110 kV及以下電網理論線損分壓指標分析及評價

李曉軍，馬慧卓，宋　楠，于騰凱

(1.國網河北省電力有限公司電力科學研究院，河北　石家莊　050021； 2.國網河北省電力有限公司,河北　石家莊　050021)

“十三五”以來，受宏觀經濟結構調整、大氣污染治理等因素影響，電網企業(yè)用電量增長緩慢，加之電網建設高速發(fā)展，特高壓輸變電項目持續(xù)投入，配套切改工程量大，造成電網剛性投資需求大，電網企業(yè)經營形勢異常嚴峻。社會環(huán)境因素影響和經營環(huán)境惡化決定了電網企業(yè)堅定發(fā)展方式轉變，增供擴銷、降本節(jié)支，努力降低經營成本。線損成本，在電網企業(yè)的經營成本中占有較大比重，也是看得見的成本，在經營管理環(huán)節(jié)是重點也是難點[1-3]。分解線損成本是有效的降損分析方法，將線損進行分區(qū)、分壓分析，可有效定位管理薄弱環(huán)節(jié)，定點消除增損因素，促進線損管理水平提升。

1　分壓指標體系

為有效分析線損現(xiàn)狀及構成，采取分地區(qū)對比分析的方法，尋找薄弱點，建立分壓指標體系?？紤]線損構成及線損的影響，指標類型分為2類，分別為效能指標和經濟性能指標，再將各子目標進行分解，得出最下層影響因素即最下層指標，這種自上而下分析、層層分解的方法被認為是最合理的指標體系構建方法[4]。最后的指標體系呈現(xiàn)遞階層次結構，見圖1。

圖1 分壓指標體系

電網線損的效能直接體現(xiàn)為電力傳輸過程中的損失率高低，損失越小傳輸過程的效能越高，可用以下指標來表示。

a. 分壓線損率。該指標體現(xiàn)了分電壓等級下元件的總損失情況，分壓線損率的高低直接影響地區(qū)線損的總損失率。分壓線損率的計算值采用分壓損失電量與供電量的比值，結果以百分比表示。

b. 線路損耗率。線路損耗率為元件損耗之一，線路損耗在總損耗中占有較大比重，以線路損失分析地區(qū)線損水平，一方面體現(xiàn)電網結構的合理性，另一方面可通過線路損失的大小，尋找差距，衡量降損空間。線路損耗率的計算值采用線路損失電量與供電量的比值，結果以百分比表示。

c. 變壓器損耗率。與線路損耗率相對，也是元件損耗之一，二者基本代表了整個地區(qū)的線損水平。變壓器損耗率的計算值采用變壓器損失電量與供電量的比值，結果以百分比表示。

電網線損的經濟性能體現(xiàn)的是電力傳輸過程中的經濟性，電力傳輸過程越經濟，產生的損失越小，電網的線損越小?？捎靡韵轮笜藖肀硎?。

a. 線變損比。從電網線損構成看，線路損失占有比重一般大于變壓器損失，故線路損失的降低有利于電網傳輸?shù)慕洕?，采用線路損失電量與變壓器損失電量的比值來表征地區(qū)電力傳輸經濟性能高低，即線變損比指標。

b. 分壓容載比。容載比可衡量電網發(fā)展的裕度，為保證電網結構合理及安全，應保持各電壓等級的容載比在合理范圍內，容載比越合理，電網經濟性能越高。

c. 變壓器銅鐵損比。銅鐵損比是衡量變壓器經濟運行的指標，銅鐵損比即變壓器銅損與鐵損的比值，根據(jù)實踐經驗，該指標越接近于1，變壓器運行越經濟[5-7]。

2　指標計算與權重

2.1　指標計算

下面以選定的河北6個地區(qū)為例，對指標數(shù)據(jù)進行計算分析，采用極值函數(shù)法對評價矩陣歸一化[8-10]，限于篇幅，只給出線路損耗率的計算結果，見表1。

對線路損耗率指標分析得知，該指標類型屬于逆向型指標，即指標值越小越好，各分電壓等級指標數(shù)據(jù)均是如此。因此，可分別擬定分壓指標期望值，再采用極值函數(shù)法對各分壓指標進行歸一化，綜合考慮3個電壓等級的重要程度，得出綜合評價值。本次評價值考慮到3個電壓等級同有降損需求，影響因子相當，故采用各電壓等級的綜合結果表征該指標評價值。

表1　線路損耗率計算結果　%

2.2　分壓指標權重

各地區(qū)分壓指標，是基于理論線損計算結果計算得出的，從單一分壓指標看很容易得到單位排序情況，但從多個指標看，每個單位均在某一項指標占有優(yōu)勢，綜合評比上無法直接得出優(yōu)劣排序結果。因此，對本節(jié)各指標設定不同權重，再結合單一指標評價值，計算某一單位的線性綜合評價值，以體現(xiàn)在多指標中某一單位的綜合排序。

本文各指標、類型及權重按表2設置。

表2　分壓指標權重

正向類型：指標值越大越好，分壓指標越優(yōu)越。逆向指標：指標值越小越好。適度指標：指標值居于中間適度區(qū)間為最優(yōu)。本文所列銅鐵損比、容載比指標，雖為適度指標，但因其指標值均超出適度區(qū)間，所以呈現(xiàn)單邊指標類型，銅鐵損比呈現(xiàn)正向指標，容載比呈現(xiàn)逆向類型。如銅鐵損比指標，在計算結果中除35 kV的C、D區(qū)的銅鐵損比稍高以外，其他大部分地區(qū)的銅鐵損比均低于0.50，處于主變輕載運行狀態(tài)，在這種情況下，各地區(qū)的銅鐵損指標應越靠近1越理想，所以該指標在限定范圍內按正指標考慮。容載比指標逆向，同理。

