同期線損分線損耗異常辨識方法研究

張雨若，劉凱迪，孟思潔

（南京工程學(xué)院 電力工程學(xué)院，江蘇 南京 211167）

線損率是一種用于判斷電力公司總體經(jīng)濟(jì)效益的指標(biāo)，它既可以衡量電力系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用狀態(tài)，也可以衡量供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會效益。文獻(xiàn)[1]提出10 kV線損分線分層統(tǒng)計(jì)模型設(shè)計(jì)，雖然該模型線損考核趨于精細(xì)，但不易排查到引起線損異常的原因。文獻(xiàn)[2]提出基于多系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息交互的10 kV分線線損分析，雖然能夠快速定位，但是需各系統(tǒng)緊密結(jié)合。文獻(xiàn)[3]提出一種基于負(fù)載曲線的新技術(shù)線損計(jì)算方法，對電網(wǎng)數(shù)據(jù)重新排列，計(jì)算更加可靠。文獻(xiàn)[4]提出一種基于計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的10 kV分線線損異常自動(dòng)排查模型，提高了電網(wǎng)線損管理的準(zhǔn)確性、高效率性。本文針對10 kV分線同期線損率的不同異常情況，提出了清晰有效的線損異常分析步驟，能夠?qū)Ξ惓６藬?shù)據(jù)地址快速精準(zhǔn)定位。通過人工審核及時(shí)處理，對線損率異常線路進(jìn)行整改，使線損率達(dá)到正常范圍[5-6]。

1 線損計(jì)算原理

1.1 理論損耗計(jì)算

理論損耗又被稱為技術(shù)損耗，通過計(jì)算設(shè)備提供的數(shù)值和電力實(shí)際運(yùn)行狀況計(jì)算得出：

理論線損率=理論線損電量/供電量。

根據(jù)DL/T 686—2018《電力網(wǎng)電能損耗計(jì)算導(dǎo)則》，可以精確計(jì)算出線路線損的損耗情況。其中，0.4 kV低壓配電網(wǎng)通常采用基于實(shí)測線損的臺區(qū)損失率法，而10 kV高壓配電網(wǎng)則采用均方根電流法。

1.2 10 kV分線同期線損

國家電網(wǎng)以月為單位對電力公司進(jìn)行估算，月供電量和售電量均采用計(jì)量表計(jì)量，而月同期線損率為月供電量與售電量的差值與月供電量的百分比：

式中，Wm為月供電量和售電量，Dc為月末計(jì)量表的表底值，Ds為月初計(jì)量表的表底值，K為計(jì)量倍率，ηst為月同期線損率，Wi為月同期供電量，W0為月同期售電量。從上式可知，Wm采用月末減月初的形式，這樣避免計(jì)量表的日計(jì)量誤差或采集誤差，使得計(jì)算結(jié)果更符合實(shí)際情況。

2 建立10 kV分線線損異常自動(dòng)排查模型

10 kV分線線損異常自動(dòng)排查模型如圖1所示。

圖1 10 kV分線線損異常自動(dòng)排查模型

步驟一：判斷終端是否在線。

當(dāng)線路出線口通信中斷時(shí)，系統(tǒng)無法精準(zhǔn)檢索供電量，所以其對應(yīng)的線損率也不能計(jì)算。當(dāng)線路負(fù)載端的通信中斷時(shí)，該系統(tǒng)會誤算售電量，最終導(dǎo)致計(jì)算得到的線損率比實(shí)際值大。

通過上述分析，對終端的各種不同在線情況進(jìn)行分析與處理，具體情況如下。

在計(jì)量自動(dòng)化的情況下，如果某一線路的計(jì)算線損值不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則需要啟動(dòng)終端。計(jì)量系統(tǒng)會檢測某一指定線路的所有連接的終端。如果系統(tǒng)檢測到某一路段上所有終端的通信狀態(tài)都正常時(shí)，則表示所有的終端都處于在線狀態(tài)，可以結(jié)束現(xiàn)有分析，并繼續(xù)分析。

步驟二：數(shù)據(jù)完整性分析。

當(dāng)終端采集數(shù)據(jù)時(shí)可能會導(dǎo)致線損異常情況發(fā)生，因?yàn)橄到y(tǒng)在日常運(yùn)行過程中始終保持終端在線，所以對故障難以識別。在測量設(shè)備無法獲取數(shù)值的情況下，該系統(tǒng)便無法對線損值進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)闇y量系統(tǒng)會自動(dòng)賦值為0。如果負(fù)載端或測量端數(shù)據(jù)配置失敗，在終端測量時(shí)會測0，經(jīng)過線損計(jì)算，導(dǎo)致計(jì)算得到的線損值偏大。

結(jié)合上述分析，可以分析和處理終端的數(shù)據(jù)完整性，具體如下。

如果此時(shí)線損值不在預(yù)定的范圍內(nèi)，則對終端進(jìn)行分析，分析完成后如果線損異常情況未恢復(fù)，再繼續(xù)分析。自動(dòng)測量系統(tǒng)會檢查線路上所有相關(guān)終端數(shù)據(jù)的完整性，自動(dòng)完成終端數(shù)據(jù)完整性分析，并開始進(jìn)行其余類型的線損分析。若系統(tǒng)檢測出該線路上有一個(gè)或多個(gè)終端連接失敗，則立即對終端電源數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充采集。

