配電網(wǎng)理論線損計(jì)算方法應(yīng)用

汪智宇

摘要：配電網(wǎng)是連接發(fā)電、輸電系統(tǒng)和電力消費(fèi)者的重要環(huán)節(jié)，線路分布復(fù)雜，范圍廣，設(shè)備多，配電網(wǎng)線損占整個(gè)電網(wǎng)線損的很大比例，配電網(wǎng)在規(guī)劃和設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理時(shí)需要涉及的主要指標(biāo)即為線損，一方面降低線損率，也就是降低了電能傳輸損耗，另一方面，線損率是主要的經(jīng)濟(jì)與技術(shù)指標(biāo)。因此，了解線損計(jì)算的方法可以有效提高供電企業(yè)供應(yīng)能力。制定相應(yīng)的降損策略，對提高電網(wǎng)運(yùn)行效率，企業(yè)經(jīng)營效益，做好優(yōu)質(zhì)服務(wù)都是非常有效的手段。本文在分析了傳統(tǒng)配電網(wǎng)理論線損計(jì)算方法的基本原理上，建立了配電網(wǎng)多饋線狀態(tài)下電力系統(tǒng)線損綜合分析系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：配電;網(wǎng)理論線損;計(jì)算方法

1?引言

理論線損的計(jì)算能為配電網(wǎng)線損的管理與降損工作的有效開展提供充足的理論依據(jù)，因此配電網(wǎng)的理論線損問題越來越成為電力系統(tǒng)領(lǐng)域關(guān)注的重要課題。

2?傳統(tǒng)的主要的配電網(wǎng)理論線損計(jì)算方法

2.1?均方根電流法

均方根電流法是基本計(jì)算方法。均方根電流法的物理概念是，線路中流過的均方根電流所產(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。均方根電流法的優(yōu)點(diǎn)是：方法簡單，按照代表日24小時(shí)整點(diǎn)負(fù)荷電流或有功功率、無功功率或有功電量、無功電量、電壓、配電變壓器額定容量、參數(shù)等數(shù)據(jù)計(jì)算出均方根電流就可以進(jìn)行電能損耗計(jì)算，易于計(jì)算機(jī)編程計(jì)算。缺點(diǎn)是：代表日選取不同會(huì)有不同的計(jì)算結(jié)果，計(jì)算誤差較大。

2.2?平均電流法

平均電流法也稱形狀系數(shù)法，是利用均方根電流法與平均電流的等效關(guān)系進(jìn)行電能損耗計(jì)算的，由均方根電流法派生而來。平均電流法的物理概念是，線路中流過的平均電流所產(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。

2.3?最大電流法

最大電流法也稱損失因數(shù)法，是利用均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，由均方根電流法派生而來。最大電流法的物理概念是，線路中流過的最大電流所產(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。

2.4?等值電阻法

等值電阻法的理論基礎(chǔ)是均方根電流法。等值電阻法的物理概念是，在線路出口處，假想一個(gè)等值的線路電阻，在通過線路出口處的總電流產(chǎn)生的損耗，與線路各段不同的分段電流通過分段電阻產(chǎn)生的損耗的總和相等。等值電阻法的優(yōu)點(diǎn)是：在理論上比較完善，在方法上克服了均方根電流法的諸多方面的缺點(diǎn);不用收集運(yùn)行數(shù)據(jù)。缺點(diǎn)是：需要假設(shè)計(jì)算條件，影響計(jì)算結(jié)果精度;對沒有實(shí)測負(fù)荷記錄的配電變壓器，假設(shè)負(fù)荷分布按與配電變壓器額定容量成比例，各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率相同，這種計(jì)算不完全符合實(shí)際負(fù)荷情況。

3?配電網(wǎng)理論線損計(jì)算方法研究新進(jìn)展

隨著綜合信息管理系統(tǒng)（MIS）、配電自動(dòng)化系統(tǒng)（DMS）、能量管理系統(tǒng)（EMS）、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)（SCADA）、配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)（GIS）和電能量采集系統(tǒng)等智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用，這些設(shè)備的安裝和使用使得實(shí)時(shí)配電網(wǎng)在線理論線損計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)，因此根據(jù)實(shí)際可能部分負(fù)荷點(diǎn)沒有安裝信息采集終端或雖安裝但不能采集到數(shù)據(jù)的情況采用改進(jìn)的基于均方根電流的前推回代法，適合于計(jì)算實(shí)時(shí)線損。

