引言

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,人均用電量日益增加,為了滿足人們的日常用電需求,配電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜,電能耗損也在同步增長。配電網(wǎng)線損率是供電企業(yè)的一項(xiàng)重要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo),對(duì)供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有直接影響。為了迎合市場(chǎng)需求,促進(jìn)供電企業(yè)自身發(fā)展,急需降低線損率,節(jié)約能源,優(yōu)化電力網(wǎng)絡(luò),保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。由于配電網(wǎng)絡(luò)線路較多且頗為復(fù)雜,基本以輻射型電網(wǎng)為主,線損率統(tǒng)計(jì)所涉及的數(shù)據(jù)較多,工作量大,需要采用自動(dòng)化設(shè)施完成數(shù)據(jù)采集及后續(xù)的電量與線損計(jì)算工作,避免人為因素所造成的失誤,提高統(tǒng)計(jì)及分析效率。由于目前電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)荷較大,導(dǎo)致線損率居高不下,為此需要結(jié)合實(shí)際情況,分析存在的問題,并以此為出發(fā)點(diǎn),優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu),減少電能損耗,達(dá)到降低企業(yè)成本,提高運(yùn)行效益的目的。

1線損率波動(dòng)的原因分析

電網(wǎng)運(yùn)行過程中,電力傳輸設(shè)備大多屬于導(dǎo)體,不可避免地對(duì)電流流動(dòng)產(chǎn)生阻力。而電能在傳輸過程中需要克服電阻,產(chǎn)生電能消耗,造成線損率波動(dòng)。

在電力系統(tǒng)中,其采集電量所用的計(jì)量裝置無法保證百分百的準(zhǔn)確性,存在一定誤差,從而導(dǎo)致用戶用電量統(tǒng)計(jì)存在偏差,影響電費(fèi)計(jì)算,并增加了電能損耗:電力系統(tǒng)互感器若是變比過大,將導(dǎo)致二次側(cè)電流過小,影響電能表準(zhǔn)確計(jì)數(shù),造成線損率波動(dòng)。負(fù)荷電流流經(jīng)變壓器以及線路時(shí),負(fù)荷功率因數(shù)小于1時(shí),線路中的電阻損耗將按照(1/功率因數(shù)）2的比例升高,鐵芯損耗也要增大,使線損率波動(dòng)幅度過大。配電網(wǎng)中的負(fù)荷分布不均勻時(shí),將直接導(dǎo)致導(dǎo)線的長度增長,增加電能耗損:當(dāng)線路截面積過小時(shí),該線路的等效電阻將會(huì)變大,其線路產(chǎn)生的電能損耗隨之增大。

除了上述電網(wǎng)運(yùn)行過程中的設(shè)備本身及技術(shù)線損導(dǎo)致線損率波動(dòng)外,更多的是管理因素造成線損率波動(dòng)。

(1）受傳統(tǒng)抄表手段限制,供、售電量不能同步發(fā)行,導(dǎo)致線損率月度間劇烈波動(dòng)。

(2）智能表采集過程中,存在采集數(shù)據(jù)缺失或者數(shù)據(jù)異常問題。目前供電量和售電量的讀取通常依靠自動(dòng)抄表系統(tǒng)的數(shù)值計(jì)算,其供電量采集主要依靠廠站管理終端進(jìn)行采集,且一般采用專網(wǎng)采集,計(jì)算誤差極小,而對(duì)于售電量的統(tǒng)計(jì),大多依靠公網(wǎng)進(jìn)行采集并傳輸至電網(wǎng)采集系統(tǒng)中,由于采集網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜和設(shè)備連通不一致,造成采集數(shù)據(jù)存在缺失,影響售電量的統(tǒng)計(jì),造成所統(tǒng)計(jì)的售電量與本月實(shí)際售電量間存在較大差異。

