10 kV配電網(wǎng)的電能計(jì)量與線損管理

魯云鵬

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司 佛山供電局，廣東 佛山 528000)

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10kV配電網(wǎng)的電能計(jì)量與線損管理

魯云鵬

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司 佛山供電局，廣東 佛山 528000)

摘要：電能計(jì)量的準(zhǔn)確性與供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益息息相關(guān)，不僅體現(xiàn)了企業(yè)的技術(shù)水平，也是企業(yè)線損管理水平的集中體現(xiàn)。10 kV配電網(wǎng)的管理是我國電網(wǎng)管理的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，10 kV配電網(wǎng)的電能計(jì)量和線損管理水平與整個(gè)電網(wǎng)的經(jīng)營管理水平密切相關(guān)。以10 kv配電網(wǎng)作為對(duì)象開展具體研究，從10 kV配電網(wǎng)電能計(jì)量管理工作的難點(diǎn)與線損管理進(jìn)行分析，探討了智能電網(wǎng)發(fā)展下的用電信息采集和智能電能管理新技術(shù)，有針對(duì)性地提出了提升電能計(jì)量與線損管理的具體措施，并根據(jù)企業(yè)線損管理的實(shí)際情況提出了意見。

關(guān)鍵詞：10 kV配電網(wǎng)；電能計(jì)量；線損管理

隨著我國建設(shè)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略規(guī)劃的提出，發(fā)展綠色、節(jié)能、高效的電網(wǎng)已經(jīng)成為主流趨勢(shì)。由于10 kV配電網(wǎng)直接接入用戶環(huán)節(jié)，其電能計(jì)量和線損管理工作量大，點(diǎn)多面廣，過程繁瑣，已經(jīng)成為電網(wǎng)的高損耗環(huán)節(jié)，因此，10 kV配電網(wǎng)的電能計(jì)量和線損管理不僅與用戶體驗(yàn)息息相關(guān)，也是電力企業(yè)提升現(xiàn)代化管理水平的必要要求。

110 kV配電網(wǎng)電能計(jì)量管理的難點(diǎn)分析

1.1配電網(wǎng)具有自身特殊性

在我國電網(wǎng)等級(jí)中，10 kV屬于中低壓配電網(wǎng)，具有一定的特殊性。首先，10 kV配電網(wǎng)直接接入用戶端，電能質(zhì)量與電力用戶的使用舒適度息息相關(guān)，在電網(wǎng)服務(wù)中具有重要地位；其次，10 kV配電線路和相關(guān)電力設(shè)備多運(yùn)行于室外，工作環(huán)境相對(duì)惡劣，對(duì)電能計(jì)量設(shè)備的性能和精度有較大影響[1]。

1.2電壓等級(jí)低設(shè)備老舊

配電網(wǎng)由于處于電力系統(tǒng)末端環(huán)節(jié)，且多為低壓用電設(shè)備，因此計(jì)量裝置更新?lián)Q代慢，存在跑、冒和漏電現(xiàn)象。配電網(wǎng)設(shè)備種類繁多，系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，負(fù)荷工況變化頻繁，給電能計(jì)量的安裝和使用帶來一定難度。目前，很多地區(qū)的電能計(jì)量裝置安裝不夠，導(dǎo)致分支線和元件的數(shù)據(jù)獲取困難，不利于配電網(wǎng)的線損計(jì)算。

1.3基層管理工作相對(duì)薄弱

配電網(wǎng)的線損管理工作是系統(tǒng)工程，不僅涉及電網(wǎng)的網(wǎng)架機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)參數(shù)和運(yùn)行方式，還與配電網(wǎng)內(nèi)部的負(fù)荷特性、潮流分布、電網(wǎng)調(diào)度和運(yùn)行兼修情況息息相關(guān)。目前，基層電能計(jì)量和線損管理“四分”工作不夠細(xì)化，線損指標(biāo)分解工作不到位，基層管理降損措施少，在設(shè)備、人員管理上還存在很多薄弱環(huán)節(jié)有待改進(jìn)。

