高壓專線客戶線損的改進(jìn)計(jì)算方法

杜冰焱，胡學(xué)忠

（國網(wǎng)浙江省電力公司寧波供電公司，浙江 寧波 315016）

高壓專線客戶線損的改進(jìn)計(jì)算方法

杜冰焱，胡學(xué)忠

（國網(wǎng)浙江省電力公司寧波供電公司，浙江 寧波 315016）

剖析了現(xiàn)行高壓專線客戶線損計(jì)算方法的局限性與誤差來源，研究提出了2種線損電量的改進(jìn)算法。改進(jìn)算法充分利用營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的電量電費(fèi)計(jì)算模塊與電力用戶用電信息采集系統(tǒng)，適用于不同負(fù)荷特性的高壓專線客戶線損計(jì)算，消除了現(xiàn)行線損計(jì)算方法存在的弊端。

高壓專線；線損計(jì)算；線損率；系統(tǒng)

高壓專線客戶的線路產(chǎn)權(quán)一般歸客戶所有。根據(jù)《供電營業(yè)規(guī)則》第七十四條規(guī)定：當(dāng)用電計(jì)量裝置不安裝在供電設(shè)施的產(chǎn)權(quán)分界處時(shí)，線路與變壓器損耗的有功與無功電量均須由產(chǎn)權(quán)所有者負(fù)擔(dān)。因此，線損電費(fèi)是高壓專線客戶電量電費(fèi)的重要組成部分。由于高壓專線客戶一般用電量大，線損電量也相對(duì)較大[1]，因此研究改進(jìn)線損計(jì)算方法，提高線損計(jì)算的準(zhǔn)確度，對(duì)規(guī)范線損管理，提高供電企業(yè)優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平有著十分重要的意義。

1 現(xiàn)行計(jì)算方法與規(guī)則

理論上，線損電量的計(jì)算為：

式中：ΔWL為專線客戶線損電量；UN為線路額定供電電壓；cosφ為線路功率因數(shù)；P為線路有功功率。

由于線路有功功率及功率因數(shù)隨時(shí)間變化，積分計(jì)算較為困難，因此現(xiàn)行的高壓專線客戶線損計(jì)算對(duì)上述2個(gè)變量做了近似，提出線損率的概念，營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)按定比自動(dòng)計(jì)算每月線損電量，線損率即為定比比值：

式中：ΔWL為專線客戶每月線損電量；W為專線客戶每月有功抄見電量；ΔPL%為線損率，作為定比比值錄入營銷系統(tǒng)[2]。

線損率每年至少重新核算1次，由供用電雙方在供用電合同相關(guān)條款中予以明確，或以補(bǔ)充協(xié)議的方式約定。線損率主要根據(jù)電阻法計(jì)算，如客戶線路由架空線和電纜混合構(gòu)成，或同一類型但導(dǎo)線型號(hào)不同的，則逐段計(jì)算線路電阻：

式中：ΔPL%為線路線損率；Ln為第n段線路的長度；Rn為第n段線路的直流電阻率；UN為線路額定供電電壓；cosφ為線路平均功率因數(shù)；P為線路平均有功負(fù)載。

線路平均有功負(fù)載和平均功率因數(shù)分別為：

上述有功、無功電量及線路運(yùn)行小時(shí)數(shù)均為上一日歷年的累計(jì)值。線路累計(jì)運(yùn)行小時(shí)數(shù)可按照扣除檢修、故障等停運(yùn)時(shí)間后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。由于線路停運(yùn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)存在一定困難，原則上為客戶班次小時(shí)數(shù)，即三班制取 600 h/月，二班制取400 h/月，單班制取200 h/月[2]。

對(duì)多路供電的客戶，如各路電源的計(jì)量點(diǎn)分別設(shè)立，則線損率分別計(jì)算。

2 現(xiàn)行計(jì)算方法存在的問題

2.1 以年為周期核定線損率準(zhǔn)確度不高

現(xiàn)行線損電量計(jì)算方法對(duì)式（1）中的線路有功功率及功率因數(shù)做了近似計(jì)算，以累計(jì)年平均功率、累計(jì)年平均功率因數(shù)代替，在一定程度上反映了當(dāng)年的平均負(fù)荷情況。但高壓專線客戶的負(fù)荷與其生產(chǎn)經(jīng)營狀況有關(guān)，若當(dāng)年總體生產(chǎn)水平與上一年差別較大，以上一日歷年的線損率作為參數(shù)計(jì)算本年度的線損電量，會(huì)存在較大誤差。

