配電網(wǎng)理論線損計(jì)算與降損對策研究

梁玥，梁國平1國網(wǎng)山西省電力公司壺關(guān)縣供電公司；2國網(wǎng)山西省電力公司長治市供電公司

配電網(wǎng)理論線損計(jì)算與降損對策研究

梁玥，梁國平
1國網(wǎng)山西省電力公司壺關(guān)縣供電公司；2國網(wǎng)山西省電力公司長治市供電公司

分析線損構(gòu)成、確定線損指標(biāo)與制定降損措施必須計(jì)算理論線損，對當(dāng)前線損計(jì)算的研究現(xiàn)狀進(jìn)行簡單介紹，對電網(wǎng)傳統(tǒng)計(jì)算方法均方根電流法與潮流計(jì)算方法進(jìn)行簡單分析。對線損增加原因進(jìn)行探討，并提出具體降低線損的對策，以促進(jìn)電力企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益。

理論線損；等值電阻法；潮流算法；降損對策

國家對電力部門進(jìn)行考核的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一就是電力網(wǎng)電能損耗率，其也是一項(xiàng)綜合性技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，可以很好的體現(xiàn)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)水平與經(jīng)營管理水平。實(shí)際負(fù)荷與電量是理論線損計(jì)算的根據(jù)，制定年、季、月線損指標(biāo)的主要依據(jù)即線損，通過線損變化，可以對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)布局的合理性、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行考查，電網(wǎng)的降損潛力也可以通過線損確定，線損還是制定降損措施的重要參考。

一、線損計(jì)算的研究現(xiàn)狀

電力網(wǎng)理論線損主要有2種計(jì)算方法，分別是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)主要損耗原件的物理特性建立的各種模型與根據(jù)饋線數(shù)據(jù)建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。潮流算法是輸電網(wǎng)線損計(jì)算的主要方式，由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、計(jì)量設(shè)備與計(jì)算平臺的原因，配電網(wǎng)線損計(jì)算并不精確，大多取近似值，線損計(jì)算的精確性還有待加強(qiáng)。等值電阻法、均方根法、平均電流法是傳統(tǒng)的理論線損計(jì)算方法。

二、配電網(wǎng)線損計(jì)算一般方法

（一）均方根電流法

物理概念：線路中流過均方根電流所消耗的電能與實(shí)際負(fù)荷在同一時間內(nèi)消耗的電能一致。

設(shè)R為電力網(wǎng)元件電阻，I是通過此元件的電流，則可得24h內(nèi)電力網(wǎng)元件電阻的電力損耗ΔA：ΔA=3∫024I2Rdt×10-3。I=f(t)是負(fù)荷曲線的解析表達(dá)式，但是難以獲得，因此實(shí)測該元件24h內(nèi)的負(fù)荷電流可以得到階梯形負(fù)荷曲線，分段計(jì)算每小時的線損。設(shè)I1,I2...I24是實(shí)測的24h內(nèi)的日負(fù)荷電流，則可得公式：

在上述公式中，代表日的均方根電流為Ieff，實(shí)際負(fù)荷電流為Pi，實(shí)際有功、無功功率為QI,實(shí)際有功、無功電量為Aai、Qri，線電壓平均值為U，日全天的損失電量為ΔA。

（二）配電網(wǎng)線損計(jì)算潮流法

閉環(huán)機(jī)構(gòu)，開環(huán)運(yùn)行是配電網(wǎng)的特點(diǎn)，輻射狀的網(wǎng)絡(luò)塔撲，正常運(yùn)行時時開環(huán)的，與輸電線路相比，配電線路長、分支多，線徑細(xì)，就R/X體比值而言，配電網(wǎng)比輸電網(wǎng)大得多，不完全平衡運(yùn)行的三相，饋線一段的平衡節(jié)點(diǎn)，使網(wǎng)絡(luò)的PQ多，PV節(jié)點(diǎn)少，這就會嚴(yán)重破壞網(wǎng)絡(luò)的雅克比矩陣元素的對角優(yōu)勢，如果利用牛頓法等傳統(tǒng)潮流計(jì)算方法效果不佳。根據(jù)平均數(shù)據(jù)進(jìn)行推理是傳統(tǒng)潮流計(jì)算的主要方法，如果計(jì)算數(shù)據(jù)基礎(chǔ)為采集點(diǎn)的測量功率、電壓、電流，則各節(jié)點(diǎn)的電壓、電流、功率值可通過下列公式進(jìn)行計(jì)算：，在上述公式中，始端與末端節(jié)點(diǎn)電壓向量為末端節(jié)點(diǎn)有功功率、無功功率、電壓幅值為支路電阻、電抗為R、X。則可得節(jié)點(diǎn)電流計(jì)算公式:上述公式中，節(jié)點(diǎn)i的電流電壓向量分別是，節(jié)點(diǎn)i的有功與無功功率為

