郴州35 kV及以上电网降低损耗工作现状分析及策略

张磊，朱云鹤，唐军，晁储乾，尹慧

(国网湖南省电力公司郴州供电分公司，湖南郴州423000)

郴州35 kV及以上电网降低损耗工作现状分析及策略

张磊，朱云鹤，唐军，晁储乾，尹慧

(国网湖南省电力公司郴州供电分公司，湖南郴州423000)

从电网结构、运行方式和网损结构三个方面分析了郴州电网网损结构的特征。在郴州电网结构和运行方式特征的基础上，提出了相应的降损技术和管理措施。提出当前新形势下郴州35～110 kV电网网损管理的工作思路。

输电网络；网损；降损增效；技术措施；管理措施

降低输电网络的损耗是当前电力体制改革大环境下电网运营公司提高经济效益的重要研究课题之一。35～110 kV电压等级输电网络损耗大约占地市公司全网总损耗的40%～50%，研究35～110 kV输电网络降损技术方案，制定有效的管理措施对降低整个电网电能传输损耗，提高企业经济效益具有重要意义。

郴州电网作为湘南电网的重要组成部分，无大型电源支撑，境内小水电资源丰富，水电装机容量超过了地区最大负荷，但绝大部分机组都是无调节能力的径流式小水电。近年来风电装机规模的不断增大，水电、风电主要集中在偏远的山区，且同期性强，风水集中上网时，输送通道重载运行和远距离传输至负荷中心，造成传输损耗大幅增加。加上近几年以来的产业结构调整，负荷需求增长疲软，一大批高耗能的冶炼负荷淘汰，夜间负荷大幅降低，而风电在夜间的出力高，这就导致了本地区无法及时消纳，向省网倒送潮流，使传输距离更远，产生损耗更大。对郴州电网网损特征进行分析，结合降损技术和管理措施提出了电网经济运行的工作思路，为该地区输电网络降损增效工作方案的制定提供参考。

1 现状分析

1.1 电网结构特征

截至2016年12月底，郴州电网形成了以一座500 kV变电站为核心，12座220 kV变电站为支撑，向110 kV电网辐射的主体网架结构。受地理环境、经济、人员活动等因素的影响，部分县级区域35 kV输电网络仍然为主要的网架支撑，担负着偏远地区电力输送的任务。

郴州地区水电资源丰富，水电装机容量达1883.469万kWh，主要集中在东部、东南部地区，而负荷主要集中在人口、经济活动密集的中、西部地区。近年来，风电等新能源发电企业蓬勃发展，截至2016年12月，并入郴州电网的风电装机容量达810.3 MW，已达水电装机的43.02%，且规模仍在不断增大。风电大幅增加正逐步改变郴州电网的结构和运行方式特征，给电网发展带来了新的机遇和挑战。

此外，郴州电网还担负着向境内高铁牵引变、电铁牵引变、多家大型直供工业用户供电的重要任务。地方电网郴电国际通过15条110 kV线路并入郴州电网，维持趸售关系。

1.2 运行方式特征

郴州地区的供电负荷主要集中在以城前岭、北湖、塘溪、蓉城、马托为中心的中、西部地区，负荷受气温、经济活动规律等因素的影响而产生波动，主要分为夏季、冬季大负荷方式和春季、秋季小负荷方式。东部、东南部地区是径流式小水电装机密集区域，水电出力与降雨活动的相关性较强，每年3—8月的雷雨季节水电大发，根据水电出力特征，又可分为枯水期和丰水期的运行方式。

综合电源出力和负荷变化特征，郴州电网的全年运行方式可分为枯水期大负荷方式 (12月—第二年2月)、丰水期小负荷方式 (3月—6月)、丰水期大负荷方式 (7月—8月)、枯水期小负荷方式 (9月—11月)。电网潮流呈现出在丰水期东电西送，枯水期北电南送的基本格局，潮流方式变化大。

从2015—2016年的运行经验上看，春季和冬季为大风季，风电平均出力高，在7月—8月的夏季风况相对较差，风电出力低。

郴州地区负荷变化情况主要是:冬季和夏季两个负荷高峰期，冬季大负荷方式的负荷水平要高于夏季，春季和秋季负荷水平较低，春节期间大量工业、企业房间，是全网的最小负荷方式，但某些局部农村地区由于农民工返乡影响，负荷增幅很大。

