线损分析的研究现状及其发展趋势

摘要：线路功率损耗是影响电力系统运行经济性的重要因素。为降低线损，需将实际线损进行统计，并将所得的统计线损与理论线损相比较，以便进行线损分析，加强对线损的管理。为此，本文介绍了线损分析的最新研究成果，以及作为未来发展趋势的综合线损分析系统应具有的主要功能，并介绍了系统实现中应注意的几个问题和实现方法。 关键词：SCADA、GIS、电力系统、综合线损分析系统、理论线损、实际线损 中图分类号：TM714

The Present State of Research and Trend in Development of Line Loss Your name Your company,city,province,postcode Abstract：The line energy loss is an important factor affecting power system operating economy.It is necessary to collect variaties of data and compare the line loss taken with theoretical values for decreasing the line loss and improving the management. Thus, this paper is refered to the advanced research results and the synthesis line loss analysis system as the trend of future research, which is introduced by the realizing method and the problem should be paid attention. Key word: SCADA、GIS、power system、synthesis line loss anlysis system、theoretical line loss、real line loss

0 引言        配电网的电能损耗不仅与电网的结构和负荷性质有关，而且还与企业的管理水平有关。在供电所的线损管理中，管理线损是左右统计线损的一个重要因素。由于这种损失无规律可循，又不易测算，通常又称之为不明损耗。因管理不到位形成的电能损失在整个实际线损中占有较大的比重，在某些地方，部分环节甚至还相当严重。通过线损分析，可以深入了解本单位线损的起因、性质、各组成部分所占比例等因素，找出影响损失的主要因素，并有针对性地采取相应的措施，以较少的投入取得较大的降损效果和经济效益[1]。        线损率是表征电力工业经济效益和技术管理水平的综合性指标。线损有统计线损和理论线损，两者的差异是由于计量装置误差、漏抄、错抄、违章用电和窃电等因素引起。通过理论线损计算便于运行管理部门进行分析，从而采取切实可行的降损措施，以达到最大的经济效果。理论线损还为线路技术改造提供理论依据，当理论线损和统计线损都超过正常线损率许多时，说明该线路存在技术上不合理的因素，需进行技术改造。

1 基于SCADA的实时理论线损        现有供电局基本实现了调度自动化，甚至变电所实现无人值班，在调度端可采集到大量的实时数据。如SWJ-700型 SCADA/EMS调度系统，对变电所各端口传输上来的电流、电压、功率除了实时显示外，还以5 min一次的频率进行实时数据的保存。经测试和资料表明，5 min一次的实时数据，完全可以代表电力系统运行状态[2]。用这个数据进行 10 kV配网的完全、实时理论线损计算，相对于典型 日法，无疑是一大进步，其得到的理论线损，与实际线损更为接近了。         根据目前的资料表明，国内在开展实时理论线损研究的线路，主要是 35 kV及以上的线路，应用在10 kV配网上的几乎没有。出现这种情况的根源，在于10 kV配网与35 kV及以上的输电网的特点有很大的区别。 1.1  35 kV及以上的电网的特点 (1)35 kV及以上电网线路参数数据稳定。一般来说，35 kV及以上的线路，线路结构简单，极少有分支线路，从一个变电所出来后，直接进入另一电压等级的变电所。线路建成后几年，甚至几十年，其线路及主变参数均稳定不变。因此，对于 35 kV及以上线路，建成后在调度端进行相应的线路模型的数据输人，就可较长期使用。     (2)理论线损计算与线路的运行方式无关。35 kV及以上输电线路，在线路出口端及主变侧均可获得实时数据，因此，其理论线损的计算与其运行方式的改变无关。 1.2  10 kV配网的特点 (1) 10 kV配网参数数据复杂多变。l0 kV配电线路一般是县级供电局管理的主要线路，它的数量多、分布范围广，一般自变电所引出后沿线接有很多不同容量的配电变压器和分支线路，而每条分支线路的参数又各不相同，这给线损计算带来很大的困难。这种线路一般仅在变电所母线的引出端接有表计，实测电流，而在其他分支点则无固定的测量表计。 (2)10 kV配网运行方式的多变性。为提高供电可靠性，我局对 l0 kV线路进行了分段和联络。一般农村线路以10-16台配变为一段对线路进行分段，城区以6-10台配变为一段运行分段。线路末端进行手拉手形式的联络。因 此，l0 kV配网的运行方式经常在变。        因此，对于 10 kV配网来说，一旦运行方式改变，就要改变线路模型参数;哪个时段对应哪种运行方式，要由电脑保存下来，以便在月末按各种运行方式对应的时段进行理论线损计算。以上两种要求，如要在 SCADA/EMS的调度系统中实现，对调度人员来说工作量非常大，这几乎是不可能的，更会造成调度端人员和系统的运行混乱。

