高壓專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)線(xiàn)損的改進(jìn)計(jì)算方法

杜冰焱，胡學(xué)忠

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司寧波供電公司，浙江 寧波 315016）

高壓專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)線(xiàn)損的改進(jìn)計(jì)算方法

杜冰焱，胡學(xué)忠

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司寧波供電公司，浙江 寧波 315016）

剖析了現(xiàn)行高壓專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)線(xiàn)損計(jì)算方法的局限性與誤差來(lái)源，研究提出了2種線(xiàn)損電量的改進(jìn)算法。改進(jìn)算法充分利用營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的電量電費(fèi)計(jì)算模塊與電力用戶(hù)用電信息采集系統(tǒng)，適用于不同負(fù)荷特性的高壓專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)線(xiàn)損計(jì)算，消除了現(xiàn)行線(xiàn)損計(jì)算方法存在的弊端。

高壓專(zhuān)線(xiàn)；線(xiàn)損計(jì)算；線(xiàn)損率；系統(tǒng)

高壓專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)的線(xiàn)路產(chǎn)權(quán)一般歸客戶(hù)所有。根據(jù)《供電營(yíng)業(yè)規(guī)則》第七十四條規(guī)定：當(dāng)用電計(jì)量裝置不安裝在供電設(shè)施的產(chǎn)權(quán)分界處時(shí)，線(xiàn)路與變壓器損耗的有功與無(wú)功電量均須由產(chǎn)權(quán)所有者負(fù)擔(dān)。因此，線(xiàn)損電費(fèi)是高壓專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)電量電費(fèi)的重要組成部分。由于高壓專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)一般用電量大，線(xiàn)損電量也相對(duì)較大[1]，因此研究改進(jìn)線(xiàn)損計(jì)算方法，提高線(xiàn)損計(jì)算的準(zhǔn)確度，對(duì)規(guī)范線(xiàn)損管理，提高供電企業(yè)優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平有著十分重要的意義。

1 現(xiàn)行計(jì)算方法與規(guī)則

理論上，線(xiàn)損電量的計(jì)算為：

式中：ΔWL為專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)線(xiàn)損電量；UN為線(xiàn)路額定供電電壓；cosφ為線(xiàn)路功率因數(shù)；P為線(xiàn)路有功功率。

由于線(xiàn)路有功功率及功率因數(shù)隨時(shí)間變化，積分計(jì)算較為困難，因此現(xiàn)行的高壓專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)線(xiàn)損計(jì)算對(duì)上述2個(gè)變量做了近似，提出線(xiàn)損率的概念，營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)按定比自動(dòng)計(jì)算每月線(xiàn)損電量，線(xiàn)損率即為定比比值：

式中：ΔWL為專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)每月線(xiàn)損電量；W為專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)每月有功抄見(jiàn)電量；ΔPL%為線(xiàn)損率，作為定比比值錄入營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)[2]。

線(xiàn)損率每年至少重新核算1次，由供用電雙方在供用電合同相關(guān)條款中予以明確，或以補(bǔ)充協(xié)議的方式約定。線(xiàn)損率主要根據(jù)電阻法計(jì)算，如客戶(hù)線(xiàn)路由架空線(xiàn)和電纜混合構(gòu)成，或同一類(lèi)型但導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)不同的，則逐段計(jì)算線(xiàn)路電阻：

式中：ΔPL%為線(xiàn)路線(xiàn)損率；Ln為第n段線(xiàn)路的長(zhǎng)度；Rn為第n段線(xiàn)路的直流電阻率；UN為線(xiàn)路額定供電電壓；cosφ為線(xiàn)路平均功率因數(shù)；P為線(xiàn)路平均有功負(fù)載。

線(xiàn)路平均有功負(fù)載和平均功率因數(shù)分別為：

上述有功、無(wú)功電量及線(xiàn)路運(yùn)行小時(shí)數(shù)均為上一日歷年的累計(jì)值。線(xiàn)路累計(jì)運(yùn)行小時(shí)數(shù)可按照扣除檢修、故障等停運(yùn)時(shí)間后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。由于線(xiàn)路停運(yùn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)存在一定困難，原則上為客戶(hù)班次小時(shí)數(shù)，即三班制取 600 h/月，二班制取400 h/月，單班制取200 h/月[2]。

