配電臺區(qū)在線線損分級管理和智能異常分析設計

李新家，孔月萍，鄒云峰，鄧素蘭（.江蘇方天電力技術有限公司，南京　0000；.江蘇省電力公司電力科學研究院，南京　0000；.常州供電公司，江蘇常州　000）

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配電臺區(qū)在線線損分級管理和智能異常分析設計

李新家1，孔月萍2，鄒云峰2，鄧素蘭3
（1.江蘇方天電力技術有限公司，南京210000；2.江蘇省電力公司電力科學研究院，南京210000；3.常州供電公司，江蘇常州213000）

摘要：用電信息采集系統(tǒng)根據(jù)配變和用戶用電數(shù)據(jù)實時計算配電臺區(qū)在線線損率。提出根據(jù)臺區(qū)用電負荷特征分類管理，有針對性地開展降損工作；根據(jù)在線線損的優(yōu)劣進行分級管理，監(jiān)視各個級別的臺區(qū)在線線損每日變化情況，對波動超限的臺區(qū)及時報警提示；搜集臺區(qū)線損異常處理案例，建立典型案例庫，以案例庫為依據(jù)，設計臺區(qū)線損異常智能診斷工具，指導現(xiàn)場檢查處理。通過開發(fā)臺區(qū)線損分析和分級管理軟件，提高配電臺區(qū)線損管理工作效率，促進電力營銷業(yè)務精益化管理。

關鍵詞：在線線損；降損節(jié)能；臺區(qū)分類；智能分析；案例庫

低壓電網(wǎng)配電臺區(qū)是智能電網(wǎng)配電環(huán)節(jié)的最末端，直接面向千萬低壓供電的電力用戶，網(wǎng)絡結構和用戶性質(zhì)復雜，覆蓋居民、非居民、小商業(yè)、小動力等各類型用戶，負荷變化范圍大且平均負荷率低，所以低壓臺區(qū)線損異常時所涉及到的因素錯綜復雜，除了固有的供電線路電能傳輸損耗，還包括計量偏差、無表用電、未進入計量的異常用電等用電管理問題所帶來的損耗，以及供電設備必要的自身損耗［1］。

目前臺區(qū)低壓線損的管理模式通常采取一刀切式的合格線損區(qū)間定義，不符合多樣化的現(xiàn)場狀況，傳統(tǒng)的線損異常分析工作主要依托人工排查，整個流程耗時長，效率低，且對工作人員的綜合業(yè)務能力要求較高，不利于線損的精益化管理［2］。

針對目前的情況，本文提出臺區(qū)低壓線損分級管理的思路，每日監(jiān)控各個級別臺區(qū)的變化情況，對異常臺區(qū)及時報警提示；利用低壓臺區(qū)線損異常智能分析軟件，對線損異常臺區(qū)進行全面“體檢”，列出疑似問題，輔助工作人員進行整改［3］。

1在線線損分級管理

1.1在線線損的構成

用電信息采集系統(tǒng)中計算的在線線損是一定周期內(nèi)配變低壓側(cè)輸出總電能與全部低壓用戶計量到的用電電能總和之間的差值，統(tǒng)計計算出的周期平均線損率。時間周期通常是0：00～次日0：00的整日24 h。

臺區(qū)在線線損不僅包括低壓供電線路的電能傳輸損耗（通常稱為技術線損），還包括計量偏差（誤差、故障、差錯）、無表計量用電、未進入計量的異常用電等帶來的管理線損，以及必要的供電設施自身損耗（電能表計、電氣開關、配電箱指示和保護裝置）、線路泄漏電能（絕緣、接地）等設備損耗，是多因素的綜合結果［4］。

其中的計量差錯、異常用電等問題可利用在線監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，通過管理措施可以及時消除，但供電設施自身用電以及線路傳輸損耗屬于固有損耗，其線損值應控制在一個合理范圍內(nèi)。

在以居民用電負荷為主的絕大多數(shù)臺區(qū)中，每日高峰負荷僅2～3 h，而負荷峰谷差5倍左右，在線線損中的影響值是一天中的平均值，與通常意義上特定負荷下的技術線損有較大差異。而一年四季臺區(qū)用電量變化也導致影響值發(fā)生較大變化。

供電設施自身用電量在特定環(huán)境下是一個定值，不跟隨用電負荷變化而變化。在去除管理因素后，在線線損主要分為固定損耗和變動損耗。固定損耗Δp1主要是指供電設施和泄漏損耗等，不隨負荷變化而變化；變動損耗Δp2主要是由低壓線路阻抗損耗，與電流的平方成正比，即Δp2=∫0tI2（t）Rdt，當供電量P=∫0tI（t）Udt，ρ為線損率

