配電網線損的影響因素和降損措施分析

陳 超，熊彥清，林壽南，符瑜科

（海南電網有限責任公司，海南 海口 570100）

0 引 言

線損率是用來衡量電力網電能損失的一個參數，既是衡量電力行業技術性的指標，又是影響電力企業經濟性的重要參數。配電網線損率體現了企業規劃布局和設計思路是否合理，體現了生產技術是否先進，更體現了運營管理水平的高低。電能在傳遞和配送過程中會產生有功功率損耗，且每個元件都無法避免這種損耗。有功功率損耗和電能損失都叫配電網線路損失，也叫配電網線損。

對降低線損率的科學研究和技術革新，一直是電力企業技術投入的重點，最終目的是減少配電網的線路損失，提高經濟效益。在配送電過程中，配電網的線路損失消耗極大，嚴重影響了配電企業的經濟效益。因此，能否解決配電網線損的問題，關乎配電企業的前途命運。研究表明，鄭州配電公司整個配電網全年線損量超過8×109kW·h。通過合理的規劃和完善的設計，可以減少10%以上的線損量，大大提升了配電公司的經濟效益。

1 配電網線損構成

配電網線損由三個部分組成。根據損失隨負荷的變動情況，將配電網線損分為固定損失、可變損失和其他損失。

當負荷改變時，配電網線路固定損失不變。主要受外加電壓的影響，向配電設備施加電壓時，配電設備工作會消耗電能并產生損失。變壓器和調壓器等設備損失和絕緣子損失會受到外加電壓的影響，是配電網的固定損失。此外，配電設備的介質損失和線圈損失也是配電網的固定損失。

可變損失和固定損失不同，可變損失隨負荷變化而變化。當負荷電流改變時，可變損失也隨之改變。配電網的可變損失和通過配電網的電流平方成正比。配電網線損隨著電流的增大而增加，主要由變壓器中銅導線的損失、配電網中配電和輸電線路的銅導線損失、調壓器電抗器等設備的銅導線損失以及其他銅導線的損失組成。因此，銅損是可變損失的主要形式。

配電網除了固定損失和可變損失之外，還有一部分損失是其他損失。這部分損失是由于一些跑電漏電引起的，常常是因為監督不及時、管理不力、教育不到位、管理工作沒有深入基層、規章制度沒有考慮到個別地區、個別單位甚至個別人。這種配電網的電能損失被稱為管理線損，也可以叫做不明損失。當電能計算設備誤差較大或者出現故障時，會出現這種不明損失。查表時誤抄用電量、收繳電費時記錯用電量、核算電價時算錯倍率等，都會導致不明損失的產生。線損的計算環節也可能算錯配電網線路損失。此外，配電網涉及的用戶偷用、盜用、違章用電等都會導致不明損失。

供電企業的線路損失也可分為三類，分別是統計線損、技術線損和管理線損。統計線損是利用統計方法得出的線損，需要利用電能表計算。電力企業出售給某一戶的電量減去供電量，就是統計線損。技術線損也被稱為理論線損，是通過理論計算出的線損，不需要通過每一戶的電能表進行統計。通過供電設備的狀態數據和配電網的負荷數據，即可通過理論模型計算出理論線損。管理線損是配電網的不明損失。不明損失和理論線損之和，即為統計線損。

2 線損預測方法分析

由于我國工業起步較晚，基礎設施發展較為緩慢，且更換配電網的設備和線路成本高昂，導致我國配電網電能線路損失較高，但給降損提供了較為廣闊的空間。為了研究配電網的降損措施，要先對配電網線損進行計算和預測[1]。

2.1 改進迭代法

改進迭代法是區別于潮流迭代算法的新型迭代法，特點是改變原有的網絡基礎采用一種動態鏈表。這種動態鏈表可以完全反映配電網絡的結構特征，可以較準確地計算基礎配電網和諸如環狀、網狀等復雜配電網的線路損失。動態潮流法較原有的計算方法提高了網損計算精確度，規避了網損可能受到的變性影響，提高了計算精度。

2.2 等值電阻法

等值電阻法可以對線損進行準確計算，適用于配電網中沒有綜合測試儀器的情況。改進等值電阻法則區別于等值電阻法，不同之處在于配電網中有部分綜合測試儀器時采用改進等值電阻法計算配電網線損。當配電網存在另一種情況時可以采用電量法，這種方法以三相快速牛頓分解潮流法為基礎，需要獲得配電網中的全部實測數據。研究表明，低壓配電臺區的配電網等值電阻法線損計算精度較高，其以電阻系數為基礎。經過對比得知，基于電阻系數的等值電阻法計算的電損結果明顯優于電壓損失法和實抄統計法，用于一些低壓電網的電損計算更為精確，如主干線和分支線區分不明顯的配電網。