步驟三：檔案異常情況分析。

對于路段異常由終端檔案產(chǎn)生的情況，其可能是在數(shù)值方面產(chǎn)生異常，或是增加了新的電力負(fù)載設(shè)備。因此，為了確定終端文件中是否有錯(cuò)誤，需要檢查檔案中最近的所有更改，以及使用以前檔案中的數(shù)據(jù)自動(dòng)重新評估線損，并加以驗(yàn)證。利用以前的終端檔案數(shù)據(jù)重新評估線損值，如果重新評估數(shù)值返回正常范圍，發(fā)現(xiàn)異常原因是終端存檔錯(cuò)誤，系統(tǒng)自動(dòng)將分析結(jié)果發(fā)送給人事部門進(jìn)行核實(shí)確認(rèn)。如果線路沒有重新評估，繼續(xù)分析。

步驟四：終端計(jì)量故障分析。

終端測量的常見問題主要與電壓損失、電流損失和設(shè)備本身編程有關(guān)。流量損失可能是由用戶的空載、竊電或測量裝置故障引起的，只有借助同一時(shí)期的某戶測量裝置與歷史測量值相比對，才能得出可能出現(xiàn)流量損失問題的結(jié)論。

綜合上述分析，可以羅列出在終端故障分析和處理，具體如下。

在經(jīng)過上述兩類的線損檢測后，如果其線損值不在預(yù)設(shè)的正常范圍內(nèi)，就會采用終端故障分析。如果測得端電壓值不在正常范圍內(nèi)時(shí)，則繼續(xù)進(jìn)行比較；反之，則結(jié)束分析。

步驟五：系統(tǒng)運(yùn)行方式情況分析。

系統(tǒng)工作方式的改變而引起的異常線損，可能是電源的變化、導(dǎo)電線路的變化等原因?qū)е碌腉IS配電系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)無法協(xié)調(diào)。系統(tǒng)會自動(dòng)將線路損壞的結(jié)果以檔案的形式發(fā)送給操作員，進(jìn)行人工核查確認(rèn)，檢查系統(tǒng)的自動(dòng)判斷結(jié)果是否正確，并確保終端沒有打開。一旦解決終端不在線問題，工作人員就可以在線完成終端分析，并上傳檔案。

3 實(shí)驗(yàn)論證

2021年7月10至15日期間，某高校校區(qū)宿舍樓線路線損波動(dòng)較大，如圖2所示，可能出現(xiàn)線路損耗異常情況。通過自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)計(jì)量得到幾日線損數(shù)據(jù)，此時(shí)線損波動(dòng)范圍在2%-4%。已超出正常線損波動(dòng)范圍（0%～3%）因此系統(tǒng)可啟動(dòng)10 kV分線線損異常自動(dòng)排查模型。

圖2 某高校宿舍樓線路每日有功電量及線損率

確認(rèn)終端在線后對數(shù)據(jù)完整性情況進(jìn)行分析，此時(shí)系統(tǒng)可以檢測到宿舍樓內(nèi)所有相關(guān)終端的通信狀態(tài)和檔案信息。經(jīng)計(jì)算驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，該6個(gè)終端通信正常且所有終端無異常情況發(fā)生，所有需進(jìn)一步對終端數(shù)據(jù)進(jìn)行分析見表1。

表1 某高校宿舍樓線路線損計(jì)算值

因?yàn)槊刻斓木€損可以在系統(tǒng)文件更新后的第二天計(jì)算，所以需檢索出7月10日至15日該線路上所有相關(guān)終端的檔案信息變更記錄。見表1，通過比對，在這6天內(nèi)該線路所有關(guān)聯(lián)終端檔案未發(fā)生變更，因此需要繼續(xù)進(jìn)行終端計(jì)量故障分析。首先對該線路上所有關(guān)聯(lián)終端電壓進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，發(fā)現(xiàn)電壓值雖在正常范圍內(nèi)，但波動(dòng)較大，初步判定該終端電壓正常并繼續(xù)比較其他終端數(shù)據(jù)。

經(jīng)理論電壓值重新計(jì)算線損，發(fā)現(xiàn)新線損值已全部降至3%以下，如圖3所示。通過對終端數(shù)據(jù)的比較還原發(fā)現(xiàn)，該次線損異常的原因可能為系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變造成。根據(jù)流程將初步分析結(jié)果發(fā)送給工作人員進(jìn)行人工審核和處理，以確保此數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排查模型的可行性。

圖3 某高校宿舍樓還原線損電量

4 結(jié)束語

本文通過對線損異常情況進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析，提取系統(tǒng)自動(dòng)識別的表征，通過對終端是否在線、終端數(shù)據(jù)采集故障、終端檔案信息異常等易導(dǎo)致線損異常的原因進(jìn)行逐步分析，最終成功構(gòu)建出10 kV分線線損異常自動(dòng)排查模型。通過實(shí)際計(jì)算和分析，驗(yàn)證了此異常自動(dòng)排除模型的可行性與實(shí)用性。