线损理论计算在电网规划和运行管理中的应用

李建坤　刘铭俊　吴婷婷

摘 要：开展线损理论计算与分析是降损节能、加强公司经营管理的一项重要技术管理手段。通过开展某地区电网线损理论计算，分析电网线损分压、分元件构成，及时发现电能在电网中损失的分布规律，暴露出管理和技术上的缺陷，为电网降损、规划建设和运维管理提出合理建议，促进供电企业经营管理成效。

关键词：线损率；线损理论计算；电网规划管理；降损节能

引言

线损指以热能形式散发的能量损失，是电网电能损耗的简称。线损可分为统计线损和理论线损。统计线损是供电企业根据电能表计算出来的实际供电量和售电量之差；理论线损是根据电网设备参数、运行方式、潮流分布以及负荷情况，由理论计算得出的线损[1-2]。线损率是线损电量占供电量的百分数，能综合反映电网规划设计、生产运行和经营管理水平，它与电网规划、建设、运行、检修、营销等各个方面密切相关。随着科技与装备水平不断进步，我国电网线损率从1978年的9.64%下降到2000年的7.81%，2011年又降到6.39%，进步显著。按照当前电网规模，电网线损率下降1个百分点，即每年少损电量420亿kWh，相当于年节煤1380多万吨，少排碳2760多万吨，节能减排成绩斐然[3-4]。

1 线损理论计算软件功能与介绍

线损理论计算采用华中电网公司技术中心研发的《电网线损理论计算分析系统V3.2》，该程序是在继承原版程序优点的基础上，采用基于数据库和图形可视化技术开发的软件分析平台，具备供、配、低各级电力网络的线损理论计算功能，在开发过程中充分考虑线损理论计算工作在本地区开展的实际需求，在数学模型、计算方法和实用性方面较之传统线损计算软件都有所创新，与国内其他同类系统相比，具有计算模型精确、数据采集简便、分析模块丰富等优势[5-6]。该软件已在本省、地、县各级供电部门应用十多年，经过不断升级完善，目前广泛应用于本省电网线损理论计算、线损计划编制和降损规划编制等工作之中。

新版升级软件在以下方面进行了大幅改进：一是升级软件开发平台，可适用于windows xp、win7（32位）及win7（64位）等主流操作系统；二是开发配电网结构参数导入功能，有效利用本地“营配贯通”工作成果，将电网PMS系统中10千伏线路、变压器参数直接导入软件，实现计算参数库及时滚动更新，减少了大量人工操作，同时提升数据质量；三是完善配电网网络重构功能，能够实现配网结构参数的快速调整，及时将配电网运行方式变化反映到计算模型中，有效提高计算的灵活性和准确性；四是增加台区等值电阻法计算和数据导入功能，不仅提高了计算精度还能节省人力物力。

2 本地区电网情况

2.1 线损理论计算有关情况

本次线损理论计算负荷代表日选取在正常天气、电网正常运行方式下，代表电网较大负荷水平的代表日，本地区代表日的选取按照国家电网公司要求，由华中分部负责组织并统一确定负荷实测代表日。本次日负荷实测范围包括全市所有变电站，实测方法为人工抄表与自动采集相结合。代表日实测数据分为变电站实测数据、关口电量数据和台区实测数据。变电站实测数据包括：35千伏以上所有主变各侧总表及各出线整点的有功功率、无功功率、有功电量、无功电量、电压、電流，变压器分接头位置和电容器、电抗器投运数据，全天站用电、母联开关状态。关口电量数据包括：35千伏以上所有主变各侧总表及各出线整点的有功电量、无功电量。台区实测数据包括：选定低压台区首端24小时三相电流、全天有功电量、全天无功电量、电压，台区内各用户全天有功电量。实测数据中有关功率、电压、电流等潮流数据均取自调度SCADA系统，有功电量和无功电量数据取自TMR系统，台区实测数据取自用电采集系统。电容器组（含电抗器）缺少抄见数据，推荐按80%额定容量、全天投运20小时进行损耗计算。35千伏及以上变电站站用电量按实测电量进行计算，缺少抄见电量的110千伏变电站按1.5万kWh/月·站统一计算，35千伏变电站按0.2万kWh/月·站统一计算。

2.2 本地电网基本情况

本市属典型丘陵地带，山区林区较多，供电范围广。2016年本市电网有220千伏变电站14座，主变22台，总容量3630兆伏安，110千伏变电站66座，主变99台，总容量3548.5兆伏安，35千伏变电站129座，主变225台，总容量1400兆伏安，10千伏配变33684台，总容量5461兆伏安。本地区电网主要电源点位于中部500千伏变电站，境内有110千伏上网电厂容量721.9兆瓦，其中光伏电站462.7兆瓦、风电145.5兆瓦；35千伏上网电厂容量60.69兆伏安；10千伏上网电厂容量52.12兆伏安。本次理论计算代表日基本按正常方式运行，无临时负荷转带现象。计算范围包括220千伏主变22台，线路32条，110千伏主变96台，线路92条，35千伏主变207台，线路223条，10千伏线路1209条；随机抽取实测台区137个，其中城网57个、农网80个。2016年代表日全网发电1687.335兆瓦时，代表日全网无损电量4856.340兆瓦时。

