計量裝置管理在低壓線損管理中的應(yīng)用與探析

滕亮

（國網(wǎng)湖北省電力有限公司羅田縣供電公司，湖北 羅田 438600）

0 引言

某電網(wǎng)企業(yè)屬于中型國有企業(yè)，供電所目前共有10kV 線路30 回，公用線路29 回，專用線路1 回。線路總長195.034km，共有變壓器1113 臺，其中公用臺變210 臺，專用臺變903 臺。柱上開關(guān)共144 臺，自動化開關(guān)17 臺。據(jù)統(tǒng)計，該企業(yè)高低壓綜合電壓合格率完成2.03%，低壓線損率為4.51%，供電可靠率超過99%，綜合電壓合格率超過99%。該企業(yè)能夠基于自身供電管理工作的實際情況，基于無線通信模式開發(fā)低壓有限集抄系統(tǒng)，用以實現(xiàn)采集用電數(shù)據(jù)，在線分析線損率以及對配電用電信息進(jìn)行實時監(jiān)測的目的。從計量裝置管理的角度，對其在低壓線損管理中的應(yīng)用進(jìn)行分析，對促進(jìn)電力企業(yè)的運行發(fā)展具有積極的意義。

1 線損計算原理

在充分考慮線損理論的情況下，應(yīng)以統(tǒng)計學(xué)和概率論的相關(guān)原理，對低壓電網(wǎng)的線損情況進(jìn)行計算。逐點計算法是當(dāng)前用于線損計算的主要方法，主要以實際的抄表法來代替理論線損計算，得出典型臺區(qū)的理論線損率，再基于數(shù)理統(tǒng)計的原理，計算得到電網(wǎng)公用配變臺區(qū)的理論線損率，進(jìn)而將其作為對線損情況進(jìn)行科學(xué)管理的主要依據(jù)[1]。

具體而言，用于線損管理的逐點計算法，需要在明確低壓線損主要影響因素的前提下，注重選擇合適的典型臺區(qū)容量，對典型臺區(qū)參數(shù)的加權(quán)平均值進(jìn)行計算，得到的計算結(jié)果可以作為該類臺區(qū)的理論線損率。而在計算某配變臺區(qū)其中一種參數(shù)時，需要基于式（1）和式（2）進(jìn)行計算。

式中：Ki——修正系數(shù)；TP——某臺區(qū)參數(shù)；CP——典型臺區(qū)參數(shù)；ai——第i 種因素對該臺區(qū)理論線損率的修正值；CTR——典型臺區(qū)理論線損率；Ki——修正系數(shù)；ω1——權(quán)重。

將相應(yīng)的臺區(qū)電網(wǎng)運行參數(shù)帶入其中后，可以結(jié)合以上公式中的調(diào)整系數(shù)大小，確定對線損率造成的影響。在此基礎(chǔ)上，將得到的幾種不同情況的修正值計算結(jié)果累計相加，就可以得到臺區(qū)的總修正值[2]。然后對臺區(qū)的理論線損情況進(jìn)行計算，如式（3）所示。

式中：TSB——某臺區(qū)線損指標(biāo)。

結(jié)合以上分析，逐點計算法的應(yīng)用，可以直接依靠計算機系統(tǒng)軟件來實現(xiàn)。為保證逐點計算法應(yīng)用的效果，需要充分發(fā)揮計量裝置的作用。計量裝置主要能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運行中產(chǎn)生的線損情況進(jìn)行核算，將線損核算的結(jié)果作為衡量電網(wǎng)運行安全的主要依據(jù)。保障計量裝置應(yīng)用的效果，提升線損計量結(jié)果的準(zhǔn)確性和真實性，是能夠進(jìn)行線損計算的重要前提。

2 電網(wǎng)線損管理與計量裝置管理

2.1 計量裝置管理在電網(wǎng)線損管理中的作用

在電網(wǎng)運行中，為盡可能降低線損對電網(wǎng)運行安全造成的影響，需要對線損情況進(jìn)行預(yù)測和計算分析，以此來為電網(wǎng)的安全運行采取有效的措施。對于計量裝置的管理，一方面需要規(guī)范實際的計量抄錄工作，在抄錄人員手動實施的情況下，人員工作行為會直接影響到線損統(tǒng)計工作的效果。另一方面則需要考慮計量裝置的更換與故障處理，能夠以符合線損管理固有屬性和實際情況的方式，提升計量裝置的應(yīng)用效果[3]。計量裝置本身還作為核實線損情況的主要裝置，直接關(guān)系供電企業(yè)技術(shù)評判的實際效果，因而需要通過合理的計量裝置管理來提升線損計算與核算的準(zhǔn)確性和真實性。