2.2 人為因素影響較大

首先，營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的線損計(jì)算模塊雖能按定比自動(dòng)計(jì)算每月線損電量，但線損率仍需電費(fèi)核算人員每年進(jìn)行重新核算，并與客戶協(xié)商、簽字蓋章確認(rèn)，不但耗費(fèi)了時(shí)間與人力，還增加了人為帶入誤差的可能性。

其次，線路累計(jì)運(yùn)行小時(shí)數(shù)應(yīng)扣除檢修、故障、暫停等停運(yùn)時(shí)間，但需電費(fèi)核算人員人工查詢系統(tǒng)或向客戶核實(shí)統(tǒng)計(jì)，存在較大困難。因此現(xiàn)行算法以客戶班次小時(shí)數(shù)近似代替，與真實(shí)運(yùn)行時(shí)間存在一定出入。

2.3 不適用于雙回路供電的專線客戶

按現(xiàn)行的線損率核定方法，對(duì)多路供電的客戶，如各路電源的計(jì)量點(diǎn)分別設(shè)立，則線損率分別計(jì)算。例如雙回路供電的專線客戶，兩回線路的線損率均取累計(jì)有功電量較大線路的年平均負(fù)載及年平均功率因數(shù)進(jìn)行核定。對(duì)一主一備的運(yùn)行方式，假如當(dāng)年某段時(shí)間主供線路檢修或故障，改為備用線路帶部分負(fù)荷運(yùn)行，實(shí)際線損率應(yīng)小于核定線損率；對(duì)2路常供的運(yùn)行方式，假如當(dāng)年某段時(shí)間內(nèi)更改運(yùn)行方式，由一條線路主供，實(shí)際線損率應(yīng)大于核定線損率。

由此可見，現(xiàn)行的線損率法計(jì)算高壓專線客戶的線損電量有其局限性，有必要研究并提出一種適用范圍更廣、系統(tǒng)集成度更高、計(jì)算更為精確的線損計(jì)算方法。

3 改進(jìn)計(jì)算方法

3.1 近擬計(jì)算

根據(jù)式（1），理論線損電量實(shí)際為線路有功功率P與線路功率因數(shù)cosφ對(duì)時(shí)間的二次積分，由于線路負(fù)荷隨時(shí)間變化，且非簡(jiǎn)單函數(shù)關(guān)系，因此實(shí)際計(jì)算均近似處理為：

式中：cosφ1為時(shí)間內(nèi)的線路平均功率因數(shù)；Pi為Δti時(shí)間內(nèi)的線路平均有功功率。

現(xiàn)行的線損率法相當(dāng)于取Δti為1年。根據(jù)電能信息采集系統(tǒng)及營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的功能特性，取不同的Δti值，可得以下2種線損電量的改進(jìn)算法。

3.2 改進(jìn)算法一

取Δti為15 min，用戶負(fù)控終端每15 min將線路的瞬時(shí)電壓、電流、功率上傳至電力用戶用電信息采集系統(tǒng)，由于時(shí)間間隔較短，系統(tǒng)將上述瞬時(shí)值近似為15 min內(nèi)的平均值。將該瞬時(shí)電流代入式（6）得：

式中：Iai，Ibi，Ici分別為用電信息采集系統(tǒng)獲取的三相瞬時(shí)電流；K1為電流互感器倍率；R為線路直流電阻。

根據(jù)式（7）每隔15 min計(jì)算1次得該段時(shí)間內(nèi)線損電量，累加后便可得到每月的線損電量，并將其通過接口傳送至營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的線損電費(fèi)計(jì)算模塊。