對(duì)多路供電的客戶(hù)，如各路電源的計(jì)量點(diǎn)分別設(shè)立，則線(xiàn)損率分別計(jì)算。

2 現(xiàn)行計(jì)算方法存在的問(wèn)題

2.1 以年為周期核定線(xiàn)損率準(zhǔn)確度不高

現(xiàn)行線(xiàn)損電量計(jì)算方法對(duì)式（1）中的線(xiàn)路有功功率及功率因數(shù)做了近似計(jì)算，以累計(jì)年平均功率、累計(jì)年平均功率因數(shù)代替，在一定程度上反映了當(dāng)年的平均負(fù)荷情況。但高壓專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)的負(fù)荷與其生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀況有關(guān)，若當(dāng)年總體生產(chǎn)水平與上一年差別較大，以上一日歷年的線(xiàn)損率作為參數(shù)計(jì)算本年度的線(xiàn)損電量，會(huì)存在較大誤差。

2.2 人為因素影響較大

首先，營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的線(xiàn)損計(jì)算模塊雖能按定比自動(dòng)計(jì)算每月線(xiàn)損電量，但線(xiàn)損率仍需電費(fèi)核算人員每年進(jìn)行重新核算，并與客戶(hù)協(xié)商、簽字蓋章確認(rèn)，不但耗費(fèi)了時(shí)間與人力，還增加了人為帶入誤差的可能性。

其次，線(xiàn)路累計(jì)運(yùn)行小時(shí)數(shù)應(yīng)扣除檢修、故障、暫停等停運(yùn)時(shí)間，但需電費(fèi)核算人員人工查詢(xún)系統(tǒng)或向客戶(hù)核實(shí)統(tǒng)計(jì)，存在較大困難。因此現(xiàn)行算法以客戶(hù)班次小時(shí)數(shù)近似代替，與真實(shí)運(yùn)行時(shí)間存在一定出入。

2.3 不適用于雙回路供電的專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)

按現(xiàn)行的線(xiàn)損率核定方法，對(duì)多路供電的客戶(hù)，如各路電源的計(jì)量點(diǎn)分別設(shè)立，則線(xiàn)損率分別計(jì)算。例如雙回路供電的專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)，兩回線(xiàn)路的線(xiàn)損率均取累計(jì)有功電量較大線(xiàn)路的年平均負(fù)載及年平均功率因數(shù)進(jìn)行核定。對(duì)一主一備的運(yùn)行方式，假如當(dāng)年某段時(shí)間主供線(xiàn)路檢修或故障，改為備用線(xiàn)路帶部分負(fù)荷運(yùn)行，實(shí)際線(xiàn)損率應(yīng)小于核定線(xiàn)損率；對(duì)2路常供的運(yùn)行方式，假如當(dāng)年某段時(shí)間內(nèi)更改運(yùn)行方式，由一條線(xiàn)路主供，實(shí)際線(xiàn)損率應(yīng)大于核定線(xiàn)損率。

由此可見(jiàn)，現(xiàn)行的線(xiàn)損率法計(jì)算高壓專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)的線(xiàn)損電量有其局限性，有必要研究并提出一種適用范圍更廣、系統(tǒng)集成度更高、計(jì)算更為精確的線(xiàn)損計(jì)算方法。

3 改進(jìn)計(jì)算方法

3.1 近擬計(jì)算

根據(jù)式（1），理論線(xiàn)損電量實(shí)際為線(xiàn)路有功功率P與線(xiàn)路功率因數(shù)cosφ對(duì)時(shí)間的二次積分，由于線(xiàn)路負(fù)荷隨時(shí)間變化，且非簡(jiǎn)單函數(shù)關(guān)系，因此實(shí)際計(jì)算均近似處理為：

式中：cosφ1為時(shí)間內(nèi)的線(xiàn)路平均功率因數(shù)；Pi為Δti時(shí)間內(nèi)的線(xiàn)路平均有功功率。

現(xiàn)行的線(xiàn)損率法相當(dāng)于取Δti為1年。根據(jù)電能信息采集系統(tǒng)及營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的功能特性，取不同的Δti值，可得以下2種線(xiàn)損電量的改進(jìn)算法。

3.2 改進(jìn)算法一

取Δti為15 min，用戶(hù)負(fù)控終端每15 min將線(xiàn)路的瞬時(shí)電壓、電流、功率上傳至電力用戶(hù)用電信息采集系統(tǒng)，由于時(shí)間間隔較短，系統(tǒng)將上述瞬時(shí)值近似為15 min內(nèi)的平均值。將該瞬時(shí)電流代入式（6）得：

式中：Iai，Ibi，Ici分別為用電信息采集系統(tǒng)獲取的三相瞬時(shí)電流；K1為電流互感器倍率；R為線(xiàn)路直流電阻。

根據(jù)式（7）每隔15 min計(jì)算1次得該段時(shí)間內(nèi)線(xiàn)損電量，累加后便可得到每月的線(xiàn)損電量，并將其通過(guò)接口傳送至營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的線(xiàn)損電費(fèi)計(jì)算模塊。

