配電臺(tái)區(qū)線損率異常自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

胡程平　陳婧　胡劍地　施煒煒

摘 要：線損代表配電臺(tái)區(qū)在配電過程中產(chǎn)生的電能損耗，線損率的大小直接關(guān)系到電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)的實(shí)際效益。合理的降低線損率，減少線損率異常情況不僅能提升經(jīng)濟(jì)效益，還能增強(qiáng)企業(yè)自身競(jìng)爭(zhēng)力。針對(duì)此種情況，基于ASP設(shè)計(jì)出了一套可以自動(dòng)檢測(cè)線損率異常的系統(tǒng)，它可以精準(zhǔn)檢測(cè)出造成配電臺(tái)區(qū)線損率異常的原因，為工作人員提供判斷依據(jù)，實(shí)現(xiàn)線損精益化管理。

關(guān)鍵詞：配電臺(tái)區(qū);線損異常;自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng);處理方法

中圖分類號(hào)：TM744 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2022）05-0188-05

Design of automatic detection system for abnormal line loss rate in distribution station area

Abstract： Line loss represents the power loss generated in the distribution process in the distribution station area. The size of the line loss rate is directly related to the actual benefits of the power grid operating enterprise. Reasonably reducing the line loss rate and reducing the abnormalities of the line loss rate can not only improve economic efficiency，but also enhance the competitiveness of the enterprise itself. In response to this situation，based on ASP，designed a system that can automatically detect abnormal line loss rates，which can accurately detect the causes of abnormal line loss rates in the distribution station area，provide a basis for judgment for the staff，and achieve lean line loss management.

Key words：? distribution station area;abnormal line loss;automatic detection system;processing method

電力能源被廣泛應(yīng)用于我們?nèi)粘５纳a(chǎn)、生活之中，與此同時(shí)，配電臺(tái)區(qū)在進(jìn)行供電時(shí)，難免會(huì)出現(xiàn)線損現(xiàn)象。線損指標(biāo)也是用來衡量電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)自身實(shí)力的重要指標(biāo)之一。因此如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)線損異常、降低線損數(shù)值是當(dāng)前電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)的主要研究目標(biāo)。目前較常應(yīng)用的線損異常檢測(cè)方法有：現(xiàn)場(chǎng)勘查、技術(shù)判斷等，檢測(cè)準(zhǔn)確率和效率都不高，無法實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、系統(tǒng)化的自動(dòng)檢測(cè)。本文從這一現(xiàn)狀出發(fā)，提出了應(yīng)用ASP創(chuàng)建新型線損率異常自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)想，利用先進(jìn)技術(shù)，從信息管理功能、線損率異常統(tǒng)計(jì)功能等多個(gè)層面入手，設(shè)計(jì)性能更為完善的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，并對(duì)其進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，證明該系統(tǒng)具備可應(yīng)用性。

1 配電臺(tái)區(qū)線損率異常分析

在供電過程中，發(fā)生線損是正常情況，如果線損值超過閾值，我們則認(rèn)為其存在異常情況。在實(shí)際運(yùn)行中，引發(fā)線損的情況很多，但部分是可控的[1]。以下對(duì)造成線損的因素進(jìn)行了深入的研究，在發(fā)生線損率異常時(shí)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取應(yīng)對(duì)措施，提升降損效果。

1.1 造成線損的主要因素

（1）電量失真。抄表數(shù)據(jù)傳遞不準(zhǔn)確、計(jì)量裝置統(tǒng)計(jì)性差、臨時(shí)用電管理力度不足、偷電等都是造成電量失真的因素;

（2）供售端抄表不同步。造成這一情況的主要原因有：相較于供電端，售電端需要抄錄的電表數(shù)量多、所需時(shí)間長。其次為了可以更加及時(shí)的催繳電費(fèi)，電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)通常會(huì)將售電端的抄錄時(shí)間安排的比供電端早。節(jié)假日休息、抄表人員工作態(tài)度不積極等也是影響供售端抄表不同步的因素;

（3）電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。隨著用電量的激增，電網(wǎng)需要不斷的升級(jí)來滿足用戶的使用需求，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化會(huì)造成大幅度的線損波動(dòng);