2.2 企業(yè)電網(wǎng)運行及線損管理的實際情況

以實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降損為主要目的，某企業(yè)通過采取了一系列的措施來優(yōu)化提升電網(wǎng)運行和線損管理的實際效果。首先，該企業(yè)能夠結(jié)合自身的經(jīng)營發(fā)展情況，對電網(wǎng)電力負(fù)荷情況進(jìn)行預(yù)測，將預(yù)測分析的結(jié)果作為電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要依據(jù)。例如，基于電網(wǎng)的運行特點，科學(xué)優(yōu)化電網(wǎng)的供電范圍，確定供電半徑。當(dāng)前我國電網(wǎng)企業(yè)中對不同電壓線路的供電半徑標(biāo)準(zhǔn)也存在差異[4]。表1 為10kV 線路供電半徑的推薦值，將電壓線路的供電半徑作為計量裝置優(yōu)化設(shè)計的參考之一，能夠以更經(jīng)濟合理的供電半徑來避免線路末端的多次延伸，合理控制線路的負(fù)荷密度，也有利于計量裝置的管理和應(yīng)用。

表1 10kV 線路供電半徑推薦值

其次，該企業(yè)還通過優(yōu)化電網(wǎng)設(shè)備選型的方式，為電網(wǎng)的優(yōu)化建設(shè)提供更為便利的支持。在這一過程中，需要注重各電壓等級線路的選型和截面對電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的影響。以電網(wǎng)線路建成后5～10 年的線路最大負(fù)荷作為導(dǎo)線截面選擇的計算負(fù)荷，對10kV 線路按照電壓損耗情況來選擇導(dǎo)線截面，應(yīng)以經(jīng)濟電流密度（表2）為依據(jù)。在選擇導(dǎo)線截面的過程中，應(yīng)選擇合適的計算方法，規(guī)范應(yīng)用計量裝置管理的程序，保障獲取的電壓損失值的真實性和準(zhǔn)確性，讓電壓損失值作為選擇導(dǎo)線截面的首要條件。

表2 經(jīng)濟電流密度值單位：A/mm2

再次，以降低低壓配電網(wǎng)的線損率，實現(xiàn)低壓配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行為主要目的，該企業(yè)還從變壓器損耗的角度，在充分考慮現(xiàn)有配變變壓器型號的基礎(chǔ)上，考慮以低功率損耗的變壓器來實現(xiàn)電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性[5]。現(xiàn)階段，能夠用于低壓電網(wǎng)運行的配電變壓器，以S7 系列、S9 系列、S11 系列、S13 系列以及非晶態(tài)合金鋼片變壓器等為主，相關(guān)配電變壓器的功率損耗情況如表3所示。

表3 配變功率損耗

結(jié)合表3 中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，在負(fù)荷一致的情況下，在空載損耗方面能夠按照S7、S9、S11、S13、非晶合金的順序呈現(xiàn)出逐漸遞減的趨勢，且損耗降低幅度普遍在10%以上。其中，尤以非晶合金變壓器的空載損耗情況降低幅度最為明顯。

在明確配電變壓器型號的基礎(chǔ)上，還需要考慮計量裝置本身在使用過程中造成的損耗，對線損情況產(chǎn)生的影響。電能表是當(dāng)前電網(wǎng)運行中最為常見的計量裝置，電能表每月運轉(zhuǎn)的損耗通常在0.4kW·h～1.2kW·h。電能表主要分為機械表和電子表兩種類型，電子表的每月?lián)p耗通常為0.4kW·h，機械表的每月?lián)p耗通常為1.2kW·h 在假設(shè)一個臺區(qū)有100 戶居民，每戶居民的用電量為50 月/（kW·h），計算可以得到電子表和機械表的節(jié)能效果為（1.2-0.4）×100=80kW·h，則減低線損為0.8÷（100×50）×100%=0.016%。基于此可以發(fā)現(xiàn)，在用戶均電量越少的情況下，電子表的損耗降低效果也越來越明顯。

以保障低壓電網(wǎng)的安全運行為主要目的，可以明確應(yīng)用電子表這一計量裝置，對于降低低壓電網(wǎng)的線損情況具有積極的作用。在充分考慮當(dāng)前自動化和智能化電網(wǎng)運行發(fā)展趨勢的前提下，對于計量裝置的管理也應(yīng)能夠基于更先進(jìn)的計量裝置類型，充分發(fā)揮電子式電能表的作用，提升電量測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，以便能夠讓計量裝置在低壓電網(wǎng)的線損管理中發(fā)揮更大的作用。