根據(jù)自動(dòng)化設(shè)備得到的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)了電力系統(tǒng)線損綜合分析系統(tǒng)，其基于EMS系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化CIM模型以及SVG圖形，實(shí)現(xiàn)模型數(shù)據(jù)、圖形讀取和輸出的標(biāo)準(zhǔn)化，線損管理專責(zé)人員在原先建模時(shí)所需的工作量將大大減少;其次，考慮了常規(guī)理論線損計(jì)算并結(jié)合EMS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和電量采集系統(tǒng)中準(zhǔn)實(shí)時(shí)電量數(shù)據(jù)，從多個(gè)角度對系統(tǒng)線損進(jìn)行計(jì)算，可以將實(shí)時(shí)的理論計(jì)算線損的結(jié)果和電量統(tǒng)計(jì)的線損進(jìn)行在線的對比;此外，還可以進(jìn)一步分析線損結(jié)果，使線損分析人員能從多個(gè)維度對系統(tǒng)線損構(gòu)成、產(chǎn)生原因、重?fù)p線路（設(shè)備、區(qū)域）、系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)等方面對進(jìn)行分析，這將會(huì)提高線損的管理水平;以國家電網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)版報(bào)告模板為依據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)理論線損計(jì)算、分析，計(jì)算結(jié)果能夠根據(jù)要求進(jìn)行分層、分區(qū)、分壓自動(dòng)匯總。

系統(tǒng)由SCADA/EMS所提供的電網(wǎng)模型、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和設(shè)備參數(shù)入手，通過IEC標(biāo)準(zhǔn)接口獲取信息。由于SCADA/EMS系統(tǒng)與TMR系統(tǒng)的設(shè)備命名可能不一致，所以在設(shè)計(jì)接口時(shí)建立了一張?jiān)O(shè)備映射表，該映射表定義了對同一設(shè)備名的索引功能。

整個(gè)軟件的體系結(jié)構(gòu)共分為如圖所示的六層：

第一層為系統(tǒng)硬件層。各服務(wù)器和工作站采用基于RISC/CISC芯片的各種硬件構(gòu)架工作站、服務(wù)器和微機(jī)，如COMPAQ、ALPHA、SUN、IBM、HP及各類PC。

第二層為操作系統(tǒng)層。操作系統(tǒng)采用成熟的符合國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)、多用戶、多任務(wù)純WINDOWS?NT4.0/2000/XP，POSIX/UNIX或LIN-NUX操作系統(tǒng)。

第三層為通用平臺層。通用平臺可以視為上層應(yīng)用系統(tǒng)和底層不同硬件系統(tǒng)和不同操作系統(tǒng)之間的一個(gè)中間件軟件包，其有效地將上層和底層隔離，與此同時(shí)基于不同的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)建立分布式并行處理平臺，該平臺提供的開發(fā)環(huán)境會(huì)為上層應(yīng)用的設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供幫助。

第四層是數(shù)據(jù)支持層。數(shù)據(jù)支持層提供理論線損計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ图熬W(wǎng)絡(luò)接線結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等，以及統(tǒng)計(jì)線損的數(shù)據(jù)。

第五層是功能應(yīng)用層。該層是本系統(tǒng)的主體，利用數(shù)據(jù)支持層提供的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)訪問接口，獲取需要的信息可通過C/S模式得到，在線進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算出的信息存儲在線損數(shù)據(jù)庫中以供分析和查詢。

第六層是用戶接口層。用戶接口層事實(shí)上是功能應(yīng)用層計(jì)算結(jié)果的展現(xiàn)。采用可視化技術(shù)，把計(jì)算數(shù)據(jù)直觀展示給用戶，使用戶對電網(wǎng)的損耗情況有一個(gè)及時(shí)、直觀、清晰的了解。此外，通過離線計(jì)算分析模塊，用戶可進(jìn)行模擬仿真計(jì)算，對電網(wǎng)的損耗情況進(jìn)一步分析，獲得對電網(wǎng)線損更加深入的認(rèn)識。

系統(tǒng)以在線計(jì)算模式為主，但同時(shí)提供離線分析模式，可隨時(shí)截取實(shí)時(shí)斷面或加載歷史斷面進(jìn)行研究。離線分析利用實(shí)際電網(wǎng)模型，截取實(shí)時(shí)斷面或加載歷史斷面，并進(jìn)行調(diào)整實(shí)現(xiàn)對研究場景的設(shè)定，分析在設(shè)定場景下的電線損耗情況?？梢暬€損分析系統(tǒng)依賴于在線計(jì)算模塊提供的歷史數(shù)據(jù)，通過各種手段展示直觀的可視化圖表。

4結(jié)語

本文主要探索了配電網(wǎng)理論線損計(jì)算分析工作方法，利用自動(dòng)化裝置傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的線損計(jì)算，可以幫助并指導(dǎo)電網(wǎng)，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

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（作者單位：國網(wǎng)遼寧省電力有限公司鐵嶺供電公司）