配電網(wǎng)線損計(jì)算方法探究

鐘清泉

摘 要：線損率是綜合反映電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)行和經(jīng)營(yíng)管理水平的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。降低線損率，可以減少電能傳輸能耗，提高電力供應(yīng)能力，增加供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。文章對(duì)配電網(wǎng)線損常見(jiàn)計(jì)算方法進(jìn)行了總結(jié)，并指出了其中的不足，最后提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，以便更好的做好配電網(wǎng)線損的計(jì)算。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；線損；計(jì)算方法

1 配電網(wǎng)線損常見(jiàn)計(jì)算方法

1.1 均方根電流法。均方根電流法是計(jì)算配電網(wǎng)線損的根本方法。它利用的原理是“線路中流過(guò)的均方根電流”所產(chǎn)生的電能損耗相當(dāng)于實(shí)際負(fù)荷在同一時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的電能損耗。該方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，易于計(jì)算機(jī)編程計(jì)算。存在的問(wèn)題：利用均方根電流法來(lái)計(jì)算配電網(wǎng)的線損時(shí)，必須要先將配電網(wǎng)沿線各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷資料進(jìn)行收集。但是由于配電網(wǎng)沿線的節(jié)點(diǎn)數(shù)目十分龐大，而且各個(gè)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的負(fù)荷容易發(fā)生變化，所以很難測(cè)量準(zhǔn)確，也沒(méi)有辦法對(duì)負(fù)荷資料進(jìn)行全面的收集。在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，均方根計(jì)算必須基于24h 對(duì)各個(gè)元件進(jìn)行負(fù)荷電流的測(cè)量，工作量特別大，代表日選取不同會(huì)有不同的計(jì)算結(jié)果，造成計(jì)算的也相對(duì)誤差較大。

1.2 平均電流法。平均電流法又稱之為形狀系數(shù)法。它的計(jì)算原理是利用均方根法與平均電流的等效關(guān)系進(jìn)行電能損耗計(jì)算，即線路中流過(guò)的平均電流所產(chǎn)生的電能損耗相當(dāng)于實(shí)際負(fù)荷在同一時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的電能損耗。該方法的優(yōu)點(diǎn)是容易得到較為精確地電量作為計(jì)算參數(shù)，計(jì)算的結(jié)果也比較準(zhǔn)確，易于計(jì)算機(jī)編程計(jì)算。存在的問(wèn)題：由于基于平均電流的電能損耗計(jì)算結(jié)果偏小，而且沒(méi)有實(shí)測(cè)記錄的配電變壓器，形狀系數(shù)難以確定，所以容易造成誤差。

1.3 等值電阻法。等值電阻法是根據(jù)均方根電流法發(fā)展而來(lái)的。它的理論依據(jù)是在線路的出口處，假設(shè)有一個(gè)等值的線路電阻，通過(guò)線路出口處的總電流所產(chǎn)生的損耗與線路各段不同的分段電流通過(guò)分段電阻產(chǎn)生的損耗的總和相等。該方法的優(yōu)點(diǎn)是不用收集運(yùn)行數(shù)據(jù)，只需要計(jì)算出等值電阻數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行電能損耗計(jì)算，易于計(jì)算機(jī)編程計(jì)算。存在的問(wèn)題：該方法需要預(yù)先設(shè)定計(jì)算條件，條件設(shè)定不正確容易影響精度，而且該方法的應(yīng)用前提是要滿足實(shí)際工程的計(jì)算精度，這樣該方法才具備實(shí)用性和可行性。

1.4 最大電流法。最大電流法又稱之為損失因素法，同樣也是有均方根電流法演變而來(lái)的，它是利用困方根電流法與最大電流的等效關(guān)系進(jìn)行電能損耗計(jì)算的。它的基本原理是線路中流過(guò)的最大電流所產(chǎn)生的電能損耗相當(dāng)于實(shí)際負(fù)荷在同一時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的電能損耗。該方法的優(yōu)點(diǎn)是只需要測(cè)量出代表日最大電流和計(jì)算出損失因素等數(shù)據(jù)，不需要太多的計(jì)算資料就可以進(jìn)行電能損耗計(jì)算，易于計(jì)算機(jī)編程計(jì)算。存在的問(wèn)題：損失因素不容易計(jì)算，而且由于不同的負(fù)荷曲線、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等因素的不同，負(fù)荷因素也存在不同。該方法的計(jì)算精度較低，一般用于計(jì)算精度要求不高的情況，不適宜用于分析電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的降損措施與線損計(jì)算。

1.5 遺傳算法與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。這種線損計(jì)算方法雖然比較創(chuàng)新，對(duì)于提高計(jì)算精度有很大的幫助，但是由于配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)類型具有多樣性，該方法需要盡心不斷的實(shí)驗(yàn)與改進(jìn)，目前實(shí)用性和可行性都比較差。

1.6 基于區(qū)間算法。該方法對(duì)負(fù)荷曲線形狀系數(shù)的區(qū)間性進(jìn)行了詳細(xì)的分析和論證，提供了形狀系數(shù)的區(qū)間值獲取方法，其計(jì)算結(jié)果是各損耗區(qū)間的區(qū)間值，能夠?yàn)橛脩籼峁┐罅康男畔?。但是，目前該方法尚不成熟，還有待進(jìn)一步研究。