式中：R是臺區(qū)低壓線路阻抗，與線路拓撲及線路參數(shù)相關，在某個特定臺區(qū)中是常數(shù)；k是臺區(qū)負荷變化率，與臺區(qū)用電負荷性質(zhì)有關；固定損失Δp1是臺區(qū)供電設施固有損耗電量，在某個特定臺區(qū)中也是常數(shù)。

由此得知：不同臺區(qū)之間的線損率與線路參數(shù)及拓撲相關，這表現(xiàn)為臺區(qū)內(nèi)用戶數(shù)、戶均容量、變壓器容量等臺區(qū)檔案；與負荷變化率相關，這表現(xiàn)為負載率、居民容量占比等；與固定損耗電量相關，這表現(xiàn)為臺區(qū)供電方式、用戶數(shù)等。

而在一個臺區(qū)下，線損率是一個與用電量相關的正比例函數(shù)和反比例函數(shù)之和，當臺區(qū)日用電量大時，線路阻抗將占主要因素，而當臺區(qū)用電量足夠小時，固定損耗將成為主要因素。

1.2按用電負荷分類

江蘇省共46萬個臺區(qū)，由于臺區(qū)的特征參數(shù)不同，根據(jù)1.1節(jié)的分析，其線損分布規(guī)律也有所區(qū)別，因此根據(jù)臺區(qū)的用電負荷特征對臺區(qū)進行分類，對于不同類別的臺區(qū)其最佳線損率不同，采取不同的管理措施，有利于低壓臺區(qū)線損的管控［5］。具體分類如下。

（1）地域差異

根據(jù)地域差異分為城區(qū)和農(nóng)網(wǎng)兩大類。由于城鄉(xiāng)經(jīng)濟發(fā)展二元結構的存在，城鄉(xiāng)居民用電習慣的不同，城鄉(xiāng)臺區(qū)配網(wǎng)供電方式及線路規(guī)劃的差異都會導致線損的差異。

（2）居民容量占比差異

低壓臺區(qū)覆蓋居民、非居民、小商業(yè)、小動力等各類型用戶，不同的用戶用電性質(zhì)差異較大，其負荷變化率不同。因此根據(jù)臺區(qū)內(nèi)居民容量的占比，將臺區(qū)劃分為居民型臺區(qū)、混合型以及非居民型臺區(qū)。

（3）居民戶均容量

對于居民型臺區(qū)，居民戶均容量的差異直接反映了用戶的用電水平，圖1、圖2分別是城區(qū)和農(nóng)網(wǎng)居民戶均容量分布規(guī)律圖。通過2張圖可以發(fā)現(xiàn)城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)臺區(qū)居民戶均容量主要集中在4 kVA、8 kVA、12 kVA，因此將居民型臺區(qū)根據(jù)戶均容量分為高、中、低3個檔級。

圖1城區(qū)居民戶均容量分布圖

圖2農(nóng)網(wǎng)居民戶均容量分布圖

（4）負載率

混合型臺區(qū)覆蓋各種類型的用戶，戶均容量范圍較為寬泛，圖3所示為臺區(qū)負載率的分布情況，選取負載率分布較低的為低負荷臺區(qū)，負載率分布較高的為高負荷臺區(qū)，介于兩者之間的為中負荷臺區(qū)。

圖3臺區(qū)負載率分布圖

1.3按線損優(yōu)劣分類

對于臺區(qū)線損值與合理線損值偏差<2%的臺區(qū)定義為穩(wěn)定臺區(qū)［6］；對于線損在各單位考核指標內(nèi)的臺區(qū)（例如：江蘇地區(qū)合格臺區(qū)線損值范圍為-1%～7%），定義為合格臺區(qū)。因此按照臺區(qū)線損的優(yōu)劣，將臺區(qū)分為5個等級。

（1）合格穩(wěn)定臺區(qū)：臺區(qū)月度線損值考核合格且接近合理值（與合理線損值偏差<2%）；日線損值波動率?。ń?0天內(nèi)至少有20天日線損值與合理線損值偏差<2%）。

（2）合格欠穩(wěn)定臺區(qū)：臺區(qū)日線損值考核合格但未達到合格穩(wěn)定臺區(qū)要求的臺區(qū)。

（3）線損不合格臺區(qū)：臺區(qū)日線損值能計算出，但日線損值不在合格范圍以內(nèi)。

（4）小電量臺區(qū)：臺區(qū)月度總供電量小，線損計算值偏差較大的合格臺區(qū)。當月度臺區(qū)線損率在-5%～20%，并且符合配變月度平均負債率均低于1%或月度總供售電量均小于100 kWh或總供售電量差值小于10 kWh三者之一的臺區(qū)。

（5）無關口臺區(qū)：無供電計量點、未裝關口總表、總表未被采集，但至少有一個在用售電側(cè)結算計量點的公用低壓配電臺區(qū)。

通過對臺區(qū)的分級管理，針對每一類臺區(qū)個性化管理，充分考慮臺區(qū)的實際情況，在用電信息采集系統(tǒng)中設定合理限值，在線損率超限時及時告警，逐級整改，精益化管控。

