配電網理論線損計算方法應用

汪智宇

摘要：配電網是連接發電、輸電系統和電力消費者的重要環節，線路分布復雜，范圍廣，設備多，配電網線損占整個電網線損的很大比例，配電網在規劃和設計、運行和管理時需要涉及的主要指標即為線損，一方面降低線損率，也就是降低了電能傳輸損耗，另一方面，線損率是主要的經濟與技術指標。因此，了解線損計算的方法可以有效提高供電企業供應能力。制定相應的降損策略，對提高電網運行效率，企業經營效益，做好優質服務都是非常有效的手段。本文在分析了傳統配電網理論線損計算方法的基本原理上，建立了配電網多饋線狀態下電力系統線損綜合分析系統。

關鍵詞：配電;網理論線損;計算方法

1?引言

理論線損的計算能為配電網線損的管理與降損工作的有效開展提供充足的理論依據，因此配電網的理論線損問題越來越成為電力系統領域關注的重要課題。

2?傳統的主要的配電網理論線損計算方法

2.1?均方根電流法

均方根電流法是基本計算方法。均方根電流法的物理概念是，線路中流過的均方根電流所產生的電能損耗相當于實際負荷在同一時間內所產生的電能損耗。均方根電流法的優點是：方法簡單，按照代表日24小時整點負荷電流或有功功率、無功功率或有功電量、無功電量、電壓、配電變壓器額定容量、參數等數據計算出均方根電流就可以進行電能損耗計算，易于計算機編程計算。缺點是：代表日選取不同會有不同的計算結果，計算誤差較大。

2.2?平均電流法

平均電流法也稱形狀系數法，是利用均方根電流法與平均電流的等效關系進行電能損耗計算的，由均方根電流法派生而來。平均電流法的物理概念是，線路中流過的平均電流所產生的電能損耗相當于實際負荷在同一時間內所產生的電能損耗。

2.3?最大電流法

最大電流法也稱損失因數法，是利用均方根電流法與最大電流的等效關系進行電能損耗計算的，由均方根電流法派生而來。最大電流法的物理概念是，線路中流過的最大電流所產生的電能損耗相當于實際負荷在同一時間內所產生的電能損耗。

2.4?等值電阻法

等值電阻法的理論基礎是均方根電流法。等值電阻法的物理概念是，在線路出口處，假想一個等值的線路電阻，在通過線路出口處的總電流產生的損耗，與線路各段不同的分段電流通過分段電阻產生的損耗的總和相等。等值電阻法的優點是：在理論上比較完善，在方法上克服了均方根電流法的諸多方面的缺點;不用收集運行數據。缺點是：需要假設計算條件，影響計算結果精度;對沒有實測負荷記錄的配電變壓器，假設負荷分布按與配電變壓器額定容量成比例，各節點負荷率相同，這種計算不完全符合實際負荷情況。

3?配電網理論線損計算方法研究新進展

隨著綜合信息管理系統（MIS）、配電自動化系統（DMS）、能量管理系統（EMS）、調度自動化系統（SCADA）、配電網自動化系統（GIS）和電能量采集系統等智能電網技術的不斷發展和廣泛應用，這些設備的安裝和使用使得實時配電網在線理論線損計算可以實現，因此根據實際可能部分負荷點沒有安裝信息采集終端或雖安裝但不能采集到數據的情況采用改進的基于均方根電流的前推回代法，適合于計算實時線損。

根據自動化設備得到的數據，設計了電力系統線損綜合分析系統，其基于EMS系統標準化CIM模型以及SVG圖形，實現模型數據、圖形讀取和輸出的標準化，線損管理專責人員在原先建模時所需的工作量將大大減少;其次，考慮了常規理論線損計算并結合EMS實時數據和電量采集系統中準實時電量數據，從多個角度對系統線損進行計算，可以將實時的理論計算線損的結果和電量統計的線損進行在線的對比;此外，還可以進一步分析線損結果，使線損分析人員能從多個維度對系統線損構成、產生原因、重損線路（設備、區域）、系統薄弱環節等方面對進行分析，這將會提高線損的管理水平;以國家電網公司標準版報告模板為依據，進行實時理論線損計算、分析，計算結果能夠根據要求進行分層、分區、分壓自動匯總。

系統由SCADA/EMS所提供的電網模型、實時數據和設備參數入手，通過IEC標準接口獲取信息。由于SCADA/EMS系統與TMR系統的設備命名可能不一致，所以在設計接口時建立了一張設備映射表，該映射表定義了對同一設備名的索引功能。

整個軟件的體系結構共分為如圖所示的六層：

第一層為系統硬件層。各服務器和工作站采用基于RISC/CISC芯片的各種硬件構架工作站、服務器和微機，如COMPAQ、ALPHA、SUN、IBM、HP及各類PC。

第二層為操作系統層。操作系統采用成熟的符合國際工業標準的實時、多用戶、多任務純WINDOWS?NT4.0/2000/XP，POSIX/UNIX或LIN-NUX操作系統。

第三層為通用平臺層。通用平臺可以視為上層應用系統和底層不同硬件系統和不同操作系統之間的一個中間件軟件包，其有效地將上層和底層隔離，與此同時基于不同的計算機體系結構和操作系統建立分布式并行處理平臺，該平臺提供的開發環境會為上層應用的設計和運行提供幫助。

第四層是數據支持層。數據支持層提供理論線損計算、網絡拓撲模型及網絡接線結構的實時數據等，以及統計線損的數據。

第五層是功能應用層。該層是本系統的主體，利用數據支持層提供的標準化數據訪問接口，獲取需要的信息可通過C/S模式得到，在線進行計算。計算出的信息存儲在線損數據庫中以供分析和查詢。

第六層是用戶接口層。用戶接口層事實上是功能應用層計算結果的展現。采用可視化技術，把計算數據直觀展示給用戶，使用戶對電網的損耗情況有一個及時、直觀、清晰的了解。此外，通過離線計算分析模塊，用戶可進行模擬仿真計算，對電網的損耗情況進一步分析，獲得對電網線損更加深入的認識。

系統以在線計算模式為主，但同時提供離線分析模式，可隨時截取實時斷面或加載歷史斷面進行研究。離線分析利用實際電網模型，截取實時斷面或加載歷史斷面，并進行調整實現對研究場景的設定，分析在設定場景下的電線損耗情況。可視化線損分析系統依賴于在線計算模塊提供的歷史數據，通過各種手段展示直觀的可視化圖表。

4結語

本文主要探索了配電網理論線損計算分析工作方法，利用自動化裝置傳輸的數據進行實時的線損計算，可以幫助并指導電網，從而達到經濟運行。

參考文獻：

[1]姚亮.基于GPMS配電網線損管理系統研究[D].福州：福州大學，2017.

[2]張勤，馬瑋，付錦，等.中壓配電網規劃態線損計算方法[J].電氣技術，2018，19（2）：42-45.

（作者單位：國網遼寧省電力有限公司鐵嶺供電公司）