創新實施“先算后調”策略，合力平衡臺區三相負荷

羅希 曹成功 岳雷 孫長翔

摘 要：本案例依據國網A縣供電公司（以下簡稱A公司）低壓臺區三相不平衡優化這一真實的案例，通過詳細描述該公司在面臨低壓臺區三相負荷不平衡導致配電網線損日益增大的現狀，創新應用電力系統線損計算分析軟件“先算后調”，聯合發展、運檢、營銷從規劃建設、運行維護、營銷管理三方面確保運行中的配電變壓器實現“表箱平衡、分支線平衡、主干線平衡、變壓器低壓出口側平衡”的“四級平衡”，推進臺區降損技術創新，提升臺區線損管理水平，助推企業更大經濟效益。

關鍵詞：低壓臺區；三相負荷平衡；線損計算軟件

中圖分類號：G710 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）08-0177-01

1 背景描述

目前，在我國城鄉低壓配電網中普遍采用三相四線制供電方式，其主要原因是該供電方式既可以滿足三相動力負荷的用電需求，也能夠為眾多的單相照明及其他單相負荷提供電源。在理想的三相四線制低壓配電系統中，三相電流和電壓具有相同的幅值，且A、B、C相位互相差120°，即三相平衡系統，這是配電網最理想的狀態。然而，由于單相負荷的接入及其開、關的隨意性，低壓電網規劃和分配到各相電源的負荷都很難做到均衡，即使按照設計容量進行了平衡分配，由于負荷運行是動態變化無法預控的，因此也造成了配電變壓器普遍存在著三相負荷不平衡現象。三相負荷不平衡增加了配電網線路及配電變壓器的損耗，不平衡度越大，損耗越大。

為降低三相負荷不平衡造成的配電變壓器單相過載、改善臺區電能質量，降低臺區電能損耗，提升臺區同期線損合格率，A公司開展技術降損，進行配變三相負荷不平衡優化，實現低壓臺區三相平衡全過程管理。

2 技術創新

隨著電力網線損管理的日益深入和現代計算機應用軟件的不斷完善，電力系統線損計算分析軟件從功能到內容都有了質的提高。A公司在面對由于低壓用電客戶用電負荷、用電性質不斷變化，三相負荷不平衡造成低壓線損日益增大，但負荷調整缺乏依據，調整結果難易達到預期的問題時，創新提出并實施應用線損計算分析軟件“先算后調”策略，首先通過軟件進行模擬計算調整，確保計算結果合理后，再進行現場接線相位調整，高效縮短施工停電時間，減少對用戶的停電影響，大大提高了三相負荷不平衡的處理效率。A公司采用的計算分析軟件設計原理、計算公式均根據國家電力行業標準《電力網電能損耗計算導則》（DL/T 686-1999）、《農村電網節電技術規程》（DL/T 738-2000），采用圖模轉換技術，用等值電阻法、均方根電流法進行線損理論計算分析。計算結果能夠達到三相負荷平衡的預期目標，數據豐富、報表齊全。

3 主要做法

三相不平衡優化，就是追求配變出口、主干線、分支線、表箱零線上電流最少，從而最大程度的降低損耗。三相平衡計算分析要求根據負荷分布情況，計算每一相的電流及零相電流，然后根據優化原則計算出每個用戶的最佳接入相，如圖1所示。

低壓臺區三相不平衡優化具體做法如下：

3.1 確定典型臺區

A公司設立三相不平衡監測專責，每天通過查看PMS系統和用電信息采集系統，觀察臺區一天早中晚用電高峰時段數據。凡是一個月內不平衡度連續10天超標30%及以上，或累計15天超標30%及以上，并且中性線電流大于額定相電流25%的配電臺區，列為不平衡度嚴重超標配電臺區。凡是一個月內不平衡度連續10天超標15%及以上，或累計15天超標15%及以上，并且中性線電流大于額定相電流25%的配電臺區，列為不平衡度超標配電臺區。凡是一個月內不平衡度有斷續超標的情況，但未達到以上兩種范圍的臺區，列為不平衡度重點關注的臺區。綜合上述三種配電變壓器不平衡程度，根據多次臺區線損理論計算結果，選取不平衡度嚴重超標的臺區作為三相平衡優化的典型臺區。

3.2 基礎資料收集

確定不平衡度嚴重超標配電臺區后，A公司下發此臺區三相平衡整改任務單。對該臺區進行基礎資料數據收集，具體參數涉及臺區到表箱用戶之間每段導線的長度、型號、類型（三相四線、三相三線、單相二線），表箱名稱、用戶數量、用戶名稱、用戶編號、電表類型、接入相別。

3.3 臺區拓撲結構建立

根據搜集的臺區基礎參數在線損計算分析軟件中建立對應的臺區拓撲模型，如圖2所示。

3.4 運行數據錄入

在線損計算分析軟件中進行運行數據錄入，所錄運行數據涉及臺區首端日有功電量、日無功電量、24點電流、用戶日抄見電量等，運行數據可批量導入。

3.5 三相不平衡優化計算

基于基礎模型與運行數據，即可開展臺區的三相不平衡優化計算；生成優化調整方案，方案生成后系統將自動生成各相對應的調整方案，以及優化前后各相電量、不平衡度、總損耗、線損率對比情況，還有優化前后各相電量對比柱狀圖。

3.6 三相平衡優化調整改造

A公司基于系統三相不平衡調整方案為輔助決策，結合現場實際情況，進行三相不平衡優化調整。并將調整后的相位安排表反饋至供電所，供電所根據三相平衡優化方案進行現場接入相的調整施工，對表箱、表箱內用戶進行相序調整。實施過程采用T+0工作機制，供電所接到三相不平衡調整任務單后，當日現場進行勘察，制定實施方案，上報工作計劃，一周內完成臺區三相不平衡優化調整工作。

4 結語

通過實施“先算后調”技術創新策略，對三相負荷不平衡進行優化，有效降低了三相負荷不平衡造成的配電變壓器單相過載、改善臺區電能質量，降低臺區電能損耗，提升臺區同期線損合格率，實現低壓臺區三相平衡全過程管理。