2線損異常因素分析

引起線損異常的因素很多，影響結果卻不盡相同。為便于指導日常臺區(qū)線損異常處理，本文基于全省200多個線損異常案例進行整理分析，建立典型案例庫。對案例庫內(nèi)線損異常的所有可能原因及其表現(xiàn)特征進行分類統(tǒng)計，并對線損的主要影響因素進行具體描述。目前線損異常的影響因素主要有：變戶關系錯誤、檔案差錯、計量裝置故障、計量差錯、無表用電、線路損耗、采集裝置故障、用電異常等。

對于一個線損異常臺區(qū)，通過分析系統(tǒng)內(nèi)的異常數(shù)據(jù)，根據(jù)線損影響因素的特征，判斷出臺區(qū)線損異常的主要可能原因，為現(xiàn)場檢查核實提供方向。然而，目前臺區(qū)的運行數(shù)據(jù)分布在各個系統(tǒng)，例如：用電信息采集系統(tǒng)、營銷業(yè)務系統(tǒng)、PMS生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)等，工作人員需要跨系統(tǒng)查詢相關信息，效率較低，因此，本文提出一種智能分析設計思路，對各個系統(tǒng)內(nèi)的相關信息進行整合，并以此開發(fā)智能分析軟件，實現(xiàn)快速提供準確的信息，進一步提升線損管理水平。

該軟件覆蓋營銷業(yè)務系統(tǒng)和用電信息采集系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)［7］，主要從業(yè)務變更查詢、線損計算單元、戶變關系、供電側(cè)異常、用電側(cè)異常5個模塊分別進行“體檢”，列出疑似問題供參考，“體檢”項目如圖4所示。

智能分析設計以臺區(qū)責任人為主體，在基于用電信息采集系統(tǒng)的日常監(jiān)控中，判斷每個臺區(qū)的類別和等級，針對不同級別的臺區(qū)的變更情況有目的性地進行整改。對異常臺區(qū)，通過智能分析軟件的輔助分析，結合現(xiàn)場查勘，參考典型案例庫進行原因初判，通過派發(fā)工單及時流轉(zhuǎn)至各個專業(yè)進行整改，并對工單的處理情況進行審核，閉環(huán)管控整改過程，最后總結分析原因，交流經(jīng)驗，完善案例庫。其流程如圖5所示。

圖4智能分析“體檢”模塊　

圖5低壓臺區(qū)在線線損分級管理流程

3結束語

本文通過對臺區(qū)進行分級管理，研究分析造成臺區(qū)線損異常的各類因素，結合案例庫構建線損異常輔助分析系統(tǒng)，提供快速分析功能，協(xié)助員工快速提升分析能力，極大地提高了工作效率，規(guī)范了工作流程，進一步提升了低壓臺區(qū)線損管理水平，為提升客戶服務能力發(fā)揮重要作用。

參考文獻：

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［7］宋煜，鄭海雁，尹飛，等.基于智能用電大數(shù)據(jù)分析的臺區(qū)合理線損管理［J］.電力信息與通信技術，2015（8）：132-135.

The hierarchical management and intelligent abnormal analysis of the distribution area on?line line loss

LI Xin?jia1，KONG Yue?ping2，ZOU Yun?feng2，DENG Su?lan3
（1. Jiangsu Frontier Electric Technology Co.，Ltd.，Nanjing 210000，China；2. Jiangsu Electric Power Company Research Institute，Nanjing 210000，China；3. State Grid Changzhou Power Supply Company，Changzhou 213000，China）

Abstract：The low?voltage on?line line loss rate of the distribu?tion unit?area can be computed through the power user energy data acquire system in real time，according to the distribution transformer and power consumption data. In this paper，we present a classified management method on the basis of the transformer area power con?sumption features and thus some targeted measures are developed on the line loss reduction. Hierarchical management was adopted to monitor the daily change of transformer area on?line line loss at differ?ent levels and can be timely alarmed when the range of fluctuation ex?ceeds its limit，according to the evaluation of on?line line loss. We es?tablish a case base by collecting the abnormal area line loss typical ground improvement case. We design intelligent diagnostic tools of area line loss on the basis of the cases database，to guide the on?site check and treatment. In this paper，we develop the line loss analysis and hierarchical management software to improve the line loss of the distribution unit?area management work efficiency and promote the lean management of power marketing

Key words：on?line line loss；loss reduction and energy con?servation；district classification；intelligent analysis；case base

中圖分類號：TM714.3

文獻標志碼：B

文章編號：1009-1831（2016）02-0046-03

DOI：10.3969/j.issn.1009-1831.2016.02.012

收稿日期：2015-12-03