郴州35 kV及以上電網降低損耗工作現狀分析及策略

張磊，朱云鶴，唐軍，晁儲乾，尹慧

(國網湖南省電力公司郴州供電分公司，湖南郴州423000)

郴州35 kV及以上電網降低損耗工作現狀分析及策略

張磊，朱云鶴，唐軍，晁儲乾，尹慧

(國網湖南省電力公司郴州供電分公司，湖南郴州423000)

從電網結構、運行方式和網損結構三個方面分析了郴州電網網損結構的特征。在郴州電網結構和運行方式特征的基礎上，提出了相應的降損技術和管理措施。提出當前新形勢下郴州35～110 kV電網網損管理的工作思路。

輸電網絡；網損；降損增效；技術措施；管理措施

降低輸電網絡的損耗是當前電力體制改革大環境下電網運營公司提高經濟效益的重要研究課題之一。35～110 kV電壓等級輸電網絡損耗大約占地市公司全網總損耗的40%～50%，研究35～110 kV輸電網絡降損技術方案，制定有效的管理措施對降低整個電網電能傳輸損耗，提高企業經濟效益具有重要意義。

郴州電網作為湘南電網的重要組成部分，無大型電源支撐，境內小水電資源豐富，水電裝機容量超過了地區最大負荷，但絕大部分機組都是無調節能力的徑流式小水電。近年來風電裝機規模的不斷增大，水電、風電主要集中在偏遠的山區，且同期性強，風水集中上網時，輸送通道重載運行和遠距離傳輸至負荷中心，造成傳輸損耗大幅增加。加上近幾年以來的產業結構調整，負荷需求增長疲軟，一大批高耗能的冶煉負荷淘汰，夜間負荷大幅降低，而風電在夜間的出力高，這就導致了本地區無法及時消納，向省網倒送潮流，使傳輸距離更遠，產生損耗更大。對郴州電網網損特征進行分析，結合降損技術和管理措施提出了電網經濟運行的工作思路，為該地區輸電網絡降損增效工作方案的制定提供參考。

1 現狀分析

1.1 電網結構特征

截至2016年12月底，郴州電網形成了以一座500 kV變電站為核心，12座220 kV變電站為支撐，向110 kV電網輻射的主體網架結構。受地理環境、經濟、人員活動等因素的影響，部分縣級區域35 kV輸電網絡仍然為主要的網架支撐，擔負著偏遠地區電力輸送的任務。

郴州地區水電資源豐富，水電裝機容量達1883.469萬kWh，主要集中在東部、東南部地區，而負荷主要集中在人口、經濟活動密集的中、西部地區。近年來，風電等新能源發電企業蓬勃發展，截至2016年12月，并入郴州電網的風電裝機容量達810.3 MW，已達水電裝機的43.02%，且規模仍在不斷增大。風電大幅增加正逐步改變郴州電網的結構和運行方式特征，給電網發展帶來了新的機遇和挑戰。

此外，郴州電網還擔負著向境內高鐵牽引變、電鐵牽引變、多家大型直供工業用戶供電的重要任務。地方電網郴電國際通過15條110 kV線路并入郴州電網，維持躉售關系。

1.2 運行方式特征

郴州地區的供電負荷主要集中在以城前嶺、北湖、塘溪、蓉城、馬托為中心的中、西部地區，負荷受氣溫、經濟活動規律等因素的影響而產生波動，主要分為夏季、冬季大負荷方式和春季、秋季小負荷方式。東部、東南部地區是徑流式小水電裝機密集區域，水電出力與降雨活動的相關性較強，每年3—8月的雷雨季節水電大發，根據水電出力特征，又可分為枯水期和豐水期的運行方式。

綜合電源出力和負荷變化特征，郴州電網的全年運行方式可分為枯水期大負荷方式 (12月—第二年2月)、豐水期小負荷方式 (3月—6月)、豐水期大負荷方式 (7月—8月)、枯水期小負荷方式 (9月—11月)。電網潮流呈現出在豐水期東電西送，枯水期北電南送的基本格局，潮流方式變化大。

從2015—2016年的運行經驗上看，春季和冬季為大風季，風電平均出力高，在7月—8月的夏季風況相對較差，風電出力低。

郴州地區負荷變化情況主要是:冬季和夏季兩個負荷高峰期，冬季大負荷方式的負荷水平要高于夏季，春季和秋季負荷水平較低，春節期間大量工業、企業房間，是全網的最小負荷方式，但某些局部農村地區由于農民工返鄉影響，負荷增幅很大。