該方法充分利用電能信息采集系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，計(jì)算結(jié)果精確，自動(dòng)化程度高。但計(jì)算量較大，系統(tǒng)每戶每月需完成5 760次加法、8 640次乘法及11 520次平方，對(duì)服務(wù)器硬件要求高，增加了成本，得不償失。且電能信息采集系統(tǒng)存在采集不成功情況，另外對(duì)沖擊性負(fù)荷的專線客戶（如煉鋼廠等），由于其用電信息采集系統(tǒng)每15 min取到的瞬時(shí)電流與平均電流差別較大，實(shí)用度不高。

3.3 改進(jìn)算法二

取Δti為1個(gè)月，考慮用戶的月有功抄見電量為：

式中：PM為當(dāng)月扣除停用時(shí)間的線路平均功率；TM為當(dāng)月線路運(yùn)行時(shí)間。

結(jié)合式（2），（3），（8）得：

式中：cosφM為當(dāng)月平均功率因數(shù)。

變換后的式（9）中K是一個(gè)與用電負(fù)荷無關(guān)的數(shù)值，只與線路參數(shù)和電壓等級(jí)有關(guān)，可作為營銷系統(tǒng)線損計(jì)算參數(shù)錄入，避免了原來線損率需每年人工核算的麻煩。

式中W（月有功抄見電量）、功率因數(shù)均可在電費(fèi)計(jì)算時(shí)獲得，關(guān)鍵在于當(dāng)月線路運(yùn)行時(shí)間TM的計(jì)算。當(dāng)某次采集到的瞬時(shí)功率小于等于正常負(fù)荷的10%，系統(tǒng)自動(dòng)判斷該15 min內(nèi)此條線路停用；當(dāng)采集到的瞬時(shí)功率大于正常負(fù)荷的10%，系統(tǒng)自動(dòng)判斷該15 min內(nèi)此條線路處于運(yùn)行狀態(tài)，并將此15 min累加到當(dāng)月線路運(yùn)行時(shí)間當(dāng)中。直至月末累加得到最終的當(dāng)月線路運(yùn)行時(shí)間TM。

利用該算法，僅需對(duì)營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)稍作改造，在電費(fèi)計(jì)算模塊中加入線損計(jì)算功能，以K值作為計(jì)算參數(shù)，僅在線路參數(shù)和電壓等級(jí)發(fā)生變化時(shí)重新核定，即可實(shí)現(xiàn)線損電量的系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算。此方法的精度雖較算法一有所下降，但計(jì)算量較小，避免了電能信息采集不成功的情況，且可適用于有沖擊負(fù)荷的專線客戶的線損計(jì)算。

上述2種改進(jìn)計(jì)算方法均無需核定線路平均功率，對(duì)雙回路供電的專線用戶依舊適用。根據(jù)目前的硬件情況，可選擇算法二進(jìn)行專線客戶線損計(jì)算，待相關(guān)硬件功能升級(jí)完善后，可根據(jù)專線客戶的負(fù)荷特性（是否有沖擊負(fù)荷等）選擇合適的方法計(jì)算線損。

4 算例分析及比較

由于電力用戶用電信息采集系統(tǒng)目前尚未集成改進(jìn)算法的相應(yīng)功能，無法對(duì)方法一進(jìn)行算例驗(yàn)證，算法二中的線路運(yùn)行時(shí)間也無法精確得到。為了證明改進(jìn)算法較傳統(tǒng)算法能夠更加真實(shí)地反映專線客戶的負(fù)荷情況，且具有更高的準(zhǔn)確度，暫時(shí)不考慮線路累計(jì)運(yùn)行時(shí)間TM變量的影響，分別采用線損率法及改進(jìn)算法二計(jì)算某高壓專線客戶2013年各月及全年的線損電量。

案例：某35 kV高壓專線客戶，電纜型號(hào)為YJV-3×240 mm2，直流電阻0.075 4 Ω/km，長度0.35 km，即電纜總直流電阻為0.075 4×0.35=0.026 Ω。

客戶2012年有功總抄見電量為102 008 520 kWh，生產(chǎn)三班制，線路全年無因故障檢修等停用狀況，因此線路運(yùn)行小時(shí)數(shù)按照傳統(tǒng)線損率法近似取7 200 h/年，即20 h/天，因而平均有功負(fù)載為14 167.85 kW，平均功率因數(shù)0.96。