2 配网GIS(地理信息系统)的应用        GIS是以ORACLE数据库为信息基础，结合ORACLE空间数据库和 Mapinfo Spatial Ware的空间数据管理系统而成的，可进行地理信息和MIS(管理信息系统)的信息综合处理。GIS上的线路图形由MIS中的数据生成，两者的数据库是同一数据库，只是表现形式(界面)不同[3]。配网GIS将数据库中的数据与地理图上的线路相结合，使线路的维护变得相当直观和容易。随着相应功能的开发，当分段或联络开关状态量改变时，运行人员只要在GIS线路联络图上把开关状态量改变，线路运行的数据模型随即改变。因此，此时调度端的实时数据与线路的实际参数和运行方式完全一致。这样，用实时数据来计算 10kV配网的理论线损才变为现实。

3 综合线损分析系统          综合线损分析系统是电能计量自动化系统主站的高级应用部分。目的在于以电能量或负荷等数据为基础，通过计算理论线损，并与统计线损相比对鉴定网络结构和运行的合理性、供电管理的科学性找出计量装置、设备性能、用电管理、运行方式、理论计算、抄收统计等方面的问题，以便采取降损措施为电力运营企业的电网经济运行提供决策支持。市场上的电能计量自动化系统目前只能完成基本的电能量采集和统计分析，获得统计线损和统计线损率，未能计算理论线损、未能将理论线损和统计线损有机地结合起来。另有独立的理论线损计算软件没有与系统的统计线损结合起来作比较，难以用于降损分析、线损分析。开发一套完整的综合线损分析系统势在必行。 3.1  综合线损分析系统体系结构        综合线损分析包括输电网线损分析、配电网线损分析和低压电网线损分析。从电压等级看，分别覆盖了35-110KV输电网线损、 10KV线路（配电变压器）配电网线损、0.4KV低压电网线损。综合分析系统是充分利用现有各种信息，实现系统线损各小指标的自动生成、分析与考核，实现线损的单、多值自动条件分析和降损措施的辅助制定功能，建成综合性、智能型线损分析监控系统，从而达到提高线损分析工作效率和管理科学化的目的。         电力系统具有一定的系统结构，其层次结构和网络结构完整地描述了电力系统的立体拓扑结构，如果该结构中每个节点的信息描述足够完备的话，则形成了整个电力系统的知识库。实际上，电力系统的层次结构可从两个方面进行描述：电网本身的层次结构和与管理隶属有关的层次结构。在应用中，是从这两个模型中抽取（抽象、提取）具体的应用模型，综合线损分析系统是其中的应用之一。电网本身的层次结构可以描述为：全局、局属单位、变电站、母线（主变压器）、送电线路（联络线）、低压线路、低压用户；与管理隶属有关的层次结构可描述为：全局、局属单位、变电所、变电工区。 目前电力系统的自动化系统与线损有关的系统包括调度自动化系统、配电自动化系统、生产和营销、远程抄表系统、负荷控制系统等，任何一个系统都不能独自完成整个系统的综合线损分析，需将相关的数据进行有效的集成和组织，在此基础上进行进一步的加工和分析，内容包括线损统计分析、理论线损计算、线损比对、降损分析，最后形成各种分析报表。

3.2  系统的功能模型与分析 该系统的主要功能应该包括以下几个方面。 (1)数据输入方式上能够实现基于网络示意图的网络参数输入。 (2)输电网理论线损计算：内容有网络拓扑、状态估计、潮流计算、线损计算。 (3)配电网理论线损计算：内容有等值电阻法、计算精度较高的均方根电流法、解决弱环网问题的改进迭代法。 (4)低压电网理论线损计算：内容有台区损失法、电压损失法等。 (5)理论线损与统计线损的比较：内容有按电压等级分别列出变压器、线路等的损耗比较，并与上年以及历年的分压线损和分类线损进行比较。 (6)提供降损决策分析：内容有调整电压降损、送电线路升压降损、并联无功补偿、增加并列线损、增大导线截面积降损等多种决策综合分析。 (7)利用营销 中营业部门每月实抄售电能量，按变电站、输电线路、配电线路、配电变压器台汇总电能量，计算分线、分站、分级线损电能量和线损率，将以上数据按规定格式生成线损统计报表，逐月存盘。 (8)系统对下列值进行分析<< p="">