（4）外部因素。主要包括系統(tǒng)電壓、負(fù)荷率的變化。技術(shù)、管理原因是引發(fā)線損率異常的兩種主要因素[2]。技術(shù)原因，當(dāng)電網(wǎng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不合理或運(yùn)行狀態(tài)較差時(shí)，會(huì)引發(fā)較大的線損波動(dòng)。管理原因，抄表人員記錄錯(cuò)誤、計(jì)量設(shè)備性能不足都會(huì)造成線損率異常。

1.2 線損率異常處理

各區(qū)域供電所需要定期對(duì)線損率進(jìn)行記錄和分析，及時(shí)的記錄和分析可以精準(zhǔn)的掌握線損率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)何種情況下會(huì)出現(xiàn)線損率異常。精準(zhǔn)定位原因，對(duì)供售電量進(jìn)行修正，若修正后，線損率與閾值還是存在差距，則需要再次修正。其處理方式如表1所示。

2 系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)概述

2.1 ASP.NET MVC介紹

ASP.NET MVC可以同時(shí)完成多項(xiàng)數(shù)據(jù)的綁定及加載，擁有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。

（1）測(cè)試簡(jiǎn)單快捷，Mock對(duì)象無須在ASP.NET中進(jìn)行Controller，可直接測(cè)試內(nèi)部組件，大幅度縮短測(cè)試時(shí)間;

（2）自帶視圖引擎，MVC框架中自帶視圖引擎，在應(yīng)用移植和定制功能時(shí)更加方便;

（3）可重建URL，根據(jù)實(shí)際使用情況，可以創(chuàng)建更易理解、使用的URL，重寫后的URL與搜索引擎之間的鍥合度更高，在搜索時(shí)不輸入文件擴(kuò)展名也能得到準(zhǔn)確的搜索結(jié)果[3]。

MVC可以將Health monitoring、Session、Profile。Provider architecture等特性融入框架之中，對(duì)ASP.NET提供全面支持。

2.2 B/S模式介紹

Browser/Server結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，于系統(tǒng)中增設(shè)該模式后，用戶可以直接通過瀏覽器訪問系統(tǒng)，無須下載客戶端。B/S負(fù)責(zé)接收HTTP請(qǐng)求，是Web服務(wù)器的重要構(gòu)成。B/S在接收請(qǐng)求后，將其轉(zhuǎn)換成適用于全部頁面的描述語言，再將其返送至HTTP，方便用戶進(jìn)行瀏覽。運(yùn)用B/S模式后，可直接部署所需要的軟件，用戶瀏覽時(shí)更方便快捷還可降低維護(hù)難度，數(shù)據(jù)得以系統(tǒng)保存，還可通過Excel或Word的形式打印出來。本文提到的線損率異常自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)所應(yīng)用的B/S結(jié)構(gòu)分為3層，分別為表示層、領(lǐng)域?qū)雍蛿?shù)據(jù)訪問層。3層結(jié)構(gòu)的B/S具備新層次可以直接替代原有層次、3層的邏輯可以相互通用、方便標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點(diǎn)[4]。但也相應(yīng)的存在缺點(diǎn)，用戶訪問數(shù)據(jù)庫時(shí)必須通過中間層，操作時(shí)間變長，影響系統(tǒng)性能。

3 配電臺(tái)區(qū)線損率異常自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的具體 設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)原則

在設(shè)計(jì)線損率異常自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)時(shí)，要將配電臺(tái)區(qū)的實(shí)際運(yùn)作情況考慮進(jìn)去，以減少投入成本、提升檢測(cè)效率為目的進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)遵循以下原則：

（1）易用性原則。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，要從使用者的實(shí)際需要出發(fā)，將操作便捷性放在首位，為客戶設(shè)計(jì)功能全面且具備欣賞性的瀏覽界面，方便用戶使用;

（2）可靠性原則。在設(shè)計(jì)線損率異常自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格把控?cái)?shù)據(jù)資源共享范圍，確保系統(tǒng)在平穩(wěn)、可靠的環(huán)境中運(yùn)行，并確保各子系統(tǒng)之間有機(jī)連接，數(shù)據(jù)可以相互流通;

（3）易維護(hù)性。該系統(tǒng)面對(duì)的客戶均為電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)的工作人員，并非專業(yè)技術(shù)人員，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循易維護(hù)性，出現(xiàn)故障時(shí)方便維護(hù)[5];