210 kV配電網(wǎng)電能計(jì)量與線損管理具體措施

隨著電網(wǎng)發(fā)展向著智能化、自動(dòng)化、信息化方向發(fā)展，積極研究10 kV配電網(wǎng)電能計(jì)量與線損管理措施，構(gòu)建綠色高效電網(wǎng)已經(jīng)成為必然要求[2]。

2.110 kV配電網(wǎng)電能計(jì)量

10 kV配電網(wǎng)電能計(jì)量改進(jìn)措施如下。

1)構(gòu)建雙向、互動(dòng)的智能計(jì)量系統(tǒng)。根據(jù)我國建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃，國家電網(wǎng)公司將投入巨大的人力、物力和財(cái)力到配電網(wǎng)的優(yōu)化和升級(jí)改造工作，將電網(wǎng)的智能化推進(jìn)作為重點(diǎn)工作。通過構(gòu)建雙向、互動(dòng)的智能計(jì)量系統(tǒng)，來提升10 kV配電網(wǎng)的電能計(jì)量水平。

構(gòu)建10 kV配電網(wǎng)的智能計(jì)量系統(tǒng)集中體現(xiàn)在：將現(xiàn)有電能表逐漸更換為智能電能表，提高電能計(jì)量裝置的智能防竊電，以及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與用戶的雙向和互動(dòng)功能等。

從電網(wǎng)角度來看，可以通過智能計(jì)量系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)用電信息的智能采集、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制、異常情況在線追蹤、設(shè)備能耗自動(dòng)分析和負(fù)荷分布效果評(píng)估，全面提升對(duì)用電側(cè)的管理效率；從該用戶角度來看，可以通過智能計(jì)量系統(tǒng)獲取自身用電信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)自身用電的科學(xué)管理，根據(jù)實(shí)時(shí)用電情況和階梯電價(jià)，選擇電能的使用方式，從而主動(dòng)地參與電能的使用過程。電力用戶的參與和互動(dòng)有利于降低電網(wǎng)損耗，提升電網(wǎng)集約化使用水平[3]。

2)發(fā)展用電信息采集新技術(shù)。我國提出建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略規(guī)劃，在電網(wǎng)內(nèi)部推動(dòng)信息“186工程”的建設(shè)，其中就包括建設(shè)一體化企業(yè)級(jí)信息集成平臺(tái)和積極發(fā)展電力營銷管理的規(guī)劃。堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)規(guī)劃的電力用戶信息采集系統(tǒng)(見圖1)與傳統(tǒng)的10 kV配電網(wǎng)電能計(jì)量對(duì)比，該系統(tǒng)更加突出智能輔助分析與決策管理，通過智能用電信息共享平臺(tái)的搭建，借助實(shí)時(shí)高效的電力通信，可實(shí)現(xiàn)電力營銷系統(tǒng)與電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的雙向交互[4]。

圖1　堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)規(guī)劃的10 kV配電網(wǎng)用戶信息采集系統(tǒng)

在新的電力用戶信息采集系統(tǒng)規(guī)劃中，將電網(wǎng)的電能信息采集管理系統(tǒng)分為三大部分：a.電力用戶用電采集系統(tǒng)，使用智能電表通過從10 kV各居民用戶、工商用戶以及配變關(guān)口計(jì)量點(diǎn)進(jìn)行電能采集和計(jì)量，借助遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)上送主站軟件，與輔助的安全防護(hù)設(shè)備和軟件共同構(gòu)成用電信息采集系統(tǒng)；b.借助智能采集技術(shù)、需方響應(yīng)技術(shù)、智能決策和分析技術(shù)，將電能計(jì)量結(jié)果上送營銷業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，智能營銷管理依據(jù)此進(jìn)行電費(fèi)的統(tǒng)計(jì)和回收，并對(duì)電力客戶進(jìn)行評(píng)級(jí)，以便進(jìn)行個(gè)性化定制服務(wù)；c.智能用電信息共享平臺(tái)，借助該平臺(tái)將電能計(jì)量的信息進(jìn)行共享，10 kV配電網(wǎng)的營銷、管理、辦公自動(dòng)化、電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行維護(hù)等都能夠依據(jù)相應(yīng)的權(quán)限從該平臺(tái)實(shí)時(shí)查閱、調(diào)取和修改數(shù)據(jù)，為配電網(wǎng)其他環(huán)節(jié)的工作提供數(shù)據(jù)支撐。