該方法充分利用電能信息采集系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，計(jì)算結(jié)果精確，自動(dòng)化程度高。但計(jì)算量較大，系統(tǒng)每戶(hù)每月需完成5 760次加法、8 640次乘法及11 520次平方，對(duì)服務(wù)器硬件要求高，增加了成本，得不償失。且電能信息采集系統(tǒng)存在采集不成功情況，另外對(duì)沖擊性負(fù)荷的專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)（如煉鋼廠(chǎng)等），由于其用電信息采集系統(tǒng)每15 min取到的瞬時(shí)電流與平均電流差別較大，實(shí)用度不高。

3.3 改進(jìn)算法二

取Δti為1個(gè)月，考慮用戶(hù)的月有功抄見(jiàn)電量為：

式中：PM為當(dāng)月扣除停用時(shí)間的線(xiàn)路平均功率；TM為當(dāng)月線(xiàn)路運(yùn)行時(shí)間。

結(jié)合式（2），（3），（8）得：

式中：cosφM為當(dāng)月平均功率因數(shù)。

變換后的式（9）中K是一個(gè)與用電負(fù)荷無(wú)關(guān)的數(shù)值，只與線(xiàn)路參數(shù)和電壓等級(jí)有關(guān)，可作為營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)線(xiàn)損計(jì)算參數(shù)錄入，避免了原來(lái)線(xiàn)損率需每年人工核算的麻煩。

式中W（月有功抄見(jiàn)電量）、功率因數(shù)均可在電費(fèi)計(jì)算時(shí)獲得，關(guān)鍵在于當(dāng)月線(xiàn)路運(yùn)行時(shí)間TM的計(jì)算。當(dāng)某次采集到的瞬時(shí)功率小于等于正常負(fù)荷的10%，系統(tǒng)自動(dòng)判斷該15 min內(nèi)此條線(xiàn)路停用；當(dāng)采集到的瞬時(shí)功率大于正常負(fù)荷的10%，系統(tǒng)自動(dòng)判斷該15 min內(nèi)此條線(xiàn)路處于運(yùn)行狀態(tài)，并將此15 min累加到當(dāng)月線(xiàn)路運(yùn)行時(shí)間當(dāng)中。直至月末累加得到最終的當(dāng)月線(xiàn)路運(yùn)行時(shí)間TM。

利用該算法，僅需對(duì)營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)稍作改造，在電費(fèi)計(jì)算模塊中加入線(xiàn)損計(jì)算功能，以K值作為計(jì)算參數(shù)，僅在線(xiàn)路參數(shù)和電壓等級(jí)發(fā)生變化時(shí)重新核定，即可實(shí)現(xiàn)線(xiàn)損電量的系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算。此方法的精度雖較算法一有所下降，但計(jì)算量較小，避免了電能信息采集不成功的情況，且可適用于有沖擊負(fù)荷的專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)的線(xiàn)損計(jì)算。

上述2種改進(jìn)計(jì)算方法均無(wú)需核定線(xiàn)路平均功率，對(duì)雙回路供電的專(zhuān)線(xiàn)用戶(hù)依舊適用。根據(jù)目前的硬件情況，可選擇算法二進(jìn)行專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)線(xiàn)損計(jì)算，待相關(guān)硬件功能升級(jí)完善后，可根據(jù)專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)的負(fù)荷特性（是否有沖擊負(fù)荷等）選擇合適的方法計(jì)算線(xiàn)損。

4 算例分析及比較

由于電力用戶(hù)用電信息采集系統(tǒng)目前尚未集成改進(jìn)算法的相應(yīng)功能，無(wú)法對(duì)方法一進(jìn)行算例驗(yàn)證，算法二中的線(xiàn)路運(yùn)行時(shí)間也無(wú)法精確得到。為了證明改進(jìn)算法較傳統(tǒng)算法能夠更加真實(shí)地反映專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)的負(fù)荷情況，且具有更高的準(zhǔn)確度，暫時(shí)不考慮線(xiàn)路累計(jì)運(yùn)行時(shí)間TM變量的影響，分別采用線(xiàn)損率法及改進(jìn)算法二計(jì)算某高壓專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)2013年各月及全年的線(xiàn)損電量。

案例：某35 kV高壓專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)，電纜型號(hào)為YJV-3×240 mm2，直流電阻0.075 4 Ω/km，長(zhǎng)度0.35 km，即電纜總直流電阻為0.075 4×0.35=0.026 Ω。

客戶(hù)2012年有功總抄見(jiàn)電量為102 008 520 kWh，生產(chǎn)三班制，線(xiàn)路全年無(wú)因故障檢修等停用狀況，因此線(xiàn)路運(yùn)行小時(shí)數(shù)按照傳統(tǒng)線(xiàn)損率法近似取7 200 h/年，即20 h/天，因而平均有功負(fù)載為14 167.85 kW，平均功率因數(shù)0.96。