2015年9月以來，受經濟產業結構調整和下行壓力影響，電網負荷增長緩慢，甚至出現了負增長。同時，并網風電裝機規模在不斷增大，2016年風電年上網電量13.9億kWh，僅較水電發電量少3億kWh，2016年風電最大上網功率達602 MW(10月21日)，風電發電同時率達到了80%。在風電出力的不斷增加，地區電力負荷需求減少，降雨活動頻繁等因素的影響下，負荷就地消納能力降低，向省網倒送出力增多，造成遠距離迂回送電，從而改變了郴州電網的潮流歷史格局。蓉城變主變由下網重載轉變為上網，外沙、羅霄等變電站主變、同荷線、羅麻Ⅰ線、羅麻Ⅱ線等線路重載甚至過載運行。新的運行情況使電網損耗大幅反彈，達到了7 579.289 4萬kWh。

此外，受外界環境因素和電網建設的影響，郴州110kV橋口、天堂變、箕山變主變負載率有大幅降低，主變空載損耗大，造成損耗率較高，也產生了不必要的損失。

1.3 郴州網損結構特征

根據郴州電網結構和運行方式特征，郴州地區35 kV及以上電網損耗可分為220 kV線損 (高鐵躉售線路)、220 kV變損、110 kV線損、110 kV變損、35 kV線損、35 kV變損、站用電損耗7個部分。以2017年1月份的數據為例，2017年1月份，公司35 kV及以上電網供電量66 434.448萬kWh，主網售電量57 340.625 2萬kWh，轉供省網電量8 145.270 8萬kWh，損耗電量948.206 5萬 kWh，網損率1.43%，較指標值 (2.45%)低1.02個百分點。主網供電量組成部分見表1。

表1 郴州電網主網供電量組成部分

由表1可知，1月份郴州35 kV及以上電網供電量中，220 kV省網供電量所占比重最大，達53.44%。本地區水電、風電及火電發電量占郴州全網供電量的半壁江山，風電出力與地區水電出力基本相當，隨著風電并網裝機容量的不斷增大，風電發電量可能超過本地區水電發電量。

1月份35 kV及以上電網損耗中，各電壓等級電網損耗及所占比例見表2。

表2 1月份網損組成部分

表2中各電壓等級變壓器總損耗405.50萬kWh，占比41.26%；線路總損耗577.27萬kWh，占比58.74%。由表2可知，110 kV線損所占比例最大，達35.26%，其后依次是:35 kV線損、110 kV變損、220 kV變損、35 kV變損、220 kV線損。此外，站用電損耗約為80萬kWh。

郴州220 kV線損主要是4條高鐵躉供線路產生的損耗，在全網損耗中占比很小。

220 kV變損主要是境內20臺220 kV主變空載損耗和負載損耗之和，這部分損耗中，空載損耗占有很大比重，考慮到供電可靠性，安排220 kV主變經濟運行可行性較差。

110 kV線損在全網總損耗中所占比重最大，主要是因風電大規模并網導致的傳輸損耗增大引起，風電場一般位于負荷較少的偏遠地區，需遠距離傳輸至負荷中心消納，造成了這部分損耗電力及所占比例逐漸上升。因此，采取各種措施，110 kV線路的降損空間較大。

110 kV變損占有一定比例，隨著運行方式和負荷結構的變化，特別是郴州產業結構的調整，一些高耗能的冶煉企業逐步淘汰，原橋口、天堂、宜章、沙子塘、同祥等變電站負荷水平大幅減少，安排這些變電站的主變經濟運行方式，可以有效降低網損電量。此外，某些變電站負荷具有一定的季節性，例如團山變、秀水變，在春、秋季時負載率較低，可安排主變經濟運行方式。

郴州地區的小水電主要是經35 kV線路并網，雨季時大量水電出力上網導致某些35 kV線路重載甚至過載運行，產生大量損耗，但受網架結構影響，這部分損耗在全網損耗中所占比例較低，且運行方式調整不靈活，降損空間較小。

35 kV變電站主要分布在偏遠的農村地區，農村地區在春節時的負荷占比最大，平時負荷較小，安排兩臺主變配置的變電站經濟運行，也可以降低網損。

1.4 郴州主網損耗的主要特征

綜上所述，可總結出郴州35 kV及以上電網損耗呈現出以下幾點特征:

1)郴州電網結構框架已形成，但仍有薄弱環節，部分縣域35 kV電網仍然為輸電主干網架，傳輸相同功率的電能，110 kV網絡損耗更低。

2)郴州負荷、電源分布不均勻，風電、水電資源豐富，但可調節性能差，網損電量受電網運行方式變化的影響大，且呈現出出力不斷增大，負荷增長緩慢的趨勢，導致轉供省網的電量增多，造成負荷遠距離傳輸，增大了網絡損耗。