2.3 改進前推回代法

在配電網的日常運營中，配電網的功率因數并不是一成不變的，想要獲取各個時間段的功率因數難度很大。現行提取功率因數的方法是根據大量數據對功率因數隨時間變化趨勢進行擬合，研究其變化規律，而后將配電量根據擬合結果分配至各段。這種算法相比于原有前推回代法明顯提高了精確度，彌補了原有計算方法的缺陷，將無功功率損失和線路電壓損失有效融入了計算方法中的變量中。改進前推回代法對中、小電源是行之有效的，降低了配電線路的降損分析工作量和難度。

2.4 損失因子法

企業需要對配電網進行無功補償計算，且需要進行無功補償經濟效益評估，通過損失因子法簡便快捷地計算出無功補償的線損率。對于某電力網，假設增加無功補償后，線損功率下降值為ΔPmax，則降損電量為：

式中，ΔPmax為最大負荷降損功率，ΔPar為線損計算時段內的平均功率損失，F為損失因子，t為電容器投運時間。

3 配電網線損的降損措施研究

就目前的技術手段而言，電網管理已經能夠有效降低線損。實際上，出于對經濟效益的比對，供電部門并沒有將大量精力和技術攻堅投入在線損管理上，去實現趨近于“零損耗”的結果，而是采取一些有效的措施使其降低到一個“經濟最佳”的狀態上，實現電網結構、生活需求、部門收益相互協調集約的狀態。然而，想要更好地在達到這個狀態的同時有效降損，必須加強運行監管，減少無用功耗費，優化網絡拓撲結構[2]。

3.1 加強電網運行監管

線損管理是一項經常性和長期性的工作。在配電網運行過程中，從供電到用電，每一環節出現問題都有可能帶來極大的經濟損失。因此，必須加強電網運行的監管工作。

第一，加強用電計費系統的監管工作。應確保用電計費系統準確無誤性和標準一致性，對于計費設備的采購，在考慮成本的同時，要保證設備的穩定性、可靠性、更新能力和維修能力。此外，加強對用戶用電的監管，完善規章制度，強調使用協議，嚴防竊電、不安全用電和私自改公共用電等隱患問題的出現。

第二，加強供電用電管理周期性工作。擬定周期進行線損排查，并及時完善更新用戶數據存檔和線損情況統計，及時發現線損管理工作中的各類問題，指派線損管理檢修專業人士進行維護檢查，必要時進行分段分站監管，指定負責區域，避免浪費人力資源[3]。

3.2 減少無用功的耗費

目前的電網運行機制下，不平衡的三相電負載、無功補償不足等問題仍然存在。變電器的使用過程中，勢必會產生一些無功功率，這些無功功率的損耗較高，不容忽視。因此，要對配電網進行降損工作，必須要考慮變壓器的降損問題。合理的布局和配置無功補償設備是降低損失的關鍵。配電企業在日常運營時，對無功補償裝置進行設備維護和保養是降損的重要環節。缺少基本維護和保養的無功補償設備會產生大量電損，而設備裝置的利用率在維護后可以得到顯著提高。根據配電網特點選擇合適容量的變壓器也可以降低配電網電損率。負荷率過小或過大都容易引起較高的電損。通常，變壓器所選擇的負荷率在70%左右。

3.3 優化供電網絡拓撲結構

在配電企業中，配電網網絡結構不斷在延伸和擴展。配電網的網絡結構變化無疑便捷了人們的生活，但是配電網的線損也與網絡結構有著直接關系。以往網絡結構導致配電網產生了大量的線路損失，如果不對原有網絡結構進行優化和整合，線損問題得不會解決，將無法提高配電企業的經濟效益。因此，對配電網絡結構進行優化和整和，對存在問題的網絡區間進行查找和整改十分必要。

電源位置點的確定是配電網絡優化最重要也最核心的部分。原有的配電網絡并沒有對電源點進行長遠考慮，導致電源點位置偏離負荷的中心，增加了電能配送過程中產生的線損。進行電源點位置優化后，電源點和負荷的距離減小，降低了配電網絡的線損。設置合適的電源點位置以降低電損，通常需要注意三個問題——半徑、電源容量和點位密集程度。采用較小的半徑、適中的容量、密集的點位來設置電源，可以顯著減小電損。

4 結 論

綜上所述，經過長時間的實踐摸索和理論研究，已經形成了多種線損計算和預測方法。供電企業可以根據理論模型計算的線損結果，優化配電網絡結構，改變電源點位置，并合理設計變壓器負荷量等，有效降低配電網的線損率。此外，可以通過分析實際線損率和理論線損率的差值來研究影響供電企業電網運行效率的原因，采取技術降損和管理降損手段切實降低配電網的電能損失，提高企業的經濟效益。