3)做好計(jì)量設(shè)備的升級(jí)換代。在計(jì)量設(shè)備的升級(jí)換代中，用智能電能表替換傳統(tǒng)電能表是主要環(huán)節(jié)。智能電能表的使用對(duì)提高電能計(jì)量具有重要作用。智能電能表應(yīng)用了先進(jìn)的傳輸、測(cè)量和信息技術(shù)，與傳統(tǒng)的電能計(jì)量裝置相比，不僅可以準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地記錄電網(wǎng)的用電情況，而且能夠分時(shí)段計(jì)量并支持階梯電價(jià)，使得電力用戶能夠主動(dòng)地參與負(fù)荷調(diào)節(jié)和電費(fèi)結(jié)算過程，提高了電網(wǎng)與用戶的雙向互動(dòng)；通過高速的遠(yuǎn)程通信技術(shù)，還可以進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)、控制功能，有利于電網(wǎng)優(yōu)化能源配置，提高對(duì)線損的預(yù)測(cè)水平。

應(yīng)用智能電能表能夠極大地提升10 kV配電網(wǎng)的電能計(jì)量水平。它克服了傳統(tǒng)電能計(jì)量方式必須進(jìn)行手工抄表的缺點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)方自動(dòng)抄表和計(jì)量統(tǒng)計(jì)，并擴(kuò)展出用電信息實(shí)時(shí)采集、用電信息存儲(chǔ)、用電情況動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、用電信息實(shí)時(shí)交互和動(dòng)態(tài)浮動(dòng)電價(jià)等功能，從而大大地提高了配電網(wǎng)電能計(jì)量的精度和效率。智能電能表的邏輯示意圖如圖2所示。

圖2　智能電能表的邏輯示意圖

由圖2可知，智能電能表主要包括測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和通信系統(tǒng)三大部分。10 kV配電網(wǎng)的模擬量通過電流取樣和電壓取樣后，上送智能電能表的計(jì)量芯片和微處理器，通過電能表CPU的集中處理，將采集到的電能信息轉(zhuǎn)化為能通過LED顯示的數(shù)字量。智能電能表的費(fèi)控功能是借助通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，它支持RS-485通信、紅外通信、載波通信和公網(wǎng)通信等方式，并可以通過按鍵輸入、脈沖輸出和進(jìn)行LED顯示，從而能夠直觀地進(jìn)行觀察和分析，支持智能配電網(wǎng)的用電信息自動(dòng)抄收與存儲(chǔ)[5]。

計(jì)量設(shè)備的更新?lián)Q代已經(jīng)是電網(wǎng)發(fā)展的大勢(shì)所趨，尤其對(duì)于計(jì)量方式落后的配電網(wǎng)。每年因?yàn)橛?jì)量誤差導(dǎo)致的電費(fèi)缺口較為巨大，目前我國已經(jīng)開始試點(diǎn)使用智能電能表，并全面啟動(dòng)了對(duì)智能配電網(wǎng)相關(guān)計(jì)量器具的技術(shù)研究工作。按照國家電網(wǎng)公司的規(guī)劃，2011～2015年為全面建設(shè)階段，2016年我國電網(wǎng)將進(jìn)入用電信息采集系統(tǒng)的全面完善和提升階段，最終力爭(zhēng)在2020年達(dá)到100%的全覆蓋率。

2.210 kV配電網(wǎng)線損管理

10 kV配電網(wǎng)線損管理措施如下。

1)“四分”精細(xì)化管理。“四分”管理是指“分壓、分供電所、分線路、分臺(tái)區(qū)”的管理模式，是推動(dòng)線損管理工作從粗放式邁向精細(xì)化的重要途徑，對(duì)基層供電企業(yè)來說尤為重要，通過將線損管理細(xì)化到各個(gè)小的細(xì)節(jié)管理指標(biāo)，將線損管理細(xì)化到變壓器、供電所、線路和臺(tái)區(qū)，并對(duì)相應(yīng)的電表實(shí)抄率、電壓合格率和電網(wǎng)節(jié)能效率等指標(biāo)進(jìn)行考核，建立有規(guī)定、有制度和有考核的牽引機(jī)制，并針對(duì)高損線路進(jìn)行專項(xiàng)整治，提高薄弱環(huán)節(jié)的電能計(jì)量和線損管理水平。優(yōu)化后的線損管理工作流程如圖3所示。

