基于臺區線損分析平臺的異常線損分析研究

梁學雄

摘 要：為解決電力系統中出現的壓臺區損失率較高、配電效率較低等問題，文章對用電信息采集系統進行了整體研究;結合采集的實際數據和理論數據，設計了臺區線損分析平臺，對異常線損進行分析研究。為驗證其有效性，并以某供電公司異常線損案例分析，驗證該技術的可行性和有效性。分析0.4kV和10kV分壓線異常線損的原因，結合地區實際情況和理論線損數據，提出了針對性解決措施，為電力企業的臺區線損治理工作提供了科學依據。

關鍵詞：分析平臺;臺區線損;多源數據互補;配電網

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2021）08-0162-04

Research on Abnormal Line Loss Analysis Based on Station Line Loss Analysis Platform

Liang Xuexiong

（Foshan Nanhai Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Company， Foshan 528231， China）

Abstract：In order to solve the problems of high loss rate of the platform area and low distribution efficiency in the power system， the paper conducts an overall research on the electricity consumption information collection system， and combines the collected actual data and theoretical data to design the station area line loss analysis platform to analyze and study abnormal line losses. To verify its effectiveness， an abnormal line loss case analysis of a power supply company was used to verify the feasibility and effectiveness of the technology. Analyze the causes of abnormal line loss of 0.4kV and 10kV partial voltage lines， and combine the actual situation of the region and the theoretical line loss data， put forward targeted solutions to provide a scientific basis for the line loss management of power companies.

Key words：analysis platform; line loss in station area; multi-source data complementation; distribution network

0 引言

全球經濟的快速發展帶來了生態環境的破壞和污染問題，為了可持續發展，必須擴寬節能減排路徑和領域，優化執行效果。其中，電力行業在節能減排任務上有很重要的戰略意義，是非常重要的領域之一。而線損率因直接關聯和反饋電力企業能源損耗程度及水平，對于電力企業運行規劃、技術研發及創新、運營管理等一系列活動均有一定的影響，已然成為其節能減排發展的重要測度指標;在整個電力系統線損中臺區線損比重較大，其所帶來的電能損耗占據較大比值，是節能中優先控制的重點。為此，目前，多數電力企業將監控臺區線損作為未來節能發展的關鍵點，予以重點推進[2]。而且，當下在農電一體化的大發展趨勢影響下，如何減控低壓臺區線損是節省電能、謀求電力低成本、高效能發展的重點之一，但因為技術、經驗等條件限制，讓線損減控面臨著諸多困難，成為國內外關注的焦點，并據此，從不同層面進行了諸多研究，并得出一些減控的理論成果和方案。針對此，文章將著眼于系統整體，以電信系采集系統為重點，深入探究融合多源數據技術的異常線損分析技術，以驅動線損分析的智能化發展，破解線損減控的困境。

1 臺區線損分析平臺設計

1.1 主要功能

異常線損分析是實現減控的前提，而研究引入的臺區異常線損分析平臺具有線損率波動、歷史曲線、明晰、合格率等分析功能，整體的構成如圖1所示。

1.2 數據采集

臺區異常線損分析平臺采集的數據類型多樣，涵蓋了電流電壓、功率及功率因素、諧波、電能、分相電能及組合有功電能示值，這些數據采用單一的分析技術并無法適從，需要融合不同類數據源分析技術，通過不同工況下異常線損數據的融合，才能達到準確分析、識別線損的目的[1]。

1.3 物理架構

平臺以B/S架構搭建，整體組成包含Web、運算及數據庫等服務器，以及配套的網絡軟硬件設施。其中，各類服務器分別異常線損數據的采集、傳輸、修正、分析及存儲，以便準確獲取、識別線損率，且為確保線損數據采集及傳輸的雙重安全性，需配設防火墻于該分析平臺與其它系統之間的接口;網絡軟硬件設施則是用于支撐平臺運行的網絡環境，其由路由器、網絡和中繼器等構成。

1.4 停電事件流程設計

在停電事件發生后，需由電表依照圖2的流程予以上報，具體而言，首先，電能表將停電狀態傳輸至終端，由該終端依據事件狀態數據，在秉承既定上報規則的前提下，暫存事件信息;如果傳輸的狀態數據中未涵蓋相應的電能表停電事件，則將該上報狀態字暫存;而若相反，如果上報的狀態數據中涵蓋了帶能表停電事件，則應該根據具體情況，對上報狀態字進行后續抄讀、確認、傳送復位命令及暫存等流程操作。

2 異常線損典型案例分析

2.1 電量構成分析

以某供電公司為例，其在2019年的0.4kV和10kV分壓線損電量如表1所示。對于0.4kV分壓線損電量構成，線損原因主要是低壓導線線路老化，導線橫截面積過小。其中總損失中異常線損的比率高達93.5%，明顯高于其他損失比率6.4%;對于10kV分壓線損電量構成，10kV線路線損主要原因為變壓器型號老舊，導線橫截面積過小。其中線路損耗占比總損耗的81.6%，其他占18.4%。

2.2 異常線損分析

（1）10kV高損線路。從5條路線分析10kV高損線路，結果如表2所示。

結合表2中的理論線損值，對各線路線損的原因分析如下：線路1線損負荷主要集中在城市的老舊小區中，而造成該區臺線損率畸高的原因，源于線路勞損、過耗、導線橫截面過短等問題;線路2損失率多發，是因為其處于新舊城區交匯處，線路負荷過大、變壓器運行過載、導線分支線路布設過長，這些是造成其線損高發的根源;線路3損失源于其導線分支線路過多，且多布設于配電網的末端，供電電壓受限，造成高線損率;線路4損失，是因為線路末端承載過量負荷、過窄的導線橫截面無力承擔高負荷，引致線損增大;線路5線損，則歸因于過密的分支、過于分散的用電量、失當的用電負荷配置，增加了線路老化速率，進而提升線損率。

