以准实时信息为核心的智能配电网络线损分析

石庆红

【摘 要】就目前而言，我国的智能电网建设不断加快，并且朝着信息化、数字化、自动化的方向发展，强化配网运行监测，做好配网线损分析，是保证供电质量以及电力企业效益的关键。本文提出了一种以准实时信息为核心的线损分析计算方法，希望能够为智能配电网的运行管理提供一些帮助。

【关键词】准实时信息 智能配电网络 线损

基于智能电网监测的角度，配电线路以及变压器端都设置有相应的量测装置，定期将测量得到的数据信息传输到供电局系统，在现有的技术条件下，信息的同步性难以保证，因此，得到的数据可能存在一定的滞后性，只能称为准实时数据。如何利用这些分散在不同系统中的数据进行线损分析计算，是技术人员需要面对的关键性问题。

1 智能配网线损问题

线损是指电能在传输过程中，受线路、设备中电阻的影响以及管理因素等所出现的损耗，其会降低配网的传输效率，增大电力企业的经济损失，同时也会在一定程度上影响供电的稳定性和可靠性。线损率能够对电网企业的规划设置、技术水平、生产运营等进行综合反映，同时也是衡量电能损耗大小的重要技术指标和经济指标。而想要做好线损的管理工作，必须有大量的数据支持，对于数据的实时性或者准实时性要求较高。利用准实时信息，构建线损计算分析模型，可以为降低线损提供良好的基础和前提条件，也是当前电力技术人员需要深入研究的问题。

2 智能配网线损计算方法与模型

在我国，配网线损计算方法主要有等值电阻法、均方根电流法等，采用的模型相对简单，对于运行数据的要求较低，适合进行手工计算。不过，这些基于电流的计算方法计算得到的结果缺乏精度，无法满足智能电网线损管理的需求。伴随着科学技术的发展，更加先进可靠的线损计算方法得到了应用，主要是以准实时信息为核心，结合线路始端的注入功率以及变压器量测终端的准实时功率，模拟配网的实际潮流状态，然后进行线损的计算。相比较传统方法，这种方法将潮流作为状态估计的结果，可以在得到所有支路线损状况的同时，明确节点电压，为电压质量的评估提供参考依据，也能够将结果作为优化计算的数据，为降低线损提供必要的支撑。

2.1 潮流状态估计

状态估计主要是利用冗余数据，预测出最接近系统实际运行状态的参数值，如果其与实际运行状況高度一致，则计算得到的结果也就具备较高的精度和准度。在智能电网中，无论是监测还是调度，都离不开状态估计的支持。不过，考虑到配网本身辐射状的结构分支线路众多，想要在所有的线路中都设置量测装置，必然需要大量的成本投入，因此，就实际而言，量测数据本身较低的冗余度决定了其无法直接采用现有的状态估计方法，需要进行适当的调整。假设电力系统的测量值为Z，则有

Z=h（x）+e

其中，x代表状态量，h（x）表示与状态变量相关的函数，e表示服从正态分布的两侧误差。将实际量测值带入h（x），则结合上述公式可知，电能在传输过程中，会受到各种因素的影响，量测值实际上是由各种误差相互叠加之后的数值。考虑到量测量远超过状态量，可以进行重复量测，提升状态估计的精准度。

2.2 理论线损模型

以潮流法为基础，可以得到比较精确的线损计算结果，结果信息也更加丰富。在智能电网的建设过程中，考虑到成本问题，不可能在所有的线路节点都设置量测装置，而且数据在传输过程中也会受到各种因素的干扰，出现丢失问题，量测量的冗余度相比较实际情况偏低，加上准实时数据本身受到的噪声污染使得其无法直接应用，技术人员必须对数据进行有效处理。因此，为了保证智能电网线损计算的有效性和准确性，这里基于状态估计，构建相应的理论线损模型。

在公式中，U表示线路节点的电压，P表示负荷有功功率，Q表示负荷无功功率。而在实际应用中，准确的量测方差很难获得，不仅要求量测装置的参数合理，还要求运行管理人员本身具备丰富的经验。如果不考虑其他电源的影响，在利用潮流法进行线损计算时，只需要了解符合节点的电压和功率即可，可以直接将负荷功率最为量测量进行计算，有：

公式中，PD0表示负荷有功功率的量测量，QD0表示负荷无功功率的量测量。若选择量测行数作为负荷功率，则一般情况下，在状态估计中，会将相角和电压幅值作为状态量来进行估计，而在估计结束会，也可以利用这些数值进行其他量的计算。这里为了对负荷以及分支线路的功率损耗进行分析，选择作为状态量，矩阵中的α代表节点的电压相角。同时，针对不不等式设置了相应的约束条件，能够在很大程度上减少数据错误对于最终计算结算的影响，以减小状态量和量测量之间的差值作为目标函数的做法，可以针对已经存在的系统状态进行估计。相比较传统状态估计而言，这种方法结合潮流的内在联系，以目标函数以及不等式约束，可以实现对于配网状态的有效评估，具有准确性和便捷性的优点。

2.3 模型求解

现阶段，计算机技术的飞速发展，使得原本困扰技术人员的计算时间和内存占用问题不复存在，因此为了保证计算结果的准确性和收敛性，应该选择鲁棒性较好的算法，如内点法，结合雅可比矩阵和海森矩阵，可以将其应用范围从输电网拓展到智能配电网，在保证稳定性的同时，也能够提高计算速度。

3 结语

总之，在科技发展的带动下，智能电网逐渐得到普及，做好电网线损管理，是发挥智能电网优势的关键所在，电力企业必须高度重视起来，结合智能电网的特点，选择恰当的线损分析计算方法，提升理论线损计算的准确性，为线损率的降低提供良好的数据支持。

参考文献：

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[2]蒋利民，霍大伟，闫华光，等.配电网理论线损计算方法的数值分析[J].电测与仪表，2012（9）：47-51.