1.7 模糊識(shí)別技術(shù)。模糊識(shí)別技術(shù)的原理是對(duì)支路電流的分配進(jìn)行修正，從而使計(jì)算的結(jié)果更加的精確，讓理論狀態(tài)盡可能的接近于實(shí)際運(yùn)行的狀態(tài)，這樣能夠大幅提高計(jì)算的精度。但是，該方法在實(shí)際的應(yīng)用中難以選擇隸屬函數(shù)，實(shí)用性比較低。

2 配電網(wǎng)線損計(jì)算方法改進(jìn)措施

對(duì)配電網(wǎng)理論線損計(jì)算方法進(jìn)行研究的目的是為了如何快速、精確地計(jì)算出配電網(wǎng)理論線損。通過(guò)對(duì)上述配電網(wǎng)線損計(jì)算方法的研究，可以分析出各自存在的問(wèn)題。各種配電網(wǎng)線損計(jì)算方法都不同程度地存在一定的問(wèn)題和局限性。電力部門(mén)和電力企業(yè)都在想方設(shè)法降低線路損耗，但是有些降損工作并沒(méi)有完全到位，這造成部分地區(qū)的降損壓力巨大。所以，急需要研究人員對(duì)配電網(wǎng)線損計(jì)算方法進(jìn)行改進(jìn)。下文提出了一項(xiàng)科學(xué)可行的配電網(wǎng)線損計(jì)算方法，是在傳統(tǒng)線損計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，通過(guò)利用數(shù)學(xué)模型的方法對(duì)上述線損計(jì)算方法進(jìn)行改進(jìn)。

考慮到我國(guó)當(dāng)前配電網(wǎng)自動(dòng)化不夠完善，沒(méi)有辦法提供及時(shí)完整的數(shù)據(jù)進(jìn)行線損分析，研究出了曲線基法。曲線基法的基本原理是利用數(shù)學(xué)模型，為每一種影響配電網(wǎng)線損的因素建立數(shù)學(xué)模型，然后根據(jù)數(shù)學(xué)模型繪制出該影響因素單獨(dú)作用時(shí)的線損曲線，稱之為曲線基。建立曲線基是該方法的重點(diǎn)，通過(guò)曲線基就能夠找到產(chǎn)生線損的主要因素了。下面就通過(guò)求三相不平衡配電線路的線損來(lái)說(shuō)明該方法的具體用法和效果。

首先，需要計(jì)算出三相配電線路的不平衡度β，不平衡度是指三相電力系統(tǒng)中三相不平衡的程度，用電壓或電流負(fù)序分量與正序分量的方均根值百分比表示。當(dāng)三相電流相量的大小不等而相量和不為零時(shí)，即有零序分量時(shí)，稱為電流不平衡。

負(fù)荷電流不平衡度的一般定義為：

式中，Imax 為最大相負(fù)荷電流；ImaxA、ImaxB、ImaxC，指三相負(fù)荷最大電流；Iav 指平均負(fù)荷電流。

可以根據(jù)不平衡度與線損的關(guān)系，以及配電變壓器三相不平衡運(yùn)行時(shí)的附加損耗與不平衡度的關(guān)系，做出其曲線基。結(jié)合曲線基法的基本原理，可以知道三相不平衡時(shí)，線損會(huì)明顯的增大，而且導(dǎo)致線損增大的因素只與三相不平衡度有關(guān)，與其在各相區(qū)的分布無(wú)關(guān)。通過(guò)上述分析，不難驗(yàn)證，曲線基法能夠直觀地判斷出不平衡度與線損的關(guān)系，并且得出不平衡度是否超標(biāo)等信息。如果不平衡度將要超標(biāo)時(shí)，能夠及時(shí)通知電力企業(yè)采取有效的措施降低線損，具有很好的實(shí)用性和可行性。經(jīng)過(guò)分析之后發(fā)現(xiàn)，曲線基法還是存在一些缺點(diǎn)的，精確度不算高，而且目前還沒(méi)有研發(fā)出相關(guān)的應(yīng)用軟件。

3 結(jié)語(yǔ)

文章對(duì)配電網(wǎng)線損計(jì)算方法、配電網(wǎng)線損現(xiàn)狀、配電網(wǎng)線損計(jì)算方法存在的問(wèn)題和相關(guān)改進(jìn)辦法進(jìn)行了介紹分析，并對(duì)配電網(wǎng)線損計(jì)算方法未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了研究。對(duì)于不斷深入研究配電網(wǎng)線損計(jì)算，尋找滿足配電網(wǎng)線損計(jì)算方法，降低線路損耗，規(guī)劃電網(wǎng)設(shè)計(jì)，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，為供電企業(yè)提高配電網(wǎng)運(yùn)行管理水平和經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 于文波，徐立波，俞俊民，李華.配電網(wǎng)線損計(jì)算與分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].科技信息（學(xué)術(shù)研究），2008（09）.

[2] 張琨.配電網(wǎng)線損管理中存在的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施[J].企業(yè)改革與管理，2015（24）.

[3] 李劍白.10kV配電網(wǎng)線損問(wèn)題解決方案的創(chuàng)新研究[J].科技促進(jìn)發(fā)展，2012（s1）.