(3）在營配貫通過程中,配電網(wǎng)體量龐大,網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)綜復(fù)雜,供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整等情況,導(dǎo)致營配貫通中配線下所掛公專變檔案缺失或難以統(tǒng)計(jì),造成公專變掛接關(guān)系與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際不一致,影響配線售電量的統(tǒng)計(jì)。如果采集建設(shè)過程中存在應(yīng)計(jì)配線供、售電量不準(zhǔn)確,在供電量與實(shí)際電量相同的情況下,售電量存在異常多計(jì)或少計(jì):在售電量與實(shí)際電量相同的情況下,供電量存在異常多計(jì)或者少計(jì),均會(huì)引起線損電量異常,使線損率出現(xiàn)波動(dòng)。在營配貫通過程中存在應(yīng)計(jì)配線售電量不準(zhǔn)確,在供電量與實(shí)際電量相同的情況下,售電量存在異常多計(jì)或少計(jì),引起線損電量異常,使線損率出現(xiàn)波動(dòng)。

(4）在實(shí)際設(shè)備維護(hù)過程中,部分電路老化破損,但由于人員疏忽,沒有及時(shí)維修處理,使被損壞電路持續(xù)漏電,導(dǎo)致產(chǎn)生新的線損率波動(dòng)。

(5）由于電力生產(chǎn)技術(shù)水平發(fā)展存在局限性,一方面前期部分老舊設(shè)備存在竊電漏洞,不法分子利用設(shè)備漏洞偷電:另一方面現(xiàn)代技術(shù)水平的發(fā)展,不法分子利用高科技手段偷電,在反竊電工作以及營業(yè)普查方面不加以預(yù)防,也將導(dǎo)致線損率大幅波動(dòng)。

由上述分析可知,有諸多因素使日、月度線損率產(chǎn)生波動(dòng),可將這些因素劃分為技術(shù)因素與管理因素兩類,其中電網(wǎng)設(shè)備體現(xiàn)的線損為技術(shù)線損,而與管理水平有直接關(guān)系的線損稱為管理線損。在電網(wǎng)中,供售電量不同期、采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量、營配貫通質(zhì)量、用戶用電行為,是導(dǎo)致線損率波動(dòng)的重要因素。

2線損率波動(dòng)實(shí)用化改進(jìn)方法

由上述分析可知,線損率波動(dòng)主要與供售電量不同期、采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量、營配貫通質(zhì)量、用戶用電行為密切相關(guān)。

2014年以前,供電企業(yè)受傳統(tǒng)抄表手段限制,供電量能夠?qū)崿F(xiàn)月初1號(hào)全量采集,但是售電量按照分類定期輪抄模式進(jìn)行統(tǒng)計(jì),因用戶數(shù)量較大,無法實(shí)現(xiàn)月初1日全量采集,導(dǎo)致供售電量不同期,線損率波動(dòng)呈現(xiàn)為"大月大、小月小"。近些年,供電企業(yè)已實(shí)現(xiàn)智能電表采集全覆蓋,供電企業(yè)電能量采集系統(tǒng)和用電信息采集系統(tǒng)均已建設(shè)完成,為實(shí)現(xiàn)配線供售電量同期創(chuàng)造了良好條件。

為此,需要建立線損率異常的多級(jí)管理,避免上下推諉現(xiàn)象的發(fā)生,形成線損率異常處理機(jī)制,明確責(zé)任,確保配線線損率異常能夠及時(shí)得到處理。重點(diǎn)加強(qiáng)采集運(yùn)維管理,科學(xué)合理地制定采集策略、采集時(shí)間,避免由于采集缺失或誤差所引起的線損率波動(dòng)。同時(shí),利用現(xiàn)代化的科技手段,完善營配貫通管理模式,提升管理人員素質(zhì),提高現(xiàn)場(chǎng)施工人員水平,使配線所掛公專變檔案完善、準(zhǔn)確,避免因線變檔案不準(zhǔn)確而引起當(dāng)日、當(dāng)月線損率波動(dòng)現(xiàn)象。例如,采用停送電方式,確認(rèn)公專變與配線關(guān)系,得到公專變與配線的邏輯關(guān)系,準(zhǔn)確構(gòu)建配線拓?fù)潢P(guān)系:利用線路變壓器關(guān)系識(shí)別裝置,識(shí)別公專變與配線關(guān)系,完善拓?fù)鋽?shù)據(jù),提升營配貫通質(zhì)量:當(dāng)變電站的線路出現(xiàn)變更調(diào)整時(shí),及時(shí)跟蹤營配調(diào)整,將其從信息化系統(tǒng)上及時(shí)改接。

