区域配电网分压线损率预控指标研究

曾 江，王兴华

（华南理工大学 电力学院，广东 广州 510640）

区域配电网分压线损率预控指标研究

曾 江，王兴华

（华南理工大学 电力学院，广东 广州 510640）

针对区域配电网下达分压线损率指标存在不符合实际情况的问题，本文对区域配电网分压线损率预控指标进行了研究。通过对区域配电网线路损耗和变压器损耗分别建立损耗计算模型的途径，得到了配电网分压线损率的计算方法，并给出了制定分压线损率预控指标的技术路线。最后，本文给出了应用该方法对某区域配电网进行分压线损率指标计算的结果，将其作为该区域配电网线损预控指标下达。从而改善了现行区域配电网分压线损率指标下达方法的盲目性，为继续挖掘配电网的节能降损潜能提供了保障。

配电网；分压线损率；计算模型；指标制定

线损率是电网经营企业一个综合性的核心技术经济指标，加强线损管理是电网企业一项长期的战略任务和系统工程。而给区域电网下达科学合理、公平公正的线损率指标是电网企业线损管理的首要任务。目前，区域配电网线损率指标的下达是电网企业根据前一年线损率情况制定后一年的线损率指标。该方法所制定的线损率指标不能完全挖掘区域配电网的全部降损潜力。因此，为了找到合理的线损率指标下达方法，同时为了对线损率进行准确评估，更好地开展节能降损工作，有必要进行区域配电网分压线损率预控指标的研究。

文中针对不同区域配电网的实际情况，对配网不同电压等级的线损率指标根据配网结构、网络连接、设备参数、发电负荷以及电源规划、电网规划、负荷预测等数据进行理论计算。

文中得到的区域配电网不同电压等级的综合线损率更加贴近线损率的真实值，可将其作为指标下达。从而，使得线损管理水平得到有效提高，使电网企业形成资源节约型、环境友好型的生产方式具有重要的基础意义。

1 配网分压线损计算

为了分压线损率预控指标准确地下达，为了清晰地观察到配网理论线损构成，本文对配网线路和变压器分别进行了线损率预控指标计算模型的建立。目前，配网中计量自动化的较为普及，对于不同电压等级配网可进行逐台变压器、逐条线路进行损耗电量的计算。

2 配网线路损耗计算模型

线路损耗主要是在线路传输电流过程中，因焦耳热而产生的损耗。

假设配网某电压等级下线路的条数为N，则该电压等级下所有线路的损耗电量可表示为：

其中，ΔAl为该电压等级所有线路损耗电量总和，ΔAli为第i条线路的损耗电量。

第i条线路的损耗电量计算公式如下：

其中，ii（t）为该线路t时刻电流，Ri为该线路的等效电阻，Pi（t）为该线路t时刻流经的功率，cosφi为该线路t时刻的功率因数，U （t）i为该线路t时刻线的电压，T为线路损耗计算时间。

为简化计算，在计算时间T内进行如下假设：

1）线路电压无波动，均取为额定电压Ui；

2）线路功率因数无波动，取平均功率因数cosφavi；

3）线路电阻无波动，取为线路电阻的标称值R0i。

引入反应各条线路负荷波动的参数，形状系数K2i：

则单条线路损耗电量为：

其中，Ai为该线路T时间内有功电量。

2.1 配网变压器损耗计算模型

配网变压器分为公用变压器和专用变压器，对于专用变压器的损耗一般是由企业承担，因此在制定线损率指标时，仅考虑公用变压器损耗。公用变压器损耗分为固定损耗和可变损耗，对于固定损耗和可变损耗需要分别建立计算模型。

2.1.1 固定损耗计算模型

变压器的固定损耗与变压器运行时电压和频率有关。由于变压器在运行中，电压和频率的波动很小，对于可调压变压器分接头对变压器固定损耗的影响在某电压等级下众多变压器中会存在相互抵消的效果，故此可忽略其影响。

因此，配网某电压等级下变压器的固定损耗电量可用下式计算：

其中，P0j为该电压等级下第j台变压器额定空载损耗，n为该电压等级下变压器台数，T为损耗电量计算时间。

2.1.2 可变损耗计算模型

变压器的可变损耗与变压器运行时的电流有关。单台变压器的可变损耗可通过其与变压器运行电流和额定负载损耗的关系计算。

因此，配网某电压等级下变压器的总可变损耗电量为：

其中，ΔATJ（变）为该电压等级下第j台变压器可变损耗电量。其计算方法为：

其中，Pkj（t）为该变压器t时刻的损耗功率，ij（t）为该变压器t时刻电流，INj为该变压器的额定电流，Pkj为该变压器的额定负载损耗功率，Pj（t）为该变压器t时刻功率，cosφj（t）为该变压器t时刻功率因数，Uj（t）为该变压器t时刻电压，T为变压器损耗计算时间。