3)風電場以110 kV升壓站的形式并入郴州電網，且一般位于負荷較少的山區，隨著裝機規模的不斷增大，將嚴重影響郴州電網損耗變化特征，出力不能就地消納，使負荷遠距離傳輸，增大網絡損耗。

4)受郴州地區電源分布和負荷分布不均衡影響，部分設備負荷下網功率大，引起重載，部分設備上網功率多，引起重載。

5)從1月份的網損數據看，110 kV線損在網損中所占比例最大，其次是35 kV線損、110 kV變損和220 kV變損、35 kV變損。

2 降網損工作效果及意義

郴州電網35 kV及以上電壓等級電網損耗約占全網總損耗的40%，按照郴州電網用電均價計算，每降低1 kWh的損耗，將使郴州電網增加約0.658元的效益，意義重大。將影響主網損耗變化的因素歸納為3大類:電網結構、潮流方式和降損措施。

2015年，郴州電網110 kV及以上網絡損耗電量為:5 657.45萬kWh，網損率0.89%，網損電量較2014年減少3 168.24萬kWh，達到歷史最低值。網損電量和網損率大幅降低的原因有:1)電網結構優化，減少網損大約1 500萬kWh；2)運行方式優化，減少損耗約310萬kWh；3)退出單臺主變，減少損耗約100萬kWh；4)母線電壓調整，減少網損約20萬 kWh；5)電網潮流影響，降低網損約1 200萬kWh。

由此可知，電網結構和潮流方式的變化對網損的影響最大，降損措施雖作用相對微弱，但1年約降低400萬kWh的電量損耗，將增加約250萬元的經濟效益，價值仍然可觀。降損工作需從優化電網結構和運行方式入手，電網調度、規劃、建設等多部門聯合行動，才能達到理想效果。

3 降損措施分析

3.1 降損技術措施

降低35 kV及以上電壓等級主網損耗，實現電網經濟運行，技術手段是根本，管理手段是關鍵，根據郴州地區電網結構和運行方式特征，結合國內外電網降損工作經驗，主要提出以下幾點原則:

1)最大限度地實現有功的就地消納，避免遠距離迂回送電。湘南電網缺乏大型電源支撐，郴州水、風電資源豐富，但絕大多數水電都是沒有調節能力的徑流式小水電，有水則多發，無水則少發；風電的可控性和可預測性差，但郴州風力發電同時率高，最高可達80%。優化調度，實現水、風電出力的近距離消納，避免有功功率大規模從省網吸收或倒送省網，可減少遠距離傳輸的電量，從而降低網絡損耗。目前郴州發電資源主要集中在東部、東南部的資興、桂東和汝城地區，加強外沙變與中部城前嶺、塘溪、北湖變等負荷中心的電網聯絡，既可優化出力送出路徑，又可提高外沙、羅霄片電網的電壓穩定性。借助資興建立大規模數據產業園的契機，改善該片區團山－秀水－瓦家坳－分水嶺、涼亭坳－高石頭、竹坪－波水長藤摸瓜般的電網結構，可大幅優化該片區水電的送出通道，降低網絡損耗。此外，根據運行方式的變化，合理安排歐陽海、小東江、花木橋等電站的并網路徑，盡量減少北宜線、月萬線供帶負荷，均可以實現有功潮流的優化傳輸，減少迂回送電。

2)電壓調節分層分區、就地平衡，避免無功大規模遠距離傳輸。實現電壓分布的合理調節，可減少無功大規模遠距離傳輸所產生的網絡損耗。郴州地區電源、負荷分布不均勻，無功補償設備故障率高、無功調節手段落后，調節手段低，電壓越限事件頻發，不利于降損增效工作。加強無功設備全壽命周期管理，降低故障率，保持可調節能力；采用高新技術手段，引入AVC、SVG等設備，實現電壓自動調節，例如福沖變配置SVG自動調節電壓，該變電站各段母線電壓越限頻次大幅減少；豐水期東部、東南部電網電壓偏高是當前電網電壓所面臨的突出問題，加強小水電機組管理，優化小水電機組無功出力，制定差異化的無功功率因素考核指標勢在必行。