經(jīng)計(jì)算2012年線(xiàn)損率為：ΔPL%=0.001×0.026× 14 167.85/（352×0.962）=0.03。 改進(jìn)算法 K值= 0.026×10-3/352=2.12×10-8。利用線(xiàn)損率法和改進(jìn)算法計(jì)算的2013年各月線(xiàn)損電量如表1所示。

另外，該用戶(hù)專(zhuān)線(xiàn)變電站側(cè)間隔裝有ERTU（電能量遠(yuǎn)程終端）采集系統(tǒng)，利用變電站側(cè)采集的有功輸出總電量減去用戶(hù)側(cè)采集的有功總電量，即為用戶(hù)真實(shí)線(xiàn)損值，三者對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表1。

3種算法下的2013年各月線(xiàn)損電量對(duì)比結(jié)果如圖1所示，由圖可知，用改進(jìn)算法二計(jì)算所得的各月線(xiàn)損電量與真實(shí)線(xiàn)損電量曲線(xiàn)擬合度更高，更為接近真實(shí)線(xiàn)損，也能更符合客戶(hù)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)情況的變化。

表1 傳統(tǒng)線(xiàn)損率法、改進(jìn)算法計(jì)算的線(xiàn)損與變電站ERTU計(jì)算的真實(shí)線(xiàn)損對(duì)比

圖1 2013年各月線(xiàn)損電量的對(duì)比

另外，圖1中改進(jìn)算法6—9月的線(xiàn)損電量與真實(shí)線(xiàn)損曲線(xiàn)擬合度相對(duì)其他幾個(gè)月較低，主要原因是6—9月處于夏季高峰，該用戶(hù)存在限負(fù)荷情況，線(xiàn)路運(yùn)行時(shí)間以20 h/天近似計(jì)算存在誤差。若未來(lái)能夠在電力用戶(hù)用電信息采集系統(tǒng)中集成線(xiàn)路運(yùn)行時(shí)間判斷累加模塊，則可以解決上述問(wèn)題，使得當(dāng)月線(xiàn)路運(yùn)行小時(shí)數(shù)更加接近真實(shí)值，計(jì)算準(zhǔn)確度也將得到提高。

5 結(jié)語(yǔ)

剖析了現(xiàn)行高壓專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)線(xiàn)損計(jì)算方法的局限性與誤差來(lái)源，并在此基礎(chǔ)上，研究提出了2種線(xiàn)損電量的改進(jìn)算法。改進(jìn)算法充分利用營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的電量電費(fèi)計(jì)算模塊與電力用戶(hù)用電信息采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了線(xiàn)損電量的自動(dòng)計(jì)算，適用于不同負(fù)荷特性、運(yùn)行方式的高壓專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)。通過(guò)理論分析與案例計(jì)算驗(yàn)證，改進(jìn)算法二不僅能真實(shí)反映客戶(hù)當(dāng)月負(fù)荷情況、準(zhǔn)確度高、系統(tǒng)功能開(kāi)發(fā)成本低，而且無(wú)需每年人工核算線(xiàn)損率，便于線(xiàn)損電費(fèi)的統(tǒng)一規(guī)范管理，對(duì)提高供電企業(yè)優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平，減少人為因素帶來(lái)的廉政風(fēng)險(xiǎn)有較大意義。

[1]桑多春.專(zhuān)線(xiàn)客戶(hù)線(xiàn)損的調(diào)查分析及處理[J].青海電力，2007，26（1）∶56-59.

[2]劉振亞.國(guó)家電網(wǎng)公司信息化建設(shè)工程全書(shū) 營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)應(yīng)用篇 營(yíng)銷(xiāo)數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008.

（本文編輯：楊 勇）

The Improved Line Loss Calculation Methods for the High Voltage Special Line Consumer

DU Bingyan，HU Xuezhong
（State Grid Ningbo Electric Power Company，Ningbo Zhejiang 315016，China）

This paper analyzes the limitations and error sources of current line loss calculation method of high voltage special line consumer，and it investigates and puts forward two kinds of improved line loss calculation methods，which make full use of the electric charge calculation module of electric marketing business application system and collection system of consumers'power consumption information，which are respectively suitable for line loss calculation of high voltage special line consumers with different load characteristics and eliminates disadvantages existing in the current line loss calculation method.

high voltage special line；line loss calculation；line loss rate；system

TM866

B

1007-1881（2015）07-0062-04

2015-01-13

杜冰焱（1989），女，助理工程師，從事 10 kV及以上高壓用戶(hù)的用電檢查工作。