低壓線損及其計算方法的分析研究

向洋洋

(國網四川省電力公司綿陽供電公司，四川 綿陽 621000)

1 引言

隨著我國改革開放進程的不斷推進，國民經濟有了大幅提升，隨之也帶動了我國的科技進步，而能源問題逐漸映入了學者們的眼簾，如何對能源進行合理高效的應用成為了當今世界的熱點問題[1]。在諸多能源種類中，由于電能具有傳輸快、無污染等優點，廣泛地應用在各行各業中，在我國的國民經濟起到了巨大作用[2]。隨著我國電力系統規模地不斷擴展，輸電線路基本已覆蓋我國絕大部分疆域，其中配電線路更是縱橫交錯，遍布于我國各個地區[3]。然而，根據目前數據來看，低壓配電線路產生的線損很大，因此電網也重點關注了配電線路的線損查找問題，圖1為電力職工正在進行線損的排查。為保證輸電線路運行的安全性及經濟性，提升電力企業的生產效率，對低壓線損進行分析及計算具有重要意義。為此，本文首先闡述了線損的概念及低壓線損的產生因素，隨后分析了低壓線損的等值電阻法及前推回代潮流算法，并對這兩種算法的優缺點進行了探討。

圖1 線損的排查

2 線損的相關概念

2.1 線損的定義及組成

線損是指輸配電線路在運行時產生的損失，電能在經過導線時就會不可避免地產生損耗，尤其是經過大量的輸送及分配，電能損失就會加大[4]。

線損的分類如圖2所示，根據特點的不同可以將線損分為可變損耗、固定損耗及其他損耗。按照線損的種類可以分為管理線損、理論線損和統計線損[5]。

圖2 線損的類型

其中可變損耗是指輸配電線路中流通的電流在經過導線時所產生的損耗，是輸配電線路無法避免的一種線損。當經過導線的電流越大，則產生的損耗也越大，可變損耗是產生線損的重要原因。同時，當電流在流經電力設備時，也會產生一定大小的可變損耗。

固定損耗也是輸配電線路無法避免的一種損耗，固定損耗的大小與外加電壓有關，與電流無關。當電網的電壓波動不大時，可以認為其固定損耗也是穩定不變的。

其他損耗則是指在輸配電線路進行電能的輸送及分配時，除去線路自身的可變及固定損耗外的其他損耗。其他損耗的產生原因較為復雜，可能是人為，也可能漏電產生的，一般來說很難確定其原因。

管理線損是指由于電網的管理部分管控不嚴格等問題導致的線損，這種線損無法通過計算得出，也并無規律，只能通過大量的統計得到。

理論線損一般是指固定損耗及可變損耗之和，可以通過理論計算得到。理論線損一般與輸配電線路的運行方式及電網的相關參數有關，可以通過科技的創新及完善使得理論線損降至最低。

統計線損即為電網的實際線損，一般是由上述管理線損及理論線損組成。

2.2 線損影響因素

線損在一定程度上影響了電網的可靠性及經濟性，尤其是對于線損占比較大的低壓配電網來說，明確其線損產生的原因顯得尤為重要。一般來說，低壓配電網線損的影響因素有供電方式的影響、低壓線路接地的影響、三相不平衡的影響及其他因素的影響。下面將對上述影響因素進行詳細闡述:

(1)供電方式的影響

對于不同的供電方式，線路產生線損大小也是不一樣的。低壓配電線路的供電方式分為單相供電及三相供電兩種方式，由文獻[6]的線損計算可得，在參數一定的情況下，單相供電方式產生的線損比三相供電方式的線損大，且通過計算可得，前者是后者的6倍。

(2)線路接地的影響

低壓線路的中性點一般均為接地，如果此時發生了單相接地短路事故且并未及時解決，則會造成線損的逐漸增大。因此為避免線路接地的情況，應增大線路導線的絕緣性能，如若出現事故應及時解決。

(3)三相不平衡度的影響

一般來說，當線路正常運行時均表現為三相平衡狀態，而當線路出現問題時，會導致線路出現三相不平衡的狀況。根據研究表明，當線路為三相平衡狀態，此時產生的線損為最小，而當線路表現為三相不平衡狀態時，線損即會隨之增大。

(4)其它原因對線損的影響

除了上述原因外，還要其它原因會對線路的線損造成影響，例如電力設備出現老化或者存在偷電情況，均會導致線損的增加。

3 低壓線損計算方法

在了解線損的產生原因及影響因素的基礎上，需要對線損的計算方法進行深入探討。目前計算線損的常用方法為等值電阻法及前推回代潮流法，下面分別對這兩種算法的計算原理進行分析，然后對兩種算法的優缺點進行評價。

3.1 等值電阻法

運用等值電阻法計算線損時，需要網絡結構及參數等原始數據，具體流程及步驟如圖3所示。首先需要用戶的用電量等參數計算出等值電阻的值，然后求解出線路首段的均電流，明確了負荷的形狀系數后，根據經驗值對損耗進行計算。

圖3 等值電阻法的計算流程

3.2 前推回代潮流計算方法

前推回代法的基本計算思路為:首先根據基爾霍夫定律確定各個節點及支路的電流，然后確定出各個節點的電壓，既可對潮流及線損進行計算。具體流程及步驟如圖4所示。

圖4 前推回代潮流法的計算流程

3.3 兩種算法的優缺點

運用等值電阻法計算線損時，需要網絡結構及參數等原始數據，且計算過程較為簡單，得出的線損較為精確，但該方法在計算時進行了大量的假設，使得計算出的線損具有一定的局限性。而前推回代潮流算法的收斂速度較高，且計算過程并未做大量簡化，因此計算結果較為可靠。

4 結論

為降低低壓配電線路的線損，提升電網運行的可靠性及經濟性，本文針對低壓配電線路的線損展開了研究。本文首先闡述了線損的概念及低壓線損的產生因素，隨后分析了低壓線損的等值電阻法及前推回代潮流算法，并對這兩種算法的優缺點進行了探討。本文研究成果對后續低壓線損的研究提供了一定的理論依據。