3)合理安排主變及線路運行方式，減少設備輕載、重載率。當前負荷和電源分布結構的變化趨勢下，箕山、橋口、天堂、同祥、沙子塘主變負荷大幅減少；宜章變主變負荷受恒興鋼廠生產周期影響，負荷變化幅度大；高灣、龍門、下湄橋、嘉禾、月家嶺、肖家、團山、秀水等變電站居民負荷比例大，與氣溫相關性強，氣溫高或低時重載運行，氣溫適宜時輕載運行；江灣、麻樹下、波水、高石頭等主變受小水電出力的影響，豐水期重載運行，枯水期輕載運行。保持主變、線路負荷運行在合理區間內，減少設備輕載、重載概率亦可降低設備的損耗率，提高經濟效益。

4)優化不同類型電源開機方式，提高經濟效益。以資興煤矸石電廠為例，資興煤矸石電廠經竹坪變并網，裝機容量60 MW，資興北部小水電群裝機容量約30 MW，全部經竹坪變上網，竹坪變最大負荷20 MW，合理安排資興煤矸石電廠開機方式，豐水期停機，北部小水電群出力可大多在竹坪變實現就地消納；枯水期安排開機，既保障了竹坪變負荷的近區電源，又為焦嶺片電網提供了一個較為可靠的電源支撐點。此外，發揮歐陽海、花木橋等具備一定調節能力電站調節性能，強降雨時蓄水少發電，優化開機方式，實現資源的更優化配置。

3.2 降損工作管理措施

明確關口計量，加強計量管理，使統計數據能反映真實的網損情況，把工作落在實處，是當前降損工作所面臨的最突出問題。同時，強化網損數據的統計分析，做好網損預測工作是降損工作的前提；實施降損方案，優化電網運行方式是重點；及時總結經驗，分析效果，將結論進行反饋是優化；協調調度、發展、檢修、計量等多部門聯合行動是關鍵。

1)加強計量管理，提高關口表計準確率。保證統計的網損數據與實際情況相符，才能使降損工作開展具有實際意義，弄虛作假，應付了事則使降損工作難以開展。目前，同期線損系統建設已進入關鍵階段，但形勢不容樂觀。110 kV及以上線路模型配置率、可算率已達100%，但仍存在以下問題:高石頭變涼高線5123隔離開關無法裝表只能配置近視模型；表計異常或故障影響計算的合格率，例如:下湄橋變502開關、羅霄變602開關等；新投產設備表計及時安裝、上用采系統的問題等。35 kV線路中蘇仙公司電網結構復雜，高峰電站特殊運行方式及表計問題導致線損計算不合格；資興公司存在4條35 kV線路因水電站無法采集計量檔案；桂陽裕豐變、桂東水莊、雙溪還未裝表等問題。截至2月26日的數據，母線電量平衡中，220 kV母線不合格還有1條，110 kV還有4條，35 kV還有34條不合格，不合格原因均為表計或者檔案故障、異常等。10 kV母線平衡率中，估計將有數量超過50%的母線不合格。建立調度、計量、發展、運檢等部門的協調機制，落實責任，從而確保關口計量準確的工作已迫在眉睫。

2)加強線損統計分析、預測和理論計算。郴州主網線損包括220 kV線損、220 kV變損、110 kV線損、110 kV變損、35 kV線損、35 kV變損、站用電損耗七大類。加強線損的統計分析，得出重損線路、變壓器、線損異常設備等相關明細，進行原因分析，提出改造建議。結合郴州電網運行規律和發展特征，對下月網損情況做出預測，根據預測結果提出經濟運行方案。對電網線損進行理論計算，實現改變不同運行方式降損效果的沙盤模擬推演。以上三方面的內容都是制定降損方案的重要依據。

3)根據設備檢修計劃合理安排方式，制定電網經濟運行方案。月度檢修計劃方式安排應考慮電網的經濟運行，根據理論計算結果，2015年福沖變集中檢修的電網運行方式調整幅度大，增加了大約94.79萬kWh的損耗，集中檢修效益分析中應考慮經濟運行因數安排。同時，應根據設備檢修情況，對比分析多種運行方案，在確保電網安全、優質的基礎上，優先考慮經濟的運行方案。

4)提出電網規劃、改造建議。2015年的估算數據顯示郴州電網結構優化降低了約1 500萬kWh的網絡損耗。相對于電網運行方式調整，優化網絡結構達到的降損效果更加明顯。加強網損管理后，可為電網規劃、改造提供經濟運行方面的依據。

5)加強 “非正?！本€損的排查與治理。郴州電網經歷了將近40年的運行與發展，結構日趨完善，網損管理工作是一項復雜而又艱巨的工作，統計報表中依然存在遺漏關口、不合理關口。部分供電所所用電計入站用電損耗，導致分線或分主變損耗異常，顯然不合理。因歷史原因，部分用戶結算關口不合理，損耗計入公司網損，也不合理。因此，仍需加強排查與治理，提出改造建議。

