基于線損計(jì)算分析的電能計(jì)量準(zhǔn)確性研究

周戴偉

摘 要：電能計(jì)量裝置是電力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電能測(cè)量計(jì)算的重要設(shè)備，其準(zhǔn)確與否將影響到電力貿(mào)易結(jié)算公平，直接關(guān)系電力企業(yè)和用戶的切身利益。借助線損計(jì)算分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)、評(píng)估系統(tǒng)中存在的計(jì)量準(zhǔn)確性問(wèn)題。本文闡述了線損的基本概念和分類，詳細(xì)分析了線損與臺(tái)區(qū)各計(jì)量值間的線性關(guān)聯(lián)關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，引入多元線性回歸方程進(jìn)行描述，以建立線損與各計(jì)量點(diǎn)的因素分析，最終基于多元線性回歸方程的線損計(jì)算構(gòu)建了分析模型，并成功運(yùn)用實(shí)例，得到了良好的效果。

關(guān)鍵詞：電能計(jì)量裝置;線損;多元線性回歸;分析模型。

引言

電能計(jì)量是電力生產(chǎn)重要的一環(huán)，是電力企業(yè)計(jì)收電費(fèi)，實(shí)施電能交易的基礎(chǔ)。計(jì)量裝置正誤差超差將導(dǎo)致用戶利益受損，而少計(jì)、漏計(jì)電能將導(dǎo)致臺(tái)區(qū)線損變大，降低企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。因此，把控電能計(jì)量裝置準(zhǔn)確性，及時(shí)處置異常計(jì)量裝置或制止用戶異常用電行為，對(duì)保證企業(yè)和用戶雙方利益都具有十分重要的意義[1]。

線損是電力輸電、配電、變電、用電過(guò)程中不可避免的損耗，也是衡量電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，技術(shù)管理和經(jīng)營(yíng)管理的一項(xiàng)重要指標(biāo)。通過(guò)線損監(jiān)測(cè)、計(jì)算分析，運(yùn)用相關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析理論，探索線損在計(jì)量準(zhǔn)確性分析上發(fā)揮的作用，研究基于線損分析的計(jì)量點(diǎn)缺陷或故障定位，在遠(yuǎn)程抄表技術(shù)和智能電表不斷覆蓋、智能電網(wǎng)技術(shù)不斷向前發(fā)展的當(dāng)前，具有十分重要的意義。

1.線損異常分析

電能在輸配電過(guò)程中，由于電阻和磁場(chǎng)作用產(chǎn)生的損耗，簡(jiǎn)稱為電網(wǎng)線損。根據(jù)線路損耗的特點(diǎn)線損可分為可變損耗，固定線損和不明線損[1-4]。

其中固定線損是無(wú)法避免的，正常情況下圍繞某一定值小幅波動(dòng)。而當(dāng)可變損耗和不明線損出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致該臺(tái)區(qū)線損明顯增大。目前在供電過(guò)程中，由于計(jì)量因素導(dǎo)致線損異常的主要原因可以分為以下幾點(diǎn)：

（1）計(jì)量裝置質(zhì)量問(wèn)題、安裝不規(guī)范、計(jì)量設(shè)備本身局限性所引起;

（2）竊電現(xiàn)象引起;

（3）在電量的供售過(guò)程中存在的時(shí)間差而引起的損失。

由于當(dāng)前臺(tái)區(qū)遠(yuǎn)程抄表技術(shù)和智能電表的覆蓋與推廣，數(shù)據(jù)的同步性提升，時(shí)間差引起線損異常這部分其實(shí)可以忽略不計(jì)，（1）、（2）點(diǎn)則可以歸屬為計(jì)量準(zhǔn)確性問(wèn)題。

按照線損定義可知，用戶計(jì)量裝置異常最終通過(guò)臺(tái)區(qū)線損量體現(xiàn)出來(lái)。在電能表正常情況下，電能表計(jì)量準(zhǔn)確且波動(dòng)范圍較小基本認(rèn)為不變。定義計(jì)量裝置計(jì)量準(zhǔn)確性為，用戶計(jì)量裝置計(jì)電量為J，用戶實(shí)際用電量為S，可得公式如下：

而用戶計(jì)量損耗H應(yīng)為：

H=J-S

二式推導(dǎo)可得：

可知，用戶計(jì)量損耗H與電能表計(jì)量值J成線性關(guān)系。當(dāng)臺(tái)區(qū)用戶數(shù)為n，臺(tái)區(qū)線損X應(yīng)為各用戶計(jì)量損耗與固定損耗G組成，即：

2.基于線損計(jì)算分析的計(jì)量準(zhǔn)確性分析模型

基于前文分析，臺(tái)區(qū)線損與各用戶計(jì)量值間存在著線性相關(guān)，因此，以此構(gòu)建多元線性回歸模型，依托于當(dāng)前計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)，以臺(tái)區(qū)線損為觀測(cè)值，當(dāng)線損異常時(shí)，結(jié)合回歸模型因素分析，得出用戶計(jì)量裝置的故障集，再采用現(xiàn)場(chǎng)檢查方式，最終排除并修復(fù)故障點(diǎn)。