經(jīng)計(jì)算2012年線損率為：ΔPL%=0.001×0.026× 14 167.85/（352×0.962）=0.03。 改進(jìn)算法 K值= 0.026×10-3/352=2.12×10-8。利用線損率法和改進(jìn)算法計(jì)算的2013年各月線損電量如表1所示。

另外，該用戶專線變電站側(cè)間隔裝有ERTU（電能量遠(yuǎn)程終端）采集系統(tǒng)，利用變電站側(cè)采集的有功輸出總電量減去用戶側(cè)采集的有功總電量，即為用戶真實(shí)線損值，三者對(duì)比結(jié)果見表1。

3種算法下的2013年各月線損電量對(duì)比結(jié)果如圖1所示，由圖可知，用改進(jìn)算法二計(jì)算所得的各月線損電量與真實(shí)線損電量曲線擬合度更高，更為接近真實(shí)線損，也能更符合客戶生產(chǎn)經(jīng)營情況的變化。

表1 傳統(tǒng)線損率法、改進(jìn)算法計(jì)算的線損與變電站ERTU計(jì)算的真實(shí)線損對(duì)比

圖1 2013年各月線損電量的對(duì)比

另外，圖1中改進(jìn)算法6—9月的線損電量與真實(shí)線損曲線擬合度相對(duì)其他幾個(gè)月較低，主要原因是6—9月處于夏季高峰，該用戶存在限負(fù)荷情況，線路運(yùn)行時(shí)間以20 h/天近似計(jì)算存在誤差。若未來能夠在電力用戶用電信息采集系統(tǒng)中集成線路運(yùn)行時(shí)間判斷累加模塊，則可以解決上述問題，使得當(dāng)月線路運(yùn)行小時(shí)數(shù)更加接近真實(shí)值，計(jì)算準(zhǔn)確度也將得到提高。

5 結(jié)語

剖析了現(xiàn)行高壓專線客戶線損計(jì)算方法的局限性與誤差來源，并在此基礎(chǔ)上，研究提出了2種線損電量的改進(jìn)算法。改進(jìn)算法充分利用營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的電量電費(fèi)計(jì)算模塊與電力用戶用電信息采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了線損電量的自動(dòng)計(jì)算，適用于不同負(fù)荷特性、運(yùn)行方式的高壓專線客戶。通過理論分析與案例計(jì)算驗(yàn)證，改進(jìn)算法二不僅能真實(shí)反映客戶當(dāng)月負(fù)荷情況、準(zhǔn)確度高、系統(tǒng)功能開發(fā)成本低，而且無需每年人工核算線損率，便于線損電費(fèi)的統(tǒng)一規(guī)范管理，對(duì)提高供電企業(yè)優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平，減少人為因素帶來的廉政風(fēng)險(xiǎn)有較大意義。

[1]桑多春.專線客戶線損的調(diào)查分析及處理[J].青海電力，2007，26（1）∶56-59.

[2]劉振亞.國家電網(wǎng)公司信息化建設(shè)工程全書 營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用篇 營銷數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)[M].北京：中國電力出版社，2008.

（本文編輯：楊 勇）

The Improved Line Loss Calculation Methods for the High Voltage Special Line Consumer

DU Bingyan，HU Xuezhong
（State Grid Ningbo Electric Power Company，Ningbo Zhejiang 315016，China）

This paper analyzes the limitations and error sources of current line loss calculation method of high voltage special line consumer，and it investigates and puts forward two kinds of improved line loss calculation methods，which make full use of the electric charge calculation module of electric marketing business application system and collection system of consumers'power consumption information，which are respectively suitable for line loss calculation of high voltage special line consumers with different load characteristics and eliminates disadvantages existing in the current line loss calculation method.

high voltage special line；line loss calculation；line loss rate；system

TM866

B

1007-1881（2015）07-0062-04

2015-01-13

杜冰焱（1989），女，助理工程師，從事 10 kV及以上高壓用戶的用電檢查工作。