三、線損原因分析

（一）三相負(fù)荷不平衡

當(dāng)前農(nóng)村電網(wǎng)普遍存在三相負(fù)荷不平衡現(xiàn)象，在部分地區(qū)甚至嚴(yán)重不均，這就會增加額外的電能損耗。三相負(fù)荷不平衡原因復(fù)雜，一般而言主要有以下原因：①隨意接線，這主要出現(xiàn)在以單相生活用電為主的地區(qū)，單相負(fù)載接線在三相上是按數(shù)量平均分配的，對于陳舊線路，三相不宜區(qū)分，這就會給新接線帶來麻煩，出現(xiàn)隨意性，導(dǎo)致額外電能損耗增加。②加用電器用電量差異顯著，家用電器功率差別較大也是易增加額外電能損耗的原因。③白天夜晚用電分布不均，用電高峰時期嚴(yán)重不平衡。④季節(jié)性用電量過大。⑤單相負(fù)載波動大。

（二）配電網(wǎng)導(dǎo)線陳舊老化、多種多樣

配電網(wǎng)導(dǎo)線多樣、陳舊老化也是導(dǎo)致線損值較大的重要原因。如進(jìn)戶線種類繁多，其中不乏高電阻率的導(dǎo)線。線路老舊，截面過小，這也會增大導(dǎo)電線路電阻。

（三）變壓器遠(yuǎn)離負(fù)荷中心、負(fù)荷不足或管理不善

如果臺區(qū)變壓器與供電負(fù)荷中心距離較遠(yuǎn)或者一端供電，這樣就會增大供電半徑，變大壓降，大大增加等值電阻，如果所選變壓器負(fù)荷與用電目的不符，出現(xiàn)大馬拉小車現(xiàn)象，這就易導(dǎo)致變壓機(jī)空載運(yùn)行，低負(fù)荷率，導(dǎo)致線損增加。此外，管理不善導(dǎo)致的竊電盜電，也是使線損增加的重要因素。

四、降損建議

（一）優(yōu)化電網(wǎng)設(shè)計(jì)，及時改造陳舊路線

合理的電路設(shè)計(jì)對降低線損具有重要意義，如果電網(wǎng)規(guī)劃雜亂無序，亂接亂搭，這就會使線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜不堪，配電線路陳舊，用線混亂，截面過小，勢必會增加線損，因此降低線損首先應(yīng)重視優(yōu)化電網(wǎng)設(shè)計(jì)，及時改造陳舊路線。

（二）以實(shí)際用電量為根據(jù)，確定變壓器容量與位置

選取變壓器容量應(yīng)以抬去用電負(fù)荷大小為根據(jù)，如果臺人員較少，用戶分散、負(fù)荷低，但卻選用的容量較大的變壓器，就易導(dǎo)致變壓器空載運(yùn)行，增加損耗。如果變壓器變壓器與供電負(fù)荷中心距離較遠(yuǎn)或者一端供電，這樣就會增大供電半徑，變大壓降，大大增加等值電阻，也易增加損耗。因此提前進(jìn)行調(diào)查，以實(shí)際用電量為根據(jù)，確定變壓器容量可以有效降低線損。

（三）加強(qiáng)監(jiān)控，做好巡查

工作人員應(yīng)對配電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行定期監(jiān)控，根據(jù)實(shí)際情況對三相負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，盡可能使三相負(fù)載保持平衡狀態(tài)。三相不平衡是導(dǎo)致線損增大的重要因素，通過定期監(jiān)控，及時調(diào)整可以有效改變這種現(xiàn)象。此外，工作人員還應(yīng)做好巡查工作，查看各配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，嚴(yán)厲打擊竊電盜電等不法行為，加強(qiáng)配電網(wǎng)管理，減少人為因素增加的線損。

結(jié)語

電力部門進(jìn)行線損管理必須重視線損計(jì)算，這是電力部門降低電損、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要方法，理論線損計(jì)算方法多種多樣，并且在不斷成熟之中，計(jì)算數(shù)值也越來越準(zhǔn)確，進(jìn)行線損計(jì)算應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的計(jì)算方法。電力企業(yè)在實(shí)際線損管理工作中，應(yīng)當(dāng)做到優(yōu)化電網(wǎng)設(shè)計(jì)，及時改造陳舊路線，以實(shí)際用電量為根據(jù)，確定變壓器容量與位置，加強(qiáng)監(jiān)控，做好巡查，真正減少配電網(wǎng)的線損，提高電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

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