2.1線損計(jì)算的多元回歸方程因素分析

多元回歸是指一個(gè)因變量，多個(gè)自變量的回歸模型。應(yīng)用此法，可以得出各要素間的數(shù)量依存關(guān)系，從而揭示出各要素間內(nèi)在的規(guī)律。

本文引入多元線性回歸方程，一方面是要將依據(jù)當(dāng)前計(jì)量值求解所得的線損與統(tǒng)計(jì)線損比對(duì)，判斷臺(tái)區(qū)線損是否異常;一方面進(jìn)行因素分析，旨在找出當(dāng)前臺(tái)區(qū)影響線損的各用戶計(jì)量值之間，找出哪些是重要因素，哪些是次要因素，劃分故障集，縮小異常計(jì)量點(diǎn)排查范圍。

為了求出多元線性回歸模型中的參數(shù)，可采用最小二乘法求解[1]。

式中，j表示提供擬合的數(shù)據(jù)組數(shù)，本文為歷史計(jì)量值及線損數(shù)據(jù);表示自變量和因變量的相關(guān)程度，將求解所得序列進(jìn)行選擇，存在相關(guān)性的保留，無(wú)相關(guān)性的剔除，最終可得到故障集RT。

2.2基于線損計(jì)算分析的計(jì)量準(zhǔn)確性模型

結(jié)合以上分析，可以構(gòu)建如下分析模型：

第一步：利用計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)和營(yíng)銷系統(tǒng)，以供售電量計(jì)算線損，以臺(tái)區(qū)的歷史電量數(shù)據(jù)（各用戶計(jì)量電度與線損），周期可選擇天或月，求解多元線性回歸方程，判斷其是否異常（統(tǒng)計(jì)線損在回歸計(jì)算線損允許的波動(dòng)范圍內(nèi)，如±30%），如果異常，執(zhí)行第二步;如果正常，結(jié)束流程;

第二步：判斷臺(tái)區(qū)供電量值是否正常和供售電量是否存在統(tǒng)計(jì)時(shí)間差，是，糾正錯(cuò)誤，返回執(zhí)行第一步;否，執(zhí)行第三步;

第三步：獲取多元線性回歸方程相關(guān)系數(shù)序列，保留存在相關(guān)性的計(jì)量用戶，從大到小排列，獲得故障集RT;

第四步：采用現(xiàn)場(chǎng)檢查等方式，逐一判斷故障集RT對(duì)象是否存在故障或錯(cuò)誤接線等影響計(jì)量準(zhǔn)確性問(wèn)題，定位故障點(diǎn)。

第五步：修正數(shù)據(jù)，分別計(jì)算統(tǒng)計(jì)線損和回歸計(jì)算線損，判斷其是否異常（統(tǒng)計(jì)線損在回歸計(jì)算線損允許的波動(dòng)范圍內(nèi)，如±30%），如果正常，返回第一步;如果異常，返回執(zhí)行第四步;

2.3實(shí)例應(yīng)用

為了檢驗(yàn)?zāi)Ｐ头治鲂Ч?，?duì)收集到臺(tái)區(qū)計(jì)量和線損值進(jìn)行應(yīng)用，下表1包含該臺(tái)區(qū)所有用戶計(jì)量值前五月份計(jì)量值、當(dāng)月計(jì)量值以及線損、供、售電量。

計(jì)算過(guò)程：

第一步：點(diǎn)擊excel“excel選項(xiàng)”，選擇“加載項(xiàng)”，調(diào)用excel分析工具箱，在“數(shù)據(jù)”工具欄選擇 “數(shù)據(jù)分析”，進(jìn)行回歸計(jì)算，選擇前五個(gè)月數(shù)據(jù)為源數(shù)據(jù)，將置信度設(shè)置為95%。計(jì)算結(jié)果如下圖1所示，回歸計(jì)算第六月份線損為2116.10kw·h，與六月份統(tǒng)計(jì)線損4842kw·h，波動(dòng)率為56%，超過(guò)正常范圍;

第二步：經(jīng)檢查排除，臺(tái)區(qū)供電量值正常且供售電量時(shí)間同步;

第三步：由第一步計(jì)算所得序列：

保留相關(guān)性用戶，從大到小排列，獲得故障集

第四步：經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查，用戶6表計(jì)故障，應(yīng)補(bǔ)收2200kw·h，其他用戶計(jì)量正常。

第五步：修正數(shù)據(jù)。算得統(tǒng)計(jì)線損為2642kw·h;回歸計(jì)算線損為2737.76kw·h，波動(dòng)率3.6%，線損正常，結(jié)束。

3.結(jié)束語(yǔ)

電能計(jì)量裝置是連接電力企業(yè)和用戶的紐帶，其準(zhǔn)確性是電力企業(yè)工作順利開(kāi)展的基礎(chǔ)。

本文在介紹線損定義、分類和分析、推導(dǎo)線損與電能計(jì)量值存在的線性關(guān)系基礎(chǔ)上，引入了基于最小二乘法計(jì)算的多元線性回歸模型，衡量并實(shí)現(xiàn)線損與各用戶計(jì)量值間的因素分析?；诖?，構(gòu)建了基于線損計(jì)算分析的計(jì)量準(zhǔn)確性分析模型，然后運(yùn)用算例，驗(yàn)證了診斷模型，取得了良好的效果。

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