通過對10kV線路線損率分布進行統計可知，基于理論的測算，因城鎮中心多布設10kV線路的變電站，而農區則聚集了用電負荷，且多分配在10kV線路的末端位置，如此，極大的擴展了供電半徑，降低了供電電壓。0.4kV高損臺區線損率。從5個臺區分析0.4kV高損臺區線損率，如表3所示。

結合表3中的理論線損率，對0.4kV線損原因分析如下：①1號臺區多發線損，主要歸因于其配設于配電網的末端，受限于配電變壓器容量及耗電量，使其線路一直處于超負荷運轉;②2號臺區的變壓器三相負荷配置失衡、電力負荷過于分散，擴展了供電半徑，讓線損率提升。采用臺區自動識別技術分析臺區負荷，通過分析模型發現有1個0kW·h電量單相表計用戶，所以，原因歸于現場接線錯誤;③3號臺區處用電量小，在整條線路的最末端，該臺區導線橫截面積較小，且導線老舊。另外，通過采集系統分析該臺區的負荷，發現該臺區多了一位不存在的用戶。需要對該區再次進行正確信息采集建立檔案; ④4號臺區低壓分支側的導線與主干線導線橫截面積相差較大。利用臺區自動識別技術分析其負荷，發現有漏抄了2戶的電能表，另外還有兩戶有竊電行為;⑤5號臺區多設于老舊小區，電力負荷及線損服務半徑均超過正常范圍，促使變壓器負荷過載。對比而言，實際與理論線損存在既定差異，而異常線損平臺中獲取的該臺區電力負荷、數據等波動性較大，是造成線損率畸高的根源。

經過對線損率高發的供電臺區分布特征的分析可知，引致其居高不下的深層原因有：地處老舊小區的區位因素是根源，其超負荷的用電需求，越界的供電半徑，過窄的導線橫截面，均是引發線損的主因。尤其隨著用戶增加，擴增的線路粉質過多，急速提升了用電負荷，并加速線路老化速率，讓變壓器超負荷運轉。而且，農區配設的變壓器容量過小，也增加了其負荷運轉的概率，提升了線損率。

2.3 臺區線損分析結果

通過實測分析，可得不同臺區線損合格率如圖3所示。由圖中數據可知，各臺區線損合格率均呈現較優的狀態，其中，1、2號供電所的臺區線損合格率均達到了98%以上，說明該臺區的線損管理工作較為成功;而5號和7號供電所的臺區線損合格率則相對較低，因此需要加強這兩個供電所的線損管理工作。

3 存在的問題及整改措施研究

3.1 臺區存在的問題

基于線損的實際與理論值對比發現，供電公司線損的管理及技術層問題歸因：①城市中心布設的變壓器容量過小、負荷過載，且頻繁遭遇竊電，引發了高發的線損率，需予以重點關注。而農區變電器負荷雖小，但是用電分散、需長時間運轉，如此，造成配電網布設失當、缺失合理性，減小了導線橫截面、增大了供電半徑;②未匹配系統、有效的運維規劃，造就一些低壓變壓器超時長負荷運轉，且未能給予及時、有效的運維管理，造成變壓器帶病工作;③變壓器裝機容量設計不合理，存在低配高需、底需高配的問題，用電負荷小的區域配設大容量變壓器，而用電負荷大的區域配設較小容量的變壓器，造成線損率直線上升;④老舊小區耗電量的急速上升，增加了線損及設備的運行時間及老化速率，變壓器超負荷運轉，造成線損率升高。第五，臺區負荷失配造成低壓線損損失率攀升，增加線損減控難度。

3.2 臺區整改措施

對于臺區存在的問題提出5點整改措施。①整改線損臺區的基礎設施，調配負荷狀態，加裝節能變壓器，以調高變壓的功率因數，提升變壓器的無功補償，并強化故障表的運檢、更換規劃的制定與實施。加大對竊電行為的打擊力度;②從整體上合理布局配電網結構，控制導線分支線路、供電半徑、用電負荷，以減少超負荷、過載、過長供電，以提升配電網的線損合格率及經濟效益;③采取相應的措施，最大限度控制線損帶來的負面影響，通過運營管理環境優化、技術革新等多元化手段，來重塑電力企業的社會形象，確保其供電穩定性，以實現經濟及社會效益的雙贏;④強化臨時用電的稽查監管性，以及時、高效的整停變壓器，并需提升智能電表采集的運維管理;⑤深化整改智能電表功能，以確保其達到載波技術要求，并采用管理、技術手段整治線損率畸高的臺區。而通過整改實踐可知，在2個月短期的治理后，線損率超過10%的臺區有明顯下降趨勢，下降率達80%，由此，驗證了上述基于多元數據互補技術進行異常線損分析，具有高效、可行性。

4 結語

依據上述方法，融合系統采集及理論等動員數據，進行異常線損分析的技術，基于平臺對于臺區線損率波動、歷史曲線、明晰及合格率等多源數據融合，能夠高精準的異常線損識別，而且，以某供電公司不同臺區的異常線損狀態及原因進行實證分析后，充分驗證了該技術平臺的應用高效性、可行性。最后，基于理論與實際線損問題，給出的針對性解決建議，可為不同臺區線損率減控提供有效支撐，其實現了配電效率、安全可靠性的多重提升，研究具有理論與現實意義。

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