为简化计算，在计算时间内进行如下假设：

1）变压器电压无波动，取为额定电压Uj；

2）变压器功率因数无波动，取平均功率因数cosφavi；

另外，与线路损耗计算类似，同样引入反映变压器负荷波动的形状系数：

则单台变压器可变损耗电量为：

其中，Aj为该变压器T时间内有功电量。

2.2 配网分压线损率计算方法

假设区域配网某电压等级的总供电量为A，则该电压等级的计算技术线损率为：

其中，ΔAl为该电压等级线路损耗电量，ΔAT（固）为该电压等级的变压器固定损耗电量，ΔAT（变）为该电压等级的变压器可变损耗电量。

3 线损预控指标制定

通过上一节中配网线损计算方法，对线损率指标下达前一年的区域配网数据进行计算，得到当年配网线损率，再根据区域配电网的电网规划、设备参数以及负荷预测等数据，对线损率指标下达年的线损率进行修正，再配合区域配电网的管理线损情况[17]，可得区域配电网分压线损率预控指标，具体的技术路线如下：

1）从区域配电网计量自动化系统获得线损率指标下达前一年的设备参数、有功电量、无功电量、负荷等数据，收取指标下达年的配网设备参数、电网规划、负荷预测等数据；

2）对指标下达前一年的配网线损进行计算，得到当年各月线损率数据；

3）根据指标下达年的配网设备参数、电网规划以及负荷预测，将指标下达前一年的配网各月线损率进行修正，等到指标下达年各月的配网技术线损率；

4）结合区域配电网管理线损情况，预测指标下达年配网管理线损水平提高情况，将管理线损加入到技术线损中，即可得到区域配电网分压线损率下达指标，进而对区域配电网进行分压线损率指标的下达。

4 案例分析

以某区域110 kV电压等级配电网为例。

4.1 线路损耗计算结果

从区域配电网计量自动化系统可获得110 kV电压等级配网全部线路型号、长度以及指标下达前一年各月有功电量、无功电量、最大负荷、最小负荷[18]，进而可以计算出每条线路的电阻、月平均功率因数、月平均负荷以及线路的月份形状系数。

根据式（4）进行单月单条线路损耗电量计算，再根据式（1）计算得单月该电压等级下的线路损耗电量，进而得到单月该电压等级下的线路线损率，如表1所示。

表1 各月线路线损率计算值

由表1可计算得到该区域配电网指标下达前一年的110 kV电压等级的线路损耗电量为17 105万kWh，线路线损率为0.379%。

4.2 变压器损耗计算结果

从区域配电网计量自动化系统可获得110 kV电压等级配网全部变电站的所有变压器的型号、容量以及月有功电量、月无功电量、最大负荷、最小负荷，通过变压器型号可以查到变压器的额定空载损耗和额定负载损耗，进一步可以计算出每台变压器的月平均功率因数、月平均负荷以及各变压器的月形状系数。

根据式（5）进行单月该电压等级下所有变压器固定损耗电量计算，根据式（9）进行单月单台变压器可变损耗电量计算，再根据式（6）计算得单月该电压等级下的所有变压器可变损耗电量，将所有变压器固定损耗与可变损耗相加，得到单月该电压等级下的变压器损耗电量，进而得到单月该电压等级下的变压器线损率，如表2所示。

表2 各月变压器线损率计算值

由表2可计算得到该区域配电网指标下达前一年的110 kV电压等级的配网变压器损耗电量为22 619万kWh，变压器线损率为0.493%。

4.3 分压线损率计算结果

根据该区域110 kV电压等级的配电网的指标下达前一年各月分压统计供电量以及前文计算的各月分压线路和变压器损耗情况，可以计算得到该区域配电网指标下达前一年各月分压线损率，如表3所示。

表3 各月分压线损率计算值

由表3可计算得到该区域配电网指标下达前一年的110 kV电压等级的配网总损耗电量为39 724万kWh，分压线损率为0.853%。

4.4 指标下达年分压线损率预控指标的制定

假设区域配电网指标下达年的配网设备参数、电网结构等配网基本参数与指标下达前一年一致。结合该区域电力发展等情况，预测该区域指标下达年的供电量较指标下达前一年的供电量有5%的提升，负荷等情况基本维持不变，因此，对指标下达前一年分压线损率进行修正可得到指标下达年的分压线损率，如表4所示。