4 工作思路

電網事故處理提出了 “情況明、判斷準、行動快、指揮得當”的13字方針，將其應用于降損工作當中可提高降損工作效率。首先是網損管理要“情況明”，做到表計準確，統計數據真實、可靠、可用。其次是分析結論要 “判斷準”，堅持統計數據分析，預測下月電網設備的負荷及損耗情況，得出準確的結論。再次是降損措施要 “行動快”，根據分析結論、預測結果，結合月度檢修計劃，制定電網經濟運行方案，實施方案。最后， “指揮得當”要求總結、反饋降損效果，提出電網規劃、改造建議和更優化的措施，使情況更明、判斷更準、行動更快，如此循環往復，實現更大的效益。降網損工作流程如圖1所示。

圖1 降網損工作流程

1)繼續完善同期線損管理系統。

隨著同期線損建設工作的不斷推進，目前110 kV線損、35 kV線損的明細數據已基本可用，待母線電量平衡、變損上線后，只要保障母線電量平衡率及關口配置率、可算率、線損率合格，就可以保證數據的真實性、可靠性和可用性。因此，必須扎實推進同期線損系統的建設工作，工作思路包括兩方面:一是走在指標前面，《2017年一體化電量與線損管理系統全年重點工作檢查指標》規定了同期線損系統建設各項工作的月度指標。二是迫切急需建立協同配合機制，同期系統存在表計、檔案、建模三方面的問題，涉及調度、運檢、計量、發展四個部門，應成立由對口責任人組成的工作小組，責任落實到人，整改期限落實到位。

2)堅持執行統計、分析、預測、理論計算的制度。

首先，強化線損的統計分析工作，堅持每月2日前完成兩份報表，3日前完成另兩份報表，10日前完成1份分析報告的制度。四份報表包括 《網損報表》、 《分線、分變壓器損耗明細報表》、《10 kV專線電量統計明細報表》、 《母線平衡率統計報表》；一份分析報告是 《網損分析和母線電量平衡分析報告》，總結網損指標完成情況，分析降損效果，提出工作建議。

其次，落實網損預測工作，堅持每月25日前完成 《第×月設備負荷及損耗預測報告》，經過歷史運行積累，不斷地提高預測質量。

再次，加強線損的理論計算工作，目前省公司每年組織兩期理論線損計算工作，分別為大負荷方式和小負荷方式的理論線損計算。同期線損系統建設完善后，將根據SCADA系統數據，完成理論線損的實時計算，根據郴州電網結構和負荷特征，可實現線損分析工作的沙盤模擬推演，將為電網經濟運行方案的制定提供強有力的依據。

3)制定月度經濟運行方案。

根據電網運行方式的變化特征、《網損分析月報》、《損耗預測報告》、《郴州電網電壓管理月報》等依據，結合月度檢修計劃，考慮最經濟的方案，形成 《國網郴州供電公司第×月電網經濟運行方案》，將方案制定的內容納入月、周停電計劃中。

4)落實方案、總結、反饋及建議。

執行月度計劃，計算檢修方式安排增加的電網損耗，降損措施減少的網絡損耗，將結論寫入下月《網損分析月報中》，涉及電網規劃、改造的結論，向相關部門提出建議。如此循環往復，降低網絡損耗，優化電網運行。

5 結論

1)郴州電網網架主體結構已形成，但局部存在薄弱環節，水、風電資源豐富，潮流方式變化多端。影響網損變化的三大因素中，電網結構、潮流方式作用最大，優化運行方式降損空間雖小，但仍然可觀，有利于提高企業經濟效益。

2)35 kV及以上電網降損工作應做到情況明、判斷準、行動快，指揮得當，優化電網運行方式，提出電網改造建議。

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Analysis on Current Situation and Strategy of Power Loss Reduction in Chenzhou 35 kV and above Power Grid

ZHANG Lei， ZHU Yunhe， TANG Jun， CHAO Chuqian， YIN Hui
(State Grid Hunan Electric Power Corporation Chenzhou Power Supply Company， Chenzhou 423000， China)

This paper analyzes the characteristics of Chenzhou power grid loss structure from three aspects of the power grid structure，operation mode and network loss structure.On the basis of the characteristics of the structure and operation mode of Chenzhou power grid，this paper puts forward the corresponding loss reduction technology and management measures.It proposes some loss management ideas about Chenzhou 35～110 kV power grid.

transmission power grid； network loss； loss reduction and efficiency； technical measures； management measures

TM73

B

1008-0198(2017)05-0023-06

10.3969/j.issn.1008-0198.2017.05.006

2017-03-20 改回日期:2017-05-03