3　綜合分析

根據(jù)各分壓指標評價值及以上分壓指標權重設置，采用線性綜合評價方法對各單位綜合評價值進行計算，排序情況見表3。

表3　分壓評價值及綜合排序　%

根據(jù)表3結果，各地區(qū)按分壓指標權重計算值排序依次為：D區(qū)、F區(qū)、C區(qū)、E區(qū)、B區(qū)、A區(qū)。從指標排序可以看出，排序第一的指標，D區(qū)有3項、F有2項、E有1項，這也基本確定了各單位的排序基礎。

為了對比說明分壓指標排序所闡述的問題，以及其與各地區(qū)固有條件的對應關系，下面列出分地區(qū)理論線損率和固有條件綜合排序表。分地區(qū)固有條件綜合排序計算同本文的分壓指標評價，不再贅述。

根據(jù)表3分壓指標綜合評價與表4分地區(qū)理論線損率對比可得出如下結果。

a. D區(qū)理論線損率最低，排序第一，與分壓結果相呼應。

b. A區(qū)、B區(qū)理論線損率與分壓排序情況總體一致，均排序在末兩位。

c. E區(qū)、C區(qū)、F區(qū)3個地區(qū)理論線損率與分壓總體情況排序位于居中位置，僅是E區(qū)與F區(qū)兩地區(qū)排序差異，從分壓綜合排序推算，F(xiàn)區(qū)理論線損率應低于E區(qū)，有進一步的降損空間。

由表3與表5對比，即分壓綜合評價表與固有條件進行對比，得出如下結果。

表4　分地區(qū)理論線損率　%

表5　固有條件綜合排序　%

a. D區(qū)固有條件最優(yōu)，排序第一，分壓綜合排序也位列第一，兩項結果相互印證，符合結果印證關系。

b. E區(qū)、C區(qū)、F區(qū)3個地區(qū)對比情況差別不大，位于居中位置，該結果與表3和表4對比結果相同，僅是E區(qū)與F區(qū)排序對調，分壓指標排序上，F(xiàn)區(qū)有3項指標排序末位，綜合對比發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)區(qū)分壓指標實際低于E區(qū)，這與F區(qū)固有條件低于E區(qū)的結果相互印證，之所以綜合排序高于E區(qū)，是因為線變損比和線路損耗率2項指標排序第一，這2項指標不影響F區(qū)的固有條件，僅表征F區(qū)線路損耗低于其他地區(qū)。

c. B區(qū)固有條件排序末位，分壓綜合排序情況也比較靠后，符合結果印證關系。A區(qū)差別較大，固有條件上，A區(qū)占有優(yōu)勢，排序第2位，分壓指標排序上卻在末位，從固有條件角度看，A區(qū)的理論線損率、分壓指標均應占有優(yōu)勢，在排序上有較大上升空間。

4　分析結論

根據(jù)2017年河北省電力理論線損計算結果，對河北6個地區(qū)開展了分壓線損指標分析，分壓指標體系包含效能和經濟性能指標各3項。數(shù)據(jù)來源包括：2017年全網理論線損計算結果、分地區(qū)理論線損計算分析報告、分地區(qū)計算結果匯總報表等。

根據(jù)本文分析及表6，結論如下。

a. 根據(jù)分壓指標綜合評價，6個地區(qū)排序依次為：D區(qū)、F區(qū)、C區(qū)、E區(qū)、B區(qū)和A區(qū)。

b. 從固有條件結果看理論線損率：除A區(qū)外，其他地區(qū)固有條件和理論線損率排序是一致的，分別是D區(qū)、E區(qū)、C區(qū)、F區(qū)和B區(qū)。從固有條件看，A區(qū)的理論線損率應低于E區(qū)，故有較大降損空間。

c. 從分壓指標評價看理論線損率：第一段位為D區(qū)，排序均在首位；第二段位為E區(qū)、C區(qū)和F區(qū)，僅是E區(qū)與F區(qū)排序差異，從分壓綜合排序推算，F(xiàn)區(qū)理論線損率應低于E區(qū)，有進一步降損空間；第三段位為A區(qū)、B區(qū)，分壓及理論線損率排序情況總體一致，均排序在末兩位，從分壓綜合排序看， B區(qū)理論線損率應低于A區(qū)，有降損空間。

表6　分析結果

d. 從固有條件看分壓綜合評價：第一段位為D區(qū)，排序均在首位；第二段位為E區(qū)、C區(qū)和F區(qū)，與分壓和理論線損率對比結果相同，僅是E區(qū)與F區(qū)排位對調，根據(jù)分析，F(xiàn)區(qū)分壓指標實際低于E區(qū)，與固有條件結果相互印證；第三段位為B區(qū)，固有條件和分壓綜合排序均在靠后位置。A區(qū)差別較大，固有條件上占有優(yōu)勢，排序第2位，分壓指標排序卻在末位，綜合第c條結論可以看出，A區(qū)的理論線損率、分壓指標均應占有優(yōu)勢，即A區(qū)有較大降損空間。

通過本文方法分析，可深入了解分地區(qū)理論線損的管理現(xiàn)狀，提出降損空間及方向，對提升線損管理水平，降低線損成本具有重要意義。