表4 指标下达年各月分压线损率修正结果

由表4可计算得到该区域配电网指标下达年的110 kV电压等级的配网总损耗电量为 39 793万kWh，分压技术线损率为0.814%。

根据该区域配电网管理线损水平，预测指标下达年管理线损在配电网综合线损中所占比例由指标下达前一年的30%提高到25%。

由此可得到该区域配电网分压综合线损率为1.085%，即将该值作为该区域配电网110 kV电压等级线损率指标进行下达。

5 结束语

文中分别建立了区域配电网线路和变压器损耗计算模型[19]，给出了详细的推导过程，为区域配电网线损预控指标的制定提供了技术路线，给出了某区域电网的分压线损率的指标计算实例。本文为区域配电网分压线损率指标下达提供了计算方法和理论基础，改善了现行的区域配电网分压线损率指标下达的盲目性，为继续挖掘配电网的节能降损潜能提供了保障。另外，本文提出的技术线损计算方法用于过往年份技术线损的计算，可用来评估过往年份的管理线损水平。

[1]温建春，韩学山，张利.一种配电网理论线损计算的改进算法 [J].电力系统及其自动化学报，2008，20（4）：72-76.

[2]杨东俊,黄涌.电网线损理论计算分压汇总模型设计[J].华中电力，2006（5）:4-6，15.

[3]王永，刘伟，彭茂君，等.基于实时量测数据的10kV配电网线损自动化管理系统[J].继电器，2007，35（19）:34-37.

[4]DL/T686—1999，电力网电能损耗计算导则[Z].

[5]彭立明.关于制定农村低压线损指标的几点思考和建议[J].农电管理，2003（1）:24-25.

[6]王刚军，王承民，李恒，等.基于实测数据的配网理论网损计算方法[J].电网技术，2002（12）:18-20.

[7]张伏生，李燕雷，汪 鸿.电网线损理论计算与分析系统 [J].电力系统及其自动化学报，2002，14（4）:19-23.

[8]贾芳明 （JIA Mingfang）.对制订低压线损指标的几点建议[J].农村电气化，2005（8）:52.

[9]都长春，张焰，陈章潮，等.配电网网损计算的新方法的研究[J].中国电力.1999（2）:38-40.

[10]丁心海，罗毅芳，刘巍，等.改进配电网线损计算方法的几点建议[J].电力系统自化，25（13）:P57-60.

[11]成立奇.线损指标下达中存在问题的探讨[J].农村电气化，1995（10）:22.

[12]刘存雷.利用“电量法”线损理论计算法制定线损指标[J].农村电工，2011（4）:43-44.

[13]杨宝山.制订农村低压线损指标的六个要点[J].农电管理，2006（7）:47.

[14]田宏杰.线损分析预测在供电管理中的应用[J].电力系统保护与控制，2010（7）：77-80.

[15]吴安关.电力网线损率指标的分析预测与考核[J].供用电，1996，13（6）:2-7.

[16]任武亮.低压线损的分级考核[J].中国电力企业管理，2007（16）:31.

[17]刘一田，孔震，李萌.Web应用中故障检测机制的研究与改进[J].陕西电力，2012（11）：66-69.

[18]邱进.一种应用于多断口光控真空断路器的同步控制系统的设计与实现[J].供用电，2015（5）：69-73.

[19]袁江伟，石祥建.一种适用于变频器低电压穿越电源的三重Boost电路仿真及实验分析[J].供用电，2016（3）：68-75.

Research on diffirent voltage line loss rate index of distribution network

ZENG Jiang，WANG Xing-hua
（School of Electric Power，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China）

According to the problem that regional distribution network issues a different voltage line loss rate index is not consistent with the actual situation，this paper studies the regional distribution network different voltage line loss rateindex formulation to solve this problem.This paper establishes the regional distributionlines and transformers loss calculation model respectively in order to provide the calculation method of distribution networkdifferent voltage line loss rate，and this paper puts forwardthe technical route of different voltage line loss rateindex formulation.Finally，this paper gives different voltage line loss ratecalculation results in a regional distribution network by this method，and the result could be used to as the regional distribution network different voltage line loss rateindex.Thus，the blindness of current issue method of regional distribution network different voltage line loss rateindex can be improved，and this can providesecurity for the energy saving and loss reduction of distribution network.

distribution network；different voltage line loss rate；computational model；index formulation

TN0

：A

：1674-6236（2017）08-0100-05

2016-03-25稿件编号：201603344

曾 江（1972—），男，江西萍乡人，博士研究生，副教授。研究方向：电能质量分析与控制、电力系统分析、智能配电网、节能技术等。