（4）開放性。在實(shí)際使用過程中，用戶的使用需求會(huì)不斷增加，因此在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)接口，方便后期進(jìn)行功能擴(kuò)充。

3.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

本文提到的線損率異常自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)由5個(gè)子模塊構(gòu)成，具體情況如圖1所示。

3.2.1 基礎(chǔ)信息管理模塊

系統(tǒng)中設(shè)計(jì)基礎(chǔ)信息管理模塊，可以對(duì)配電臺(tái)區(qū)的供電所、變電站、輸電線路的各項(xiàng)資料進(jìn)行綜合管理，并通過創(chuàng)建拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方式完成對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)[6]。并于輸電線路上搭設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)并記錄?；A(chǔ)信息管理模塊又分為3個(gè)子模塊。

（1）變電站編輯。在基礎(chǔ)信息管理模塊中，變電站編輯模塊是十分重要的構(gòu)成。在電網(wǎng)飛速發(fā)展背景下，變電站的建設(shè)速度也有了大幅度的提升，我國各地區(qū)每年都有數(shù)量眾多的變電站投入使用，也有眾多變電站面臨淘汰，需要利用變電站編輯模塊對(duì)信息進(jìn)行管理，方便調(diào)取和使用;

（2）臺(tái)區(qū)編輯。在電力經(jīng)營企業(yè)中，輸電線路以臺(tái)區(qū)劃分。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，內(nèi)部計(jì)量點(diǎn)也經(jīng)常發(fā)生變化，這就需要利用臺(tái)區(qū)編輯模塊對(duì)資料進(jìn)行更新和完善[7]。

（3）線路編輯模塊主要負(fù)責(zé)管理輸電線路信息，提升信息時(shí)效性，確保信息與實(shí)際情況一致。

3.3.2 考核單元管理模塊

以電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為定義依據(jù)，分別對(duì)供電單位、線路劃分，根據(jù)供電線路的實(shí)際線損對(duì)線損率進(jìn)行考核，將考核單元進(jìn)行充分組合，從多維度進(jìn)行開合，分為3個(gè)子模塊。

（1）基礎(chǔ)考核單元維護(hù)模塊。對(duì)線損率異常自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中的供電線路進(jìn)行查詢，將需要定義的基本單元?jiǎng)澐殖鰜?，并?duì)進(jìn)出信息進(jìn)行維護(hù);

（2）組合考核單元定義模塊。若基本單元無法獨(dú)立的被劃分出來，那么可以將其與其他單元組合起來，對(duì)整體運(yùn)行情況進(jìn)行考核;

（3）考核指標(biāo)設(shè)定模塊。其設(shè)定流程如圖2所示。

3.3.3 考核電量管理功能模塊

該模塊可以完成線損率異常自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)輸電線路負(fù)荷情況的管理，可以準(zhǔn)確的掌握供售電量情況，該模塊內(nèi)含3個(gè)子模塊。

（1）電量獲取模塊。在系統(tǒng)中布置采集裝置，對(duì)配電臺(tái)區(qū)的用電、線損數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和計(jì)算，確保數(shù)據(jù)時(shí)效性，以此完成電量獲取;

（2）供售電量調(diào)整模塊。日常的生活、生產(chǎn)都離不開電力資源，配電臺(tái)區(qū)需要不斷的調(diào)整自身運(yùn)行方式來貼合電力用戶的使用需求，運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)變自然而然會(huì)造成負(fù)荷發(fā)生變化[8]。該模塊能將負(fù)荷變化情況準(zhǔn)確的記錄下來，為計(jì)算供售電量調(diào)整數(shù)值提供參考依據(jù);

（3）考核單元電量計(jì)算模塊。在應(yīng)用該模塊時(shí)，需要先行確認(rèn)編輯信息再將其輸入，系統(tǒng)后臺(tái)會(huì)自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，并判斷當(dāng)前數(shù)值是否存在問題;之后系統(tǒng)會(huì)將這一數(shù)值存入數(shù)據(jù)庫，完成信息替換。

3.3.4 線損統(tǒng)計(jì)功能模塊

對(duì)不同種類、時(shí)間的線損進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其模塊結(jié)構(gòu)如圖3所示。

