浅谈10kV配电网线损精细化管理及计算模型研究

刘道新　胡航海　曹占峰　高媛

摘 要：10 kV及以下配电网由于其点多面广的特点，其损失电量比重超过40%，远高于其他电压等级，是降损重点。该项目研究在智能电表被大力推广、采集系统信息化日渐成熟的大背景下，针对10 kV配电网特点，从配电网结构、构成要素角度出发，探索10 kV手拉手线路和含开闭所的10 kV线路线损模型的构建，为线损工作深化精益化管理提供理论依据，有力支撑公司加强智能电网、现代配电网建设。

关键词：母线不平衡 线损 模型 手拉手线路

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）06（b）-0037-04

线损是电网电能损耗的简称，是电能从发电厂传输到用户过程中，在输电、变电、配电和用电各环节中所产生的损耗。线损率是综合反映电网规划设计、生产运行和运营管理水平的关键技术经济指标，线损管理是电网企业重要的管理内容，强化线损管理是节约成本、提升效益最直接有效的手段，按2014年数据测算，每降低线损率1个百分点，可节约公司年购电量370亿kW·h，节约购电成本150亿元，相当于增加公司年度利润150亿元。10 kV及以下配电网点多面广，从国家电网公司历年电量与线损统计数据来看，其损失电量比重超过40%，远高于其他电压等级，是降损重点。通过分析，线损高的主要原因是管理线损。管理线损是指由计量设备误差引起的线损以及由于管理不善和失误等原因造成的线损。

近几年，国家电网公司大力推广智能电表及用电信息采集系统，深入开展营配调一体化专项工作，智能化和信息化的快速发展为10 kV配电网精细化管理提供了有利的条件。该文针对10 kV配电网特点，从配电网结构、构成要素角度出发，探索10 kV手拉手线路、含10 kV开闭所线路线损计算模型，并采用实采数据进行了测算，为后续模型的实用化奠定了理论基础。

1 10 kV手拉手线路场景描述

10 kV手拉手线路，也称10 kV联络线路，是供电方式的一部分，正常情况下联络线仅有功率平衡的作用，但遇到电源故障时，可通过联络线给用户供电，因此提高了供电可靠性。目前我国城乡配电网，绝大多数采用辐射状供电模式，由辐射网改造为环网，手拉手环网方式由于其易于实施及结构简单而成为一种常用的环网方式，如图1所示。

从调研情况来看，由于各省管理水平、管理重点不一，部分省公司在10 kV手拉手线路联络开关处有不装表的情况，该节依据装表和不装表两种情况，将图1所示“手拉手”环网接线进行分解简化，构建10 kV手拉手线路线损计算模型，具体如下。

如图2的示例，两条变电站出线经由开关K5联络，以K1所在的出线开始，经由K2专变、K3所在的公变、K4所在的小电源、联络开关K5视作考核单元一；以K6所在的出线开始，经由K7专变、K8所在的公变、K9所在的小电源、联络开关K5视作考核单元二。我们考虑联络开关K5处装表和不装表两种情况，构建10 kV手拉手线路线损模型。

2 含10 kV开闭所线路线损模型研究

随着国民经济的发展，城市负荷密度不断增加，用户对供电质量和供电可靠性提出了更高要求，因而在城镇供电网络改造中，往往需要这样一种配电站——开闭所，虽然该变电站内没有变压器，但它以保证供电可靠性为前提，可以优化网络接线、降低电网损耗、减少10 kV供电电缆或架空线路的使用量并实现电能的第二次合理分配。因此加强开闭所监控，进行开闭所母平计算极有必要。该节针对10 kV线路从变电站出线侧开始，经开闭所分支后，到达配变之间的线路这一场景，构建线损模型，具体如下。

2.1 含10 kV开闭所线路场景描述

如图3所示，两条变电站出线经开闭所分配后，分为4条10kV线路向配变供电，鉴于该文只考虑变电站出线到开闭所进线、开闭所出线到配变之间的线损，为简化模型，将开闭所出线所带配变统一打包成负荷处理。

同样地，考虑开闭所进出线开关装表和不装表两种情况。

2.2 含10 kV开闭所线路线损模型说明

当开闭所进出线开关处装表时，将线损模型分解为变电站出线到开闭所进线、开闭所母线不平衡、开闭所出线到负荷3部分考虑。假设流出母线为正、流入母线为反，模型构建过程如下。

（1）变电站出线到开闭所进线部分模型，如K1～K3，其他类似。

线损电量L1i=（K1正+K3正）-（K1反+K3反） （1）

线损率LR1i=[（K1正+K3正）-（K1反+K3反）]/（K1正+K3正）×100%（2）

（2）开闭所母线不平衡模型。

线损电量L2=（K3反+K4反+K5反+K6反+K7反+K8反）-（K3正+K4正+K5正+K6正+K7正+K8正） （3）

线损率LR2=[（K3反+K4反+K5反+K6反+ K7反+K8反）-（K3正+ K4正

+K5正+K6正+K7正+K8正）]/（K3反+ K4反+K5反+K6反+K7反+K8反）×100% （4）

（3）开闭所出线到负荷部分模型，如K5～K9，其他线路类似。

线损电量L3i=K5正-（K9+K5反） （5）

线损率LR3i=[K5正-（K9+K5反）]/K5正×100% （6）

当开闭所进出线开关处未装表时，将变电站出线到负荷打包处理。模型构建如下：

线损电量L=（K1正+K2正）-（K1反+K2反+K9+K10+K11+K12） （7）

线损率LR=[（K1正+K2正）-（K1反+K2反+K9+K10+K11+K12）]/（K1正+K2正）×100% （8）

理论线损模型及计算方法同第一小节，此处不再赘述。

3 仿真算例

由于篇幅有限，该文只针对第一节中的手拉手线路模型进行仿真分析。仿真计算采用的软件为ETAP，根据相关基础数据，计算得到ETAP计算参数。

国网北京大兴供电公司旧宫供电所管辖范围内，某开闭站的两条出线，在供电过程中为保证供电可靠性形成了拉手线路，且在拉手开关处已经安装计量装置，下面以这两条线路为例进行仿真建模。

3.1 设备参数

设备参数见表1、表2。

3.2 仿真模型

10 kV手拉手线路仿真模型如图4所示。

3.3 计算分析

从用电信息采集系统中获取2015年9月8日计量表抄表数据，各配变当日的平均负载率约为38%，负荷功率因数为0.9，根据以上数据对这两条线路进行计算分析。

（1）仿真模型理论线损计算如表3所示。

（2）按照第一节中的模型进行管理线损计算。

①一线所在考核单元。

线损电量=5219-5211=8 kW·h；线损率=8/5219×100=15.3%。

②二线所在考核单元。

线损电量=4332-4323=9 kW·h；线损率=9/4332×100=20.7%。

③假设在拉手开关处未装表，则将一线、二线合并处理。

线损电量=9551-9534=17 kW·h；线损率=17/9551×100=17.8%。

4 结语

该文研究的10 kV手拉手线路和含10 kV开闭所线路线损计算两个模型，从管理线损和统计线损两个方面进行考虑，是对线损精益化管理的一次探索创新。从计算原理可知，装表的计算方法比不装设时更复杂，需要的数据量也更多，但计算结果更精细准确。从计算结果可知，装表时可分别算得各段线路的线损率，对比同期线损与统计线损能及时发现营配贯通、跑冒滴漏等管理线损问题；同期线损与理论线损对比侧重元件线损对比，挖掘技术线损，提供降损决策依据。该模型具有较强的实践意义，可在有条件地区进行实际应用，更好地指导实际的降损工作。

参考文献

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