圖3　線損管理工作流程

2)做好技術(shù)降損措施。配電網(wǎng)是我國電網(wǎng)設(shè)備老化最嚴(yán)重的一個(gè)環(huán)節(jié)，而且，由于貼近基層，所以升級(jí)改造工作相對(duì)瑣碎和繁雜。要降低10 kV配電網(wǎng)的電能損耗，管理減損有利于對(duì)電網(wǎng)現(xiàn)有人力、物力和財(cái)力的集約化應(yīng)用，而技術(shù)減損才是解決用電損耗的根本性措施[6]。

10 kV電網(wǎng)的技術(shù)減損工作應(yīng)該將重點(diǎn)放在如下環(huán)節(jié)：優(yōu)化電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、做好經(jīng)濟(jì)調(diào)度、變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、增強(qiáng)導(dǎo)線載流水平和加強(qiáng)諧波管理等。應(yīng)結(jié)合地區(qū)電網(wǎng)的系統(tǒng)特性、負(fù)荷分配、潮流分布和設(shè)備使用情況，分析電網(wǎng)運(yùn)行特性和高損耗環(huán)節(jié)，有針對(duì)性地采取技術(shù)降損工作。

3)加強(qiáng)用電抄核稽查。針對(duì)10 kV配電網(wǎng)現(xiàn)存的私拉亂接、偷電竊電和抄表不準(zhǔn)等薄弱環(huán)節(jié)，加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)的用電抄核稽查工作，對(duì)10 kV配電線路開展全面清查，清理基層管理環(huán)節(jié)存在的私拉亂接、“人情電”和“關(guān)系電”等情況。一方面，培養(yǎng)一支高素質(zhì)、有責(zé)任心的電能計(jì)量和線損管理人員隊(duì)伍，提升電能采集、設(shè)備計(jì)量的線損分析和管理水平；另一方面，針對(duì)線損率指標(biāo)展開考核、實(shí)施和指導(dǎo)，建立健全相關(guān)的計(jì)劃和管理工作，為用電抄核管理提供完善的制度保障。

3結(jié)語

隨著我國智能電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，具有高度智能化、信息化和互動(dòng)化的電網(wǎng)已經(jīng)呼之欲出。智能電能計(jì)量與管理系統(tǒng)是智能用電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)，隨著光電傳感技術(shù)、光纖通信技術(shù)和高級(jí)量測(cè)技術(shù)的發(fā)展，有效利用這些新技術(shù)來提高電能計(jì)量的精確度，加強(qiáng)線損管理水平，推動(dòng)電能計(jì)量系統(tǒng)的全面智能化，依然任重而道遠(yuǎn)。

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責(zé)任編輯彭光宇

10 kV Power Measurement and Line Loss Management of the Distribution Network

LU Yunpeng

(Guangdong Power Grid Co., Ltd.， Foshan Power Supply Bureau, Foshan 528200， China)

Abstract：The accurate of electric energy measurement is closely related to the economic interests of the power supply enterprise. It not only reflects the enterprise’s technical level, but also is the embodiment of enterprise line loss management level. 10 kV distribution network is the foundation of our country’s power grid management link, 10 kV distribution network of electric energy metering and line loss management level is closely related to the power grid operation and management level. Analyze the difficulty of 10 kV distribution network power metering management work, and discuss the development of smart grid electricity information acquisition and intelligent power management under the new technology. Finally, present improving electric energy measurement and line loss management, and put forward some concrete measures.

Key words:10 kV power distribution network， electric energy metering， line loss management

收稿日期：2015-05-05

作者簡(jiǎn)介：魯云鵬(1982-)，男，工程師，主要從事輸變電及用電工程等方面的研究。

中圖分類號(hào)：TP 183

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B