在線損率異常自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中，對(duì)各種線損數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)?？梢园磫挝弧⒐╇娋€路、電壓等級(jí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，也可以按年度、季度、月度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將真實(shí)線損率與既定閾值進(jìn)行比較，判斷其是否存在異常情況。運(yùn)行該模塊時(shí)，需要確保輸入條件合法，若輸入非法字符，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給出錯(cuò)誤提示;若字符合法，才會(huì)開展統(tǒng)計(jì)工作。

3.3.5 線損率異常功能模塊

將先前子模塊得到的線損統(tǒng)計(jì)結(jié)果與既定線損值進(jìn)行比較，計(jì)算出結(jié)果，將與閾值偏差較大的供電線路、配電臺(tái)區(qū)的線損行為判定為異常，對(duì)線損率異常區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)找出導(dǎo)致線損異常的原因并加以解決[9]。

4 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與實(shí)現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境和計(jì)劃

配電臺(tái)區(qū)線損率異常自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境如表2所示;測(cè)試計(jì)劃如表3所示。

4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

系統(tǒng)功效方面，該線損率異常自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可以快速的發(fā)現(xiàn)線損率異常波段，掌握造成線損率異常的原因，及時(shí)做出響應(yīng)，減少線損率異常發(fā)生率。系統(tǒng)性能測(cè)試方面，該自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)由5個(gè)功能模塊構(gòu)成，各系統(tǒng)模塊即可獨(dú)立運(yùn)行，也可共同協(xié)作;軟件、硬件運(yùn)行情況都相對(duì)平穩(wěn)，可以良好的應(yīng)對(duì)用戶的使用需求[10]。系統(tǒng)安全性方面，系統(tǒng)對(duì)信息的共享界限有著嚴(yán)格的界定，機(jī)密性、完整性都有所保障。私密性信息只供管理員查詢和使用，防止因職能劃分不清影響系統(tǒng)運(yùn)行。

5 結(jié)語

在進(jìn)行配電臺(tái)區(qū)線損率異常自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，著重梳理了因其線損率異常的原因，并將B/S結(jié)構(gòu)和ASP.NET MVC技術(shù)應(yīng)用其中，創(chuàng)建了功能模塊豐富全面的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，擁有線損率異常檢測(cè)、線損信息統(tǒng)計(jì)、考核電量管理、考核單元管理等多種功能。并通過反復(fù)的實(shí)際測(cè)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、安全性、功效性進(jìn)行了測(cè)試，證明該系統(tǒng)擁有較強(qiáng)的應(yīng)用性，可以滿足用戶的使用需求，能幫助電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)的工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)線損率異常情況，并精準(zhǔn)確定異常原因，及時(shí)做出解決，提升供電效率，減少電量耗損。

【參考文獻(xiàn)】

[1]冉懿，劉曉健，董亮，等.電量信息采集設(shè)備線損故障自動(dòng)檢測(cè)方法研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2019（12）：162-165.

[2]李麗.電力營銷線損精益化管理的有效措施[J].農(nóng)村科學(xué)實(shí)驗(yàn)，2018（4）：114.

[3]管順剛，孔曉利，任俠，等.同期日線損異常預(yù)判配電線路隱患及處置技術(shù)[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2020（29）：170-171.

[4]何偉民，孫一迪，姜捷，等.基于RNN的低壓變壓器區(qū)域日線損率基準(zhǔn)測(cè)試[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2020（9）：58-64，68.

[5]史琳.基于線損分析的配變終端異常管控[J].電子測(cè)試，2020（19）：112-113，74.

[6]劉應(yīng)華.配網(wǎng)同期線損推進(jìn)過程中存在的問題及解決措施[J].農(nóng)村電氣化，2020（9）：75-76.

[7]楊李星.10 kV配電網(wǎng)線損異常的原因及降損措施[J].電力設(shè)備管理，2020（7）：47-48，51.

[8]高志宏，馬曉久，張輝.基于電采信息系統(tǒng)的變壓器臺(tái)區(qū)線損成因分析[J].價(jià)值工程，2020（20）：214-216.

[9]赫新培，耿振.同期線損系統(tǒng)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].安徽電力，2020（2）：37-38，42.

[10]孫宏.電力配電網(wǎng)線損的降損技術(shù)研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2020（16）：34-35.

收稿日期：2021-03-03;修回日期：2022-04-22

作者簡(jiǎn)介：胡程平（1986-），男，碩士，工程師，研究方向：電網(wǎng)節(jié)能降損。