3 本地区线损理论计算结果分析

3.1 线损情况

本市近三年电网代表日线损理论计算结果见表1。

从表1可以看出近三年公司线损率逐年递减，尤其是110千伏电网、35千伏电网和10千伏电网，这得益于近几年电网建设、电源点布局变化和农网改造成效。2016年本市电网最大负荷2188.3兆瓦（日最高负荷），日供电量为42146.9兆瓦时；代表日最大负荷为 1417.6兆瓦，为最大负荷日最大负荷的64.80%；代表日供电量为 28812.62兆瓦时，为最大负荷日供电量的68.36%；代表日负荷水平基本代表电网较大负荷水平。2016年代表日负荷较2015年的代表日负荷32873.09兆瓦时（占最大负荷供电量的90.43%）略有减小，对总线损率有一定影响。通过对比国家电网公司系统各电网代表日线损理论计算结果，本市电网线损总体管理水平较为落后，总线损率、35千伏线损率、10千伏线损率和低压线损率都超出全国平均水平。

2016年代表日本市电网各电压等级损耗电量百分比分布情况如图1所示，各电压等级线路和变压器损耗占该层总损耗的比例如表2所示。

由图1可知，线损率占比随电压等级降低而逐渐升高，主网损耗较低，表明电网规划和电源分布基本满足负荷发展要求，存在相当比例的趸售和直供用户，无损电量占比较多。10千伏电网损耗占比33.33%，主要因为大部分10千伏线路位于农村供区，线路运行年限较长、供电半径大、线径小，自动化水平和管理水平落后。0.38千伏低压损耗占比最高为42.33%，反映出农村用户分布分散，低压配变台区三相负荷不平衡、供电半径长等情况较为普遍，低压集抄改造较为落后，台区精益化管理水平亟待提高。由表2可知，220千伏线路损失率很小，主要是由于这一层面大部分用户为无损用户；110千伏线路损失率较上一年有所下降，这是由新投产变电站对电网结构优化引起；35千伏和10千伏线路损失率仍然很高，主要原因是大部分线路在农村供区，接线模式主要为单链、单环网、单辐射，线路运行状况差、老化严重。

3.2 电网问题分析

（1）本市東部电网负荷逐年增长，缺少500千伏电源布点，存在供电能力紧张问题。

（2）部分变电站主变配置或负荷分配不合理。两台主变需并列运行时，电压严重偏高，存在电压难以调节问题，或者当一台检修，另一台就出现过载。

（3）单变（单线）变电站问题依然存在。目前主网系统内还有6座单变的220千伏变电站，26座单变的110千伏变电站，供电可靠性差。

（4）部分220千伏、110千伏变电站容载比偏低问题还将长期存在。

（5）无功流动依然较大，部分地区无功严重不足、电压严重偏低。农网110千伏、35千伏变电站配置不合理，无功补偿不足，输电线路输出距离长、线径小、线路老化现象突出。

（6）农网基础薄弱。尤其是35千伏变电站及线路主要分别在农村供区，接线模式主要为单链、单环网、单幅射，运行年限超过30年的线路占比还很高。

（7）中低压配网结构差，卡口、低电压台区比例高。

（8）部分县市公司对关口计量装置和TMR系统管理维护不到位。关口计量故障未能及时处理，TMR系统数据不完整，TMR网损分析数字化平台不够完善。

4 电网发展管理建议

（1）工业错峰让电与合理利用资源。加强需求侧管理，组织本市大型工业用户在大负荷期间错峰、减产，必要时停产；要求大中型水电厂做好蓄水工作，生物质电厂做好燃料储备，在负荷高峰时发电顶峰。

（2）科学预测负荷增长，合理规划电网建设。扎实开展本地区电网迎峰度夏、迎峰度冬运行分析，实时统计大用户业扩报装情况，科学预测地区负荷增长情况，合理增加电源布点，优化电网结构。

（3）合理安排电网运行方式。做好电力电量分区与整体平衡，对于网架较坚强的部分地区，优先开展经济运行，安全运行和经济运行双管齐下。根据负荷水平、负荷密度合理选择配变新增布点或增容，同步优化中低压供电半径和供区范围。

（4）加快配电网建设，综合治理农网低电压问题。加快农网改造升级进度，通过配变增点增容改造和低压线路改造解决现有存量低电压问题台区；完善低电压综合治理快速响应机制，对低电压问题做到及时发现、迅速安排、快速治理；加强配网运行维护管理，做好配变调压及三相负荷平衡工作，提高配网台区无功补偿装置配置率。

（5）合理安排电网检修。统筹安排停电检修工作，杜绝重复性检修，加强检修计划性，缩短检修时间，尽力优化检修方式，科学制定重载地区及线路负荷转移方案，提高检修技术水平，条件允话的话尽量实行带电检修。

（6）加强电压无功监督、调节工作。实行AVC与人工干预的双重管理，根据电网潮流及时调整AVC控制策略，减小电网无功流动，降低主网损，尽量使用户的无功补偿设备投入使用。

（7）开展台区精细化管理。开展线损实时监控，充分依托用电信息采集系统，对低压台区线损实时监控，及时发现线损异常台区，实时开展台区线损预警工作；加快清理微小电量负损台区；大力开展线损异常排查，督促各县市开展线损异常整改。

（8）加强电能计量装置管理。强化专变用户和台区关口计量装置的配置、安装、轮换等环节管理和监控，严格开展计量装置周检和居民表计运行质量抽检，及时发现和排除计量隐患，推进采集系统自动化抄表功能深化应用，保证计量装置计量精确、抄表数据及时准确。

5 结束语

线损理论计算工作对于供电企业来讲是一项很有指导意义的工作，通过线损理论计算找出电网结构薄弱点，为电网规划、降损方案制定提供数据支持；通过对电网潮流分析，为主网经济运行，调度运行方式安排提供依据；通过分线、分元件的线损理论计算结果与实际统计的分线、分元件结果对比，找出日常线损统计的正确与否，找出管理降损的空间[7-9]。线损管理是一项综合性非常强的工作，涉及到电网管理的方方面面，节能降损措施的制定也是对供电企业其他职能部门工作成效的促进。

参考文献

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