用電信息采集系統(tǒng)在四分線損統(tǒng)計分析中的應(yīng)用

國網(wǎng)河南省電力公司濟源供電公司 喬建設(shè)

1.引言

“十二五”規(guī)劃期間，我國電力建設(shè)進入蓬勃發(fā)展時期，分布式能源接入電網(wǎng)，電網(wǎng)管理實現(xiàn)智能化。線損是電能從發(fā)電廠配送到用戶過程中各個環(huán)節(jié)造成的損失，包括不可避免的技術(shù)損耗和計量誤差、透漏電等造成的管理損耗。線損率是衡量一個區(qū)域電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟性的重要指標，能指導(dǎo)電網(wǎng)的設(shè)計、規(guī)劃、生產(chǎn)和管理，如何才能有效的降低線損成為電力工作者的重點研究內(nèi)容[1-4]。線損四分管理即對配電網(wǎng)進行分壓、分臺區(qū)、分區(qū)、分線管理，如圖1所示。用電信息采集系統(tǒng)是利用先進的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)對電能進信息采集分析。

圖1 線損四分管理示意圖

基于國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，胡江溢等人基于用電信息采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，分析了其建設(shè)現(xiàn)狀并研究了通信技術(shù)、智能費控、安全保護等技術(shù)要點，對智能電網(wǎng)中采集系統(tǒng)的發(fā)展指明了方向[1]；朱彬若等基于時間屬性和物理屬性對采集系統(tǒng)主站數(shù)據(jù)進行研究，并對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，提高了系統(tǒng)的處理能力[2]；孫毅等提出了一種WSN非均勻分簇算法，對線路節(jié)點位置的能量進行分析，延長了網(wǎng)絡(luò)生存時間，負載平衡度良好[3]。本文建立了用電信息采集系統(tǒng)，并以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)線損的四分管理。首先對線損電量的組成分類、線損率、線損管理流程進行了闡述；隨后建立了用電信息采集系統(tǒng)模型，以某供電公司為研究對象，對比其理論線損量和統(tǒng)計線損量；最后給出了區(qū)域電網(wǎng)管理降損的措施。為今后電網(wǎng)線損四分統(tǒng)計工作提供了參考。

2.電網(wǎng)線損計量管理

線損是電能從發(fā)電廠配送到用戶過程中各個環(huán)節(jié)造成的損失，包括不可避免的可變損耗、固定損耗和管理損耗[4]。線損等于供電量減去售電量，固定損耗主要有變壓器鐵損、計量表線圈損耗、電暈損耗、介質(zhì)損耗等；可變損耗有導(dǎo)線損耗和變壓器銅損；管理損耗包括用戶竊電損失、計量表誤差、抄表誤差、漏電損耗等[4-5]。可變損耗和固定損耗成為理論線損，管理損耗為管理線損，理論線損和管理線損構(gòu)成統(tǒng)計線損[6]。

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，用電信息采集系統(tǒng)在線計算線損得到了廣泛應(yīng)用，本文計算線損主要基于均方根電流法，理論線損由式(1)獲得[7]：

表1 配電網(wǎng)線損計算結(jié)果

式中，L為電路支路個數(shù)；m為公變總數(shù)；Ii為第i個電路電流；Ip,i為第i個配變分得的均方根電流；Ie,i為第i個配變分得的空載電流；Pk,i為第i個配變的短路損耗；Pe,i為第i個配變的空載損耗。用電信息采集系統(tǒng)四分線損管理流程圖如圖2所示。

圖2 用電信息采集系統(tǒng)四分線損管理流程圖

圖3 采集系統(tǒng)主站系統(tǒng)框架圖

3.用電信息采集系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

信息采集系統(tǒng)由主站、網(wǎng)絡(luò)、終端三部分組成，實現(xiàn)對用電信息的采集、分析、處理、應(yīng)用等工作，其系統(tǒng)主站框架圖見圖3[6]。由圖3可知，采集系統(tǒng)主站采用J2EE架構(gòu)，具有認證、數(shù)據(jù)庫、采集、應(yīng)用、Web、接口等服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器最為重要，其采用雙機控制，數(shù)據(jù)時刻進行備份，保證系統(tǒng)的安全可靠性。