2015年9月以来，受经济产业结构调整和下行压力影响，电网负荷增长缓慢，甚至出现了负增长。同时，并网风电装机规模在不断增大，2016年风电年上网电量13.9亿kWh，仅较水电发电量少3亿kWh，2016年风电最大上网功率达602 MW(10月21日)，风电发电同时率达到了80%。在风电出力的不断增加，地区电力负荷需求减少，降雨活动频繁等因素的影响下，负荷就地消纳能力降低，向省网倒送出力增多，造成远距离迂回送电，从而改变了郴州电网的潮流历史格局。蓉城变主变由下网重载转变为上网，外沙、罗霄等变电站主变、同荷线、罗麻Ⅰ线、罗麻Ⅱ线等线路重载甚至过载运行。新的运行情况使电网损耗大幅反弹，达到了7 579.289 4万kWh。

此外，受外界环境因素和电网建设的影响，郴州110kV桥口、天堂变、箕山变主变负载率有大幅降低，主变空载损耗大，造成损耗率较高，也产生了不必要的损失。

1.3 郴州网损结构特征

根据郴州电网结构和运行方式特征，郴州地区35 kV及以上电网损耗可分为220 kV线损 (高铁趸售线路)、220 kV变损、110 kV线损、110 kV变损、35 kV线损、35 kV变损、站用电损耗7个部分。以2017年1月份的数据为例，2017年1月份，公司35 kV及以上电网供电量66 434.448万kWh，主网售电量57 340.625 2万kWh，转供省网电量8 145.270 8万kWh，损耗电量948.206 5万 kWh，网损率1.43%，较指标值 (2.45%)低1.02个百分点。主网供电量组成部分见表1。

表1 郴州电网主网供电量组成部分

由表1可知，1月份郴州35 kV及以上电网供电量中，220 kV省网供电量所占比重最大，达53.44%。本地区水电、风电及火电发电量占郴州全网供电量的半壁江山，风电出力与地区水电出力基本相当，随着风电并网装机容量的不断增大，风电发电量可能超过本地区水电发电量。

1月份35 kV及以上电网损耗中，各电压等级电网损耗及所占比例见表2。

表2 1月份网损组成部分

表2中各电压等级变压器总损耗405.50万kWh，占比41.26%；线路总损耗577.27万kWh，占比58.74%。由表2可知，110 kV线损所占比例最大，达35.26%，其后依次是:35 kV线损、110 kV变损、220 kV变损、35 kV变损、220 kV线损。此外，站用电损耗约为80万kWh。

郴州220 kV线损主要是4条高铁趸供线路产生的损耗，在全网损耗中占比很小。

220 kV变损主要是境内20台220 kV主变空载损耗和负载损耗之和，这部分损耗中，空载损耗占有很大比重，考虑到供电可靠性，安排220 kV主变经济运行可行性较差。

110 kV线损在全网总损耗中所占比重最大，主要是因风电大规模并网导致的传输损耗增大引起，风电场一般位于负荷较少的偏远地区，需远距离传输至负荷中心消纳，造成了这部分损耗电力及所占比例逐渐上升。因此，采取各种措施，110 kV线路的降损空间较大。

110 kV变损占有一定比例，随着运行方式和负荷结构的变化，特别是郴州产业结构的调整，一些高耗能的冶炼企业逐步淘汰，原桥口、天堂、宜章、沙子塘、同祥等变电站负荷水平大幅减少，安排这些变电站的主变经济运行方式，可以有效降低网损电量。此外，某些变电站负荷具有一定的季节性，例如团山变、秀水变，在春、秋季时负载率较低，可安排主变经济运行方式。

郴州地区的小水电主要是经35 kV线路并网，雨季时大量水电出力上网导致某些35 kV线路重载甚至过载运行，产生大量损耗，但受网架结构影响，这部分损耗在全网损耗中所占比例较低，且运行方式调整不灵活，降损空间较小。

35 kV变电站主要分布在偏远的农村地区，农村地区在春节时的负荷占比最大，平时负荷较小，安排两台主变配置的变电站经济运行，也可以降低网损。

1.4 郴州主网损耗的主要特征

综上所述，可总结出郴州35 kV及以上电网损耗呈现出以下几点特征:

1)郴州电网结构框架已形成，但仍有薄弱环节，部分县域35 kV电网仍然为输电主干网架，传输相同功率的电能，110 kV网络损耗更低。

2)郴州负荷、电源分布不均匀，风电、水电资源丰富，但可调节性能差，网损电量受电网运行方式变化的影响大，且呈现出出力不断增大，负荷增长缓慢的趋势，导致转供省网的电量增多，造成负荷远距离传输，增大了网络损耗。