3實(shí)驗(yàn)論證分析

為驗(yàn)證上述所提出的線損波動(dòng)實(shí)用化改進(jìn)方法的有效性,在研究配電網(wǎng)理論線損計(jì)算原理及基本方法的基礎(chǔ)上,以配網(wǎng)理論值檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)線損、同期線損波動(dòng)范圍是否正常,設(shè)計(jì)對(duì)照試驗(yàn),由于實(shí)際操作存在一定困難,其可操作性較低,因此該試驗(yàn)為仿真實(shí)驗(yàn)。采用MATLAB數(shù)值模擬計(jì)算軟件,完成實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的模擬計(jì)算及分析部分。

采用配電網(wǎng)絡(luò)理論線損計(jì)算模型,完成模擬計(jì)算,對(duì)理論線損結(jié)果進(jìn)行合理性分析,合理的數(shù)據(jù)列入模型庫,不合理的數(shù)據(jù)納入整改范圍進(jìn)行校驗(yàn),開展理論線損計(jì)算模型質(zhì)量整改工作。

將配線理論線損合理性數(shù)據(jù)與現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)線損數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。論證方式具體如下:

選取供電企業(yè)配線下所掛公專變1年內(nèi)未切改(即拓?fù)洳蛔?、供電關(guān)口及所掛公專變采集(即供售采集)1年完整且準(zhǔn)確的配線,同時(shí)每個(gè)月選取一個(gè)典型日進(jìn)行理論線損計(jì)算及每個(gè)月的統(tǒng)計(jì)線損計(jì)算,得出配線理論線損率合理值均大于0、小于5%,而統(tǒng)計(jì)線損率在2月出現(xiàn)負(fù)值,在3月、7月、12月大于10%,線損率出現(xiàn)明顯波動(dòng),其他月份相對(duì)平穩(wěn),即月度線損率呈現(xiàn)出"大月大、小月小"的波動(dòng)現(xiàn)象,圖1所示為現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)線損率與理論線損率關(guān)系。經(jīng)分析,線損率波動(dòng)的主要因素是配線供售電量不同期造成的,大月時(shí),供電量比售電量多統(tǒng)計(jì)1～3天,小月則反之。為了更好地驗(yàn)證是供售不同期造成線損率波動(dòng)較大的因素,將配線理論線損合理性數(shù)據(jù)與配線采用供售同期后的線損率進(jìn)行比較,圖2所示為同期線損率與理論線損率關(guān)系,發(fā)現(xiàn)供售同期后,同期線損率與理論線損率相差2%左右,波動(dòng)趨勢(shì)相同,波動(dòng)幅度明顯平緩。

上述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了配線供售電量不同期是造成線損率波動(dòng)的一個(gè)重要因素,下面再在進(jìn)一步研究配線供售電量同期的情況下,從采集數(shù)據(jù)質(zhì)量、營配貫通質(zhì)量、用戶用電行為3個(gè)方面進(jìn)行驗(yàn)證,將理論線損合理性數(shù)據(jù)與同期線損數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,論證方式具體如下:

開展理論線損和同期線損對(duì)比分析,其供電量主要依靠廠站管理終端采集,且一般采用專網(wǎng)進(jìn)行采集,計(jì)算誤差極小,配線供電量一般問題很少,影響線損率波動(dòng)很小。因此,下面重點(diǎn)研究配線售電量異常導(dǎo)致同期線損率波動(dòng)的因素,主要從以下幾個(gè)方面分析論證:

3.1配線下所掛公專變營配貫通因素造成線損率異常的論證

(1)對(duì)于公用變壓器的售電量,由于公用變壓器末端計(jì)量一般為直讀計(jì)量,可以從公變線損率上進(jìn)行分析,論證公變售電量是否異常。

(2)對(duì)于專變客戶的售電量,由于客戶電量大,使用情況復(fù)雜,需要建立一定的客戶售電量監(jiān)測(cè)庫,進(jìn)行多日、周、月售電量的統(tǒng)計(jì)周期與多日、周、月的供電量監(jiān)測(cè)曲線,在用戶檔案不明確的情況下,建立部分用戶異常用電狀態(tài)與線路線損率的比對(duì)波動(dòng)圖。

在用戶售電量與線損率關(guān)系1(圖3)中,用戶售電量1月、2月為0,線損率正常:3月、4月有電量,線損率為負(fù),論證用戶與線路關(guān)系存在異常,用戶售電量多計(jì)入,線變關(guān)系異常造成線損率波動(dòng)。

在用戶售電量與線損率關(guān)系2(圖4)中,用戶1月、2月售電量不為0,線損率正常:3月、4月電量為0,線損率屬于高損或高于理論線損值,在排除用戶竊電的情況下,論證用戶與線路關(guān)系存在異常,造成線損率波動(dòng)。

3.2用戶用電行為（用戶竊電）論證

在用戶售電量與線損率關(guān)系3(圖5)中,用戶1月、2月售電量不為0,線損率正常:3月、4月電量為0或是明顯小于前幾個(gè)月用電量平均值,線損率屬于高損或高于理論線損值,在排除線變關(guān)系與實(shí)際不一致的情況下,論證了用戶竊電造成線損率波動(dòng)。

3.3采集質(zhì)量論證

當(dāng)用戶電量缺失時(shí),采取電量模擬法,以上年同期或上月同期日電量進(jìn)行比較,模擬電量,論證線損率情況。在用戶售電量與線損率關(guān)系4(圖6）中,用戶1月、2月、3月、4月售電量與上年同期或上月同期日電量進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)偏低,線損率屬于高損或高于理論線損值,經(jīng)分析1月、2月、3月、4月部分用戶售電量為0是因采集一直失敗無法正常計(jì)算出售電量,因此在計(jì)算1月、2月、3月、4月售電量時(shí)根據(jù)電量模擬算法進(jìn)行補(bǔ)全,計(jì)算出的1月、2月、3月、4月線損率均恢復(fù)到合理值,在排除用戶竊電、營配貫通的情況下,論證了采集質(zhì)量造成線損率波動(dòng)。

由上述論證能夠得出,在現(xiàn)有線損管理水平上,配線供售電量不同期、采集數(shù)據(jù)質(zhì)量、營配貫通質(zhì)量、用戶用電行為是造成線損率波動(dòng)的主要因素。為此,提出上述實(shí)用化改進(jìn)方法后,降低了線損率波動(dòng),對(duì)于圖7模擬所得到的改進(jìn)后月度線損率變化平穩(wěn)的結(jié)果,能夠說明所提出的改進(jìn)方法有效,為增強(qiáng)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平提供了一定的幫助。

4結(jié)語

電網(wǎng)線損率波動(dòng)情況是衡量供電企業(yè)綜合管理水平的重要指標(biāo)之一,更是衡量企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的標(biāo)準(zhǔn)之一。為此,本文對(duì)線損率波動(dòng)的原因進(jìn)行了分析,研究了控制線損率波動(dòng)的實(shí)用化改進(jìn)方法,闡述了管理因素與技術(shù)因素對(duì)線損率波動(dòng)的影響,并針對(duì)該影響提出了相應(yīng)的改進(jìn)方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在應(yīng)用實(shí)用化改進(jìn)方法后,月度線損率波動(dòng)情況明顯趨于平穩(wěn)。