由于組件式地理信息系統(tǒng)具有非常高效的無縫集成特點，因此在配電網(wǎng)絡(luò)的線損管理中具有以往的管理方式所沒有的優(yōu)勢。通過組件式地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與建模分析，完成配電網(wǎng)工作情況的實時交互，并通過組件式地理信息系統(tǒng)對配電網(wǎng)中不合理的地方進(jìn)行調(diào)查分析與改進(jìn)，達(dá)到減小配網(wǎng)線損的目的。

三、地理信息系統(tǒng)在配網(wǎng)線損管理中的應(yīng)用實例分析

將組件式地理信息系統(tǒng)應(yīng)用到配電網(wǎng)的線損管理工作中，往往能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)中存在的電能損耗過大的問題進(jìn)行及時的分析，并作出相應(yīng)改進(jìn)處理。以某地的400V低壓供電系統(tǒng)為例，在原有供電系統(tǒng)中由于存在著許多問題，因此配網(wǎng)線損十分嚴(yán)重，急需一種完善的管理系統(tǒng)來減小配電網(wǎng)的線損。

經(jīng)初步調(diào)查得知，該低壓供電系統(tǒng)的供電距離約為1000m，輸電電壓平均維持在380V的水平，由于本身的線路設(shè)備影響以及供電管理不完善的影響，使得配電網(wǎng)每月的線損非常大，電能的有效供應(yīng)率很低，有很大一部分電能被浪費。針對這種情況，當(dāng)?shù)貙⒌乩硇畔⑾到y(tǒng)應(yīng)用到配網(wǎng)的線損監(jiān)控管理中，以此來對配電系統(tǒng)進(jìn)行針對性的改進(jìn)。通常以組件式地理信息系統(tǒng)來監(jiān)控配電網(wǎng)的線損情況，主要分為三個步驟，以該低壓配電系統(tǒng)為例，每一步都關(guān)系著配網(wǎng)線損管理效果的好壞。

（一）數(shù)據(jù)參數(shù)的錄入與模塊的建立

將數(shù)據(jù)錄入組件式地理信息系統(tǒng)是配網(wǎng)線損管理中非常關(guān)鍵的一步，關(guān)系著地理信息系統(tǒng)對配電網(wǎng)絡(luò)使用情況分析的準(zhǔn)確性。具體的錄入數(shù)據(jù)類型包括了上文所提到的輸電距離、輸電電壓等基本參數(shù)。另外，還需要輸電網(wǎng)絡(luò)的連接圖形以及電力分配等相關(guān)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)在結(jié)合當(dāng)?shù)氐乩硇畔⒌幕A(chǔ)上，對配電網(wǎng)絡(luò)做出圖形化的處理，并分析每一條輸電線路的工作線損情況，方便相關(guān)管理人員做出具有針對性的改進(jìn)。比如下圖就是該低壓輸電線路的簡要連接情況：

從圖中可以看出，從變壓器引出來的輸電線路分為主干線1與主干線2兩條線路，其中，主干線2分流成四路支線進(jìn)行供電。已知供電線路的簡要連接方式，如果再將主干線與支線的規(guī)格輸入地理信息系統(tǒng)，系統(tǒng)就可以根據(jù)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并進(jìn)而分析得到配電網(wǎng)絡(luò)所存在的線損數(shù)據(jù)。

（二）線損數(shù)據(jù)計算

線損數(shù)據(jù)的計算是地理信息系統(tǒng)在得到輸電網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)參數(shù)之后進(jìn)行的相應(yīng)監(jiān)控措施。同樣以該低壓輸電系統(tǒng)為例，根據(jù)上圖的線路，分別進(jìn)行線損數(shù)據(jù)計算，得到的某月的具體線損情況如下表：

通過該統(tǒng)計表可以看出，該低壓輸電線路中，線損情況最嚴(yán)重的就是主干線2上面的支線4，為了減小輸電網(wǎng)絡(luò)的線損，降低線損率，則可以對該線路進(jìn)行針對性的整改。

（三）線損分析與管理措施

根據(jù)對該低壓輸電網(wǎng)絡(luò)的線損情況分析，可以發(fā)現(xiàn)，造成線損電量較大的原因是多方面的，要對每一方面的問題進(jìn)行分析并作出改進(jìn)才能夠真正讓配網(wǎng)線損管理步入完善。對于該配電線路中存在的問題，可以用如下幾項措施來進(jìn)行改進(jìn)管理：

1、將存在較大線損量的主干線2以及支線4進(jìn)行更換處理，加大線路的橫截面積，減小電能的損耗。當(dāng)?shù)毓╇姴块T對這兩條線進(jìn)行更換之后，以更高規(guī)格的線路輸電，電能的損耗有了大幅度的降低，相比于之前降低了40%左右，起到了非常明顯的效果。

2、經(jīng)過地理信息系統(tǒng)的線損理論值處理，發(fā)現(xiàn)其理論值與實際線損值存在一定差距，那么就很有可能是當(dāng)?shù)赜脩舻母`電行為造成的。因此，當(dāng)?shù)毓╇姴块T還加大了對竊電這種違法用電行為的打擊力度。

四、結(jié)束語

當(dāng)然，地理信息系統(tǒng)并不是只用于本文例中的小規(guī)模輸電網(wǎng)絡(luò)中，在大型高壓輸電網(wǎng)絡(luò)中同樣能發(fā)揮其在配網(wǎng)線損管理中的特點。隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展，對配網(wǎng)線損的控制必將成為衡量供電水平高低的必要因素。