3)风电场以110 kV升压站的形式并入郴州电网，且一般位于负荷较少的山区，随着装机规模的不断增大，将严重影响郴州电网损耗变化特征，出力不能就地消纳，使负荷远距离传输，增大网络损耗。

4)受郴州地区电源分布和负荷分布不均衡影响，部分设备负荷下网功率大，引起重载，部分设备上网功率多，引起重载。

5)从1月份的网损数据看，110 kV线损在网损中所占比例最大，其次是35 kV线损、110 kV变损和220 kV变损、35 kV变损。

2 降网损工作效果及意义

郴州电网35 kV及以上电压等级电网损耗约占全网总损耗的40%，按照郴州电网用电均价计算，每降低1 kWh的损耗，将使郴州电网增加约0.658元的效益，意义重大。将影响主网损耗变化的因素归纳为3大类:电网结构、潮流方式和降损措施。

2015年，郴州电网110 kV及以上网络损耗电量为:5 657.45万kWh，网损率0.89%，网损电量较2014年减少3 168.24万kWh，达到历史最低值。网损电量和网损率大幅降低的原因有:1)电网结构优化，减少网损大约1 500万kWh；2)运行方式优化，减少损耗约310万kWh；3)退出单台主变，减少损耗约100万kWh；4)母线电压调整，减少网损约20万 kWh；5)电网潮流影响，降低网损约1 200万kWh。

由此可知，电网结构和潮流方式的变化对网损的影响最大，降损措施虽作用相对微弱，但1年约降低400万kWh的电量损耗，将增加约250万元的经济效益，价值仍然可观。降损工作需从优化电网结构和运行方式入手，电网调度、规划、建设等多部门联合行动，才能达到理想效果。

3 降损措施分析

3.1 降损技术措施

降低35 kV及以上电压等级主网损耗，实现电网经济运行，技术手段是根本，管理手段是关键，根据郴州地区电网结构和运行方式特征，结合国内外电网降损工作经验，主要提出以下几点原则:

1)最大限度地实现有功的就地消纳，避免远距离迂回送电。湘南电网缺乏大型电源支撑，郴州水、风电资源丰富，但绝大多数水电都是没有调节能力的径流式小水电，有水则多发，无水则少发；风电的可控性和可预测性差，但郴州风力发电同时率高，最高可达80%。优化调度，实现水、风电出力的近距离消纳，避免有功功率大规模从省网吸收或倒送省网，可减少远距离传输的电量，从而降低网络损耗。目前郴州发电资源主要集中在东部、东南部的资兴、桂东和汝城地区，加强外沙变与中部城前岭、塘溪、北湖变等负荷中心的电网联络，既可优化出力送出路径，又可提高外沙、罗霄片电网的电压稳定性。借助资兴建立大规模数据产业园的契机，改善该片区团山－秀水－瓦家坳－分水岭、凉亭坳－高石头、竹坪－波水长藤摸瓜般的电网结构，可大幅优化该片区水电的送出通道，降低网络损耗。此外，根据运行方式的变化，合理安排欧阳海、小东江、花木桥等电站的并网路径，尽量减少北宜线、月万线供带负荷，均可以实现有功潮流的优化传输，减少迂回送电。

2)电压调节分层分区、就地平衡，避免无功大规模远距离传输。实现电压分布的合理调节，可减少无功大规模远距离传输所产生的网络损耗。郴州地区电源、负荷分布不均匀，无功补偿设备故障率高、无功调节手段落后，调节手段低，电压越限事件频发，不利于降损增效工作。加强无功设备全寿命周期管理，降低故障率，保持可调节能力；采用高新技术手段，引入AVC、SVG等设备，实现电压自动调节，例如福冲变配置SVG自动调节电压，该变电站各段母线电压越限频次大幅减少；丰水期东部、东南部电网电压偏高是当前电网电压所面临的突出问题，加强小水电机组管理，优化小水电机组无功出力，制定差异化的无功功率因素考核指标势在必行。

3)合理安排主变及线路运行方式，减少设备轻载、重载率。当前负荷和电源分布结构的变化趋势下，箕山、桥口、天堂、同祥、沙子塘主变负荷大幅减少；宜章变主变负荷受恒兴钢厂生产周期影响，负荷变化幅度大；高湾、龙门、下湄桥、嘉禾、月家岭、肖家、团山、秀水等变电站居民负荷比例大，与气温相关性强，气温高或低时重载运行，气温适宜时轻载运行；江湾、麻树下、波水、高石头等主变受小水电出力的影响，丰水期重载运行，枯水期轻载运行。保持主变、线路负荷运行在合理区间内，减少设备轻载、重载概率亦可降低设备的损耗率，提高经济效益。