3.2 理論線損計算

利用用電信息采集系統(tǒng)中的網(wǎng)損理論計算軟件，對某電力公司的代表日線損進行研究，在該日系統(tǒng)潮流分布正常，無檢修進行。計算10kV配電網(wǎng)的線損和變壓器損耗，400V低壓臺區(qū)的線損和計量表損耗。該配電網(wǎng)有10kV線路67條，變壓器容量583.7MVA，線路全長378.04km，公用變壓器容量128.4MVA，專用變壓器容量455.3MVA。400V低壓網(wǎng)絡(luò)共有232個，有功用電630.3MWh，三相電表5140塊，單相電表24650塊，電表損耗估計值1.164MWh。經(jīng)采集系統(tǒng)計算，10kV配電網(wǎng)的損耗為0.779%，400V低壓網(wǎng)的損耗為2.911%，總損耗電量48.8MWh，綜合網(wǎng)損率1.248%。該配電網(wǎng)線損計算結(jié)果見表1所示。基于信息采集系統(tǒng)將理論計算值與實際統(tǒng)計值進行分析對比，對比情況見表2所示。

表2 理論線損與統(tǒng)計線損對比

理論計算值與實際統(tǒng)計值相差0.349個百分點，但是由于空載和備用設(shè)備并未參加理論計算，且理論值是代表日工況下的，與實際值有一定偏差，計算值屬于正常范圍。

3.3 降損分析

由前文可知，網(wǎng)損主要有線路損耗、變壓器損耗、電力元件損耗等，其中線路損耗在低壓配電網(wǎng)中占很大比例。因此提出以下幾點降損措施：

(1)在保證可靠性的前提下，將配電網(wǎng)低壓臺區(qū)的平衡能力提高，根據(jù)供電范圍優(yōu)化布局，合理配置變壓器等電力元件，盡可能的縮短輸電距離降低線路損失。

(2)單相感應(yīng)式電表的功耗在1.25W左右，而電子式的功耗僅為0.45W左右。輸電網(wǎng)中有數(shù)以萬計的單相電表，因此在設(shè)備改造時應(yīng)將感應(yīng)式電表換成電子式電表。

(3)將線路末端的電壓及功率因數(shù)盡可能提高，盡可能使得變壓器三相負荷處于平衡。合理布置變壓器數(shù)量，降低空載損耗，做好客戶端的無功補償工作。

(4)針對線損率制定線損四分管理辦法，對每月、每周、每天的線損率進行統(tǒng)計分析，排除故障，保證計量的準確性。

4.結(jié)語

線損率是衡量一個區(qū)域電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟性的重要指標，可以指導(dǎo)電網(wǎng)的設(shè)計、規(guī)劃、生產(chǎn)和管理。本文建立了用電信息采集系統(tǒng)模型，并以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)線損的四分管理。首先對線損電量的組成分類、線損率、線損管理流程進行了闡述；隨后建立了用電信息采集系統(tǒng)模型，以某供電公司為研究對象，對其進行理論線損量計算，基于采集系統(tǒng)的同進線損量，進行對比分析；最后給出了區(qū)域電網(wǎng)管理降損的措施。為今后電網(wǎng)線損四分統(tǒng)計工作提供了參考。

[1]胡江溢,祝恩國,杜新綱等.用電信息采集系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].電力系統(tǒng)自動化,2014,02:131-135.

[2]朱彬若,杜衛(wèi)華,李蕊.電力用戶用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析與處理技術(shù)[J].華東電力,2011,10:1682-1686.

[3]孫毅,盧可,唐良瑞.面向用電信息采集的WSN非均勻分簇多跳路由算法[J].電力系統(tǒng)保護與控制,2013,10:52-61.

[4]李超英.基于電網(wǎng)智能化的中低壓線損管理研究[D].天津:天津大學(xué),2012:3-6.

[5]張敏.基于用電信息采集系統(tǒng)的臺區(qū)線損管理研究[D].保定:華北電力大學(xué),2012:12-15.

[6]徐凌燕.電網(wǎng)線損模型研究及線損管理系統(tǒng)的開發(fā)[D].北京:華北電力大學(xué)(北京),2011:23-24.

[7]周建成.供電企業(yè)10kv以下線損管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].成都:電子科技大學(xué),2010:17-21.