3 以管理提升計量裝置應(yīng)用準(zhǔn)確性的方法

加強對于計量裝置的規(guī)范管理，用于保障線損計算相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實性，是能夠推動電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)發(fā)展的重要途徑。結(jié)合當(dāng)前低壓電網(wǎng)運行的實際情況，可以采取以下管理措施，提升計量裝置應(yīng)用的準(zhǔn)確性。

3.1 發(fā)揮智能化電網(wǎng)管理系統(tǒng)的作用

基于當(dāng)前智能化電網(wǎng)的總體發(fā)展趨勢，在電網(wǎng)的運行發(fā)展中，可以將計量裝置納入智能化電網(wǎng)的管理系統(tǒng)當(dāng)中，以系統(tǒng)實現(xiàn)對于計量裝置的自動化控制，以便能夠提升計量數(shù)據(jù)記錄和統(tǒng)計的準(zhǔn)確性。同時也能夠利用實際的信息傳遞和共享，實現(xiàn)對于電網(wǎng)線路線損波動情況的分析和控制。在這一過程中，應(yīng)針對計量裝置應(yīng)用的基本功能，設(shè)置具體能夠?qū)τ嬃垦b置進(jìn)行管理的指標(biāo)作為依據(jù)，以更科學(xué)的統(tǒng)計分析方法來實現(xiàn)對于用電營銷和電能計量的規(guī)范管理。

具體而言，以智能化電網(wǎng)管理系統(tǒng)來提升計量裝置的管理效果，可以在系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置用于計量裝置管理控制的子系統(tǒng)或版塊功能，將信息系統(tǒng)與裝置管理結(jié)合起來，按照系統(tǒng)化的設(shè)計思想，以分層開發(fā)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為主，充分發(fā)揮計算機技術(shù)、電力控制技術(shù)、自動計量技術(shù)、遙感通信技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫等技術(shù)的作用，將相關(guān)技術(shù)集成起來，由計量裝置等硬件設(shè)施負(fù)責(zé)采集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，由計算軟件對獲取的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，基于既定的系統(tǒng)程序?qū)τ嬎憬Y(jié)果進(jìn)行分析和判斷，進(jìn)而得出對計量裝置進(jìn)行控制的決策和指令，也能夠?qū)Q策作為對計量裝置應(yīng)用進(jìn)行改進(jìn)的依據(jù)。

3.2 完善線損管理中的電能計量管理體系

健全完善線損管理中的電能計量管理體系，應(yīng)建立在明確低壓電網(wǎng)實際運行情況的基礎(chǔ)上，基于明確的線損管理領(lǐng)導(dǎo)小組，配合線損管理的主要流程開展管理工作。網(wǎng)絡(luò)組織體系如圖1 所示，線損管理主要流程如圖2 所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)組織體系

圖2 線損管理主要流程

結(jié)合營業(yè)電量管理的實際情況，明確低壓電網(wǎng)運行中的線損率變化情況，將其作為進(jìn)行計量裝置管理優(yōu)化和線損管理的主要依據(jù)。某企業(yè)低壓電網(wǎng)營業(yè)電量和線損率管理情況如表4 所示。

表4 某企業(yè)低壓電網(wǎng)營業(yè)電量和線損率管理情況

以提升計量裝置管理效果為主要目的，首先應(yīng)加強對于計量裝置的精準(zhǔn)化管理。在實際的工作中選擇更精確的電能表等級，保障電能表的應(yīng)用質(zhì)量，充分考慮智能電網(wǎng)的推進(jìn)進(jìn)程，合理規(guī)劃計量裝置的輪換頻率，同時積極引入更先進(jìn)的智能計量裝置。在應(yīng)用計量裝置進(jìn)行抄表作業(yè)時，需要針對低壓用戶方面存在的問題，構(gòu)建更標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的計量裝置管理考核方法，保證采集用電數(shù)據(jù)信息的有效性。在此基礎(chǔ)上，還需要注重加強對于計量裝置運行情況的定期巡視，以便能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在異常的情況，對工作中存在的問題進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，讓計量裝置能夠在低壓電網(wǎng)的線損管理中真正發(fā)揮作用。

4 結(jié)語

綜上所述，為保障和提升低壓線損管理的實際效果，可以通過加強計量裝置管理的方式，提升對線損情況以及電路運行情況進(jìn)行計量的準(zhǔn)確性。考慮當(dāng)前市場對電能供應(yīng)提出的大量需求，在保障電網(wǎng)運行安全的基礎(chǔ)上，應(yīng)注重加強對于電能計量裝置穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性的優(yōu)化調(diào)整，在明確電網(wǎng)自身運行情況的前提下，以規(guī)范計量裝置管理行為的方式，有效降低電網(wǎng)運行過程中的線損。