4)优化不同类型电源开机方式，提高经济效益。以资兴煤矸石电厂为例，资兴煤矸石电厂经竹坪变并网，装机容量60 MW，资兴北部小水电群装机容量约30 MW，全部经竹坪变上网，竹坪变最大负荷20 MW，合理安排资兴煤矸石电厂开机方式，丰水期停机，北部小水电群出力可大多在竹坪变实现就地消纳；枯水期安排开机，既保障了竹坪变负荷的近区电源，又为焦岭片电网提供了一个较为可靠的电源支撑点。此外，发挥欧阳海、花木桥等具备一定调节能力电站调节性能，强降雨时蓄水少发电，优化开机方式，实现资源的更优化配置。

3.2 降损工作管理措施

明确关口计量，加强计量管理，使统计数据能反映真实的网损情况，把工作落在实处，是当前降损工作所面临的最突出问题。同时，强化网损数据的统计分析，做好网损预测工作是降损工作的前提；实施降损方案，优化电网运行方式是重点；及时总结经验，分析效果，将结论进行反馈是优化；协调调度、发展、检修、计量等多部门联合行动是关键。

1)加强计量管理，提高关口表计准确率。保证统计的网损数据与实际情况相符，才能使降损工作开展具有实际意义，弄虚作假，应付了事则使降损工作难以开展。目前，同期线损系统建设已进入关键阶段，但形势不容乐观。110 kV及以上线路模型配置率、可算率已达100%，但仍存在以下问题:高石头变凉高线5123隔离开关无法装表只能配置近视模型；表计异常或故障影响计算的合格率，例如:下湄桥变502开关、罗霄变602开关等；新投产设备表计及时安装、上用采系统的问题等。35 kV线路中苏仙公司电网结构复杂，高峰电站特殊运行方式及表计问题导致线损计算不合格；资兴公司存在4条35 kV线路因水电站无法采集计量档案；桂阳裕丰变、桂东水庄、双溪还未装表等问题。截至2月26日的数据，母线电量平衡中，220 kV母线不合格还有1条，110 kV还有4条，35 kV还有34条不合格，不合格原因均为表计或者档案故障、异常等。10 kV母线平衡率中，估计将有数量超过50%的母线不合格。建立调度、计量、发展、运检等部门的协调机制，落实责任，从而确保关口计量准确的工作已迫在眉睫。

2)加强线损统计分析、预测和理论计算。郴州主网线损包括220 kV线损、220 kV变损、110 kV线损、110 kV变损、35 kV线损、35 kV变损、站用电损耗七大类。加强线损的统计分析，得出重损线路、变压器、线损异常设备等相关明细，进行原因分析，提出改造建议。结合郴州电网运行规律和发展特征，对下月网损情况做出预测，根据预测结果提出经济运行方案。对电网线损进行理论计算，实现改变不同运行方式降损效果的沙盘模拟推演。以上三方面的内容都是制定降损方案的重要依据。

3)根据设备检修计划合理安排方式，制定电网经济运行方案。月度检修计划方式安排应考虑电网的经济运行，根据理论计算结果，2015年福冲变集中检修的电网运行方式调整幅度大，增加了大约94.79万kWh的损耗，集中检修效益分析中应考虑经济运行因数安排。同时，应根据设备检修情况，对比分析多种运行方案，在确保电网安全、优质的基础上，优先考虑经济的运行方案。

4)提出电网规划、改造建议。2015年的估算数据显示郴州电网结构优化降低了约1 500万kWh的网络损耗。相对于电网运行方式调整，优化网络结构达到的降损效果更加明显。加强网损管理后，可为电网规划、改造提供经济运行方面的依据。

5)加强 “非正常”线损的排查与治理。郴州电网经历了将近40年的运行与发展，结构日趋完善，网损管理工作是一项复杂而又艰巨的工作，统计报表中依然存在遗漏关口、不合理关口。部分供电所所用电计入站用电损耗，导致分线或分主变损耗异常，显然不合理。因历史原因，部分用户结算关口不合理，损耗计入公司网损，也不合理。因此，仍需加强排查与治理，提出改造建议。

4 工作思路

电网事故处理提出了 “情况明、判断准、行动快、指挥得当”的13字方针，将其应用于降损工作当中可提高降损工作效率。首先是网损管理要“情况明”，做到表计准确，统计数据真实、可靠、可用。其次是分析结论要 “判断准”，坚持统计数据分析，预测下月电网设备的负荷及损耗情况，得出准确的结论。再次是降损措施要 “行动快”，根据分析结论、预测结果，结合月度检修计划，制定电网经济运行方案，实施方案。最后， “指挥得当”要求总结、反馈降损效果，提出电网规划、改造建议和更优化的措施，使情况更明、判断更准、行动更快，如此循环往复，实现更大的效益。降网损工作流程如图1所示。

图1 降网损工作流程

1)继续完善同期线损管理系统。

随着同期线损建设工作的不断推进，目前110 kV线损、35 kV线损的明细数据已基本可用，待母线电量平衡、变损上线后，只要保障母线电量平衡率及关口配置率、可算率、线损率合格，就可以保证数据的真实性、可靠性和可用性。因此，必须扎实推进同期线损系统的建设工作，工作思路包括两方面:一是走在指标前面，《2017年一体化电量与线损管理系统全年重点工作检查指标》规定了同期线损系统建设各项工作的月度指标。二是迫切急需建立协同配合机制，同期系统存在表计、档案、建模三方面的问题，涉及调度、运检、计量、发展四个部门，应成立由对口责任人组成的工作小组，责任落实到人，整改期限落实到位。

2)坚持执行统计、分析、预测、理论计算的制度。

首先，强化线损的统计分析工作，坚持每月2日前完成两份报表，3日前完成另两份报表，10日前完成1份分析报告的制度。四份报表包括 《网损报表》、 《分线、分变压器损耗明细报表》、《10 kV专线电量统计明细报表》、 《母线平衡率统计报表》；一份分析报告是 《网损分析和母线电量平衡分析报告》，总结网损指标完成情况，分析降损效果，提出工作建议。

其次，落实网损预测工作，坚持每月25日前完成 《第×月设备负荷及损耗预测报告》，经过历史运行积累，不断地提高预测质量。

再次，加强线损的理论计算工作，目前省公司每年组织两期理论线损计算工作，分别为大负荷方式和小负荷方式的理论线损计算。同期线损系统建设完善后，将根据SCADA系统数据，完成理论线损的实时计算，根据郴州电网结构和负荷特征，可实现线损分析工作的沙盘模拟推演，将为电网经济运行方案的制定提供强有力的依据。

3)制定月度经济运行方案。

根据电网运行方式的变化特征、《网损分析月报》、《损耗预测报告》、《郴州电网电压管理月报》等依据，结合月度检修计划，考虑最经济的方案，形成 《国网郴州供电公司第×月电网经济运行方案》，将方案制定的内容纳入月、周停电计划中。

4)落实方案、总结、反馈及建议。

执行月度计划，计算检修方式安排增加的电网损耗，降损措施减少的网络损耗，将结论写入下月《网损分析月报中》，涉及电网规划、改造的结论，向相关部门提出建议。如此循环往复，降低网络损耗，优化电网运行。

5 结论

1)郴州电网网架主体结构已形成，但局部存在薄弱环节，水、风电资源丰富，潮流方式变化多端。影响网损变化的三大因素中，电网结构、潮流方式作用最大，优化运行方式降损空间虽小，但仍然可观，有利于提高企业经济效益。

2)35 kV及以上电网降损工作应做到情况明、判断准、行动快，指挥得当，优化电网运行方式，提出电网改造建议。

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Analysis on Current Situation and Strategy of Power Loss Reduction in Chenzhou 35 kV and above Power Grid

ZHANG Lei， ZHU Yunhe， TANG Jun， CHAO Chuqian， YIN Hui
(State Grid Hunan Electric Power Corporation Chenzhou Power Supply Company， Chenzhou 423000， China)

This paper analyzes the characteristics of Chenzhou power grid loss structure from three aspects of the power grid structure，operation mode and network loss structure.On the basis of the characteristics of the structure and operation mode of Chenzhou power grid，this paper puts forward the corresponding loss reduction technology and management measures.It proposes some loss management ideas about Chenzhou 35～110 kV power grid.

transmission power grid； network loss； loss reduction and efficiency； technical measures； management measures

TM73

B

1008-0198(2017)05-0023-06

10.3969/j.issn.1008-0198.2017.05.006

2017-03-20 改回日期:2017-05-03