四川电网35 kV及以上电网降损潜力分析

贺星棋，唐 伟2，鲜其军，田佩平，罗 涛

(1.国网四川省电力公司，四川 成都 610041；2.国网四川省电力公司电力科学研究院，四川 成都 610041)

0 引 言

线损理论计算是根据电网结构和运行参数，运用电路理论，对电网元件的理论线损电量及所占比例进行定性和定量分析，并对电网结构和运行方式的合理性、经济性进行鉴定，具有指导降损节能，促进线损管理深化、科学化的作用。一般说来，中低压配电网因设备基础相对差，电压等级低，线损率相对高。四川电网作为全国水电基地和西北、华中电力交换的枢纽平台，存在潮流复杂、过网电量大的特点，由此造成35 kV及以上电网线损电量大，是影响四川电网线损率的重要因素，因此有必要对其进行专题分析。基于2018年7月汛期大负荷方式下的实测数据[1]，对四川电网35 kV及以上电网的理论计算结果进行了分析，考虑各种技术降损措施后，提出了相应的降损潜力，对于指导四川电网进一步降损增效具有重要的参考价值。

1 理论计算情况

2018年7月25日为西南电网统一选定的负荷实测日。代表日当天，四川电网全社会口径装机容量97 214 MW，其中水电77 143 MW，火电16 619 MW，风电2105 MW，光伏1347 MW。主网层面，四川电网：通过±500 kV德宝直流与西北电网联网运行；通过复奉、宾金、锦苏±800 kV特高压直流与华东电网联网运行；通过500 kV洪板、黄万、资思双回与重庆电网联网运行。500 kV纳九线停运，500 kV纳日变电站停运，桃乡第2台主变压器中压侧开关断开，无其他设备检修、停运，无临时负荷转带等。各地区在确保电网安全运行的前提下，保持电网正常运行方式。

表1 全网线损理论计算结果

根据全网线损理论计算结果(见表1)：四川电网10 kV及以上电网分压线损占比为44.91%；35 kV及以上电网分压线损占比达到55.09%，占全网电量损失的绝大多数。这也正是四川电网作为电力交换枢纽平台的直观反映。

整体看来，是否计及过网电量的影响对四川电网理论线损率的影响极大：在计及过网电量的条件下，汛期大负荷方式下四川电网的理论线损率仅为3.75%；剔除过网电量影响，理论线损率则升至7.34%，升高了3.59百分点，增幅达95.73%。由此可见，巨量特高压和大量超高压外送对四川电网输电网线损率影响巨大。

2 电网损耗及降损潜力分析

2.1 500 kV电网

500 kV电网理论计算结果如表2所示。该电压等级线损率为1.15%，较110 kV、220 kV电网分压线损率高。同时，500 kV分压线损电量占比也是各个电压等级中最高的，达到24.8%。

表2 500 kV电网代表日计算结果

注：有功电量为1 041 274.25 MWh，无功电量为160 170.33 MVAh。

从500 kV电压等级损耗的分布来看，线路损失电量占比达到了88.92%，是主变压器电量损失的12.59倍。一是由于四川电网作为国家西电东送的电源送出端和西北火电、风电送华中的电力交换平台，在500 kV线路中存在巨量的过网电量，该部分电量只在线路中产生电量损耗，并不经过主变压器下网；二是四川省是大型水电基地，四川电源集中在西部、省内负荷集中在东部，加之南部、中部的过网外送电量大，500 kV主网潮流呈现从西向东的流向特点，输电通道潮流重，输电距离远：因此，综合造成500 kV线路电量损失远大于主变压器损耗。

从线路损耗的构成来看(见表3)：线损率小于0.2%的线路条数最多，占线路总条数的55.23%；但线损率位于0.5%～1%的线路损失电量最大，为4 507.46 MWh，占线路总损失电量的42.25%，是影响500 kV线路损失的主要因素。进一步分析，线损率位于0.5%～1%的主要线路：一是国调调度的溪洛渡电厂、锦西电厂(直流送出配套电源)水电送出线路，输送电量大导致损失电量大，如溪宾三回和西锦三回共6条线路，产生电量损失2 022.21 MWh，占本区间线路损失电量的44.44%；二是甘孜、雅安地区水电送至成都线路及攀枝花、凉山地区水电送出线路，线路较长，平均为151.4 km，导致损失电量大。

表3 500 kV线路线损分布情况

从负载率分布来看：平均负载率大于50%的线路共29条，总损失电量为5 997.71 MWh，占线路总损失电量的56.21%；平均负载率位于30%～50%的线路共45条，总损失电量为3 454.81 MWh，占线路总损失电量的32.38%；平均负载率位于10%～30%的线路共67条，总损失电量为1 142.32 MWh，占比10.71%；平均负载率小于10%的线路共31条，总损失电量为74.52 MWh，占比0.7%。以上数据表明500 kV电网线路负载分布不均衡，重载线路集中分布在水电输送通道，产生的损失电量绝对值大，占总线路损失电量的比例高，对本层损耗的贡献非常大。因此，通过加强对攀西、凉山地区的普洪三回线路、瀑布沟水电送出的布坡四回线路的运行监测，防止断面输送容量超过稳定限额引发安全供电问题；协调成都市政府，加快推进白泉到龙王双回线路投运工作，尽早实现成都双环网运行以进一步加强成都500 kV网络供电能力；加快推进雅中直流工程的核准和建设，将外送点引入川西水电腹地，减少外送电力经四川500 kV网络传输的比例，均能够有效降低输电线路电量损失，实现500 kV线路的节能降损增效。

实测日当天，500 kV电压等级整体功率因数已达0.99，与此同时，主变压器的铜铁损比为0.93，已接近1的经济运行状态，降损潜力已不大。

2.2 220 kV电网

220 kV电网理论计算结果如表4所示。该电压等级分压线损率为0.76%，在各电压等级中绝对值最低，这也与当前省内各地区220 kV电网一般为环网或双环网结构、运行可靠性高、方式调整相对灵活、等效输电阻抗低的实际相吻合。

表4 220 kV电网代表日计算结果

注：有功电量为700 233.00 MWh，无功电量为115 576.17 MVAh。

实测日当天，220 kV电压等级整体功率因数已达0.99，但主变压器平均负载率为33.09%，容载比为2.48，铜铁损比为0.82，说明该电压等级主变压器整体轻载，距离变压器经济运行区间40%～60%还有一定差距，仍存在一定的降损潜力。

从该电压等级损耗的分布来看，线路损失电量占比60.44%，是主变压器电量损失的1.63倍，这也与220 kV电网作为地区的主要输电网，承担供电辖区内电力转移任务，大部分电量均要通过线路实分配，因此线路损耗相对大。

2.3 110 kV电网

110 kV电网理论计算结果如表5所示。该电压等级分压线损率为0.99%，在各电压等级中处于第2低位。

表5 110 kV电网代表日计算结果

注：有功电量为649 929.67 MWh，无功电量为171 693.89 MVAh。

实测日当天，110 kV主变压器平均负载率为31.95%，容载比为2.63，铜铁损比为0.77，说明该电压等级主变压器与220 kV情况相似，整体轻载，距离变压器经济运行区间40%～60%还有一定差距。同时，110 kV电压等级整体功率因数为0.97，通过提升功率因数来减小线路降损的潜力已不大。同时，当前各地区110 kV电网结构一般为辐射型，其潮流分布完全取决于负荷分布，因此，通过适当调整负荷电源，也可适当减少线路电量损耗。

2.4 35 kV电网

35 kV电网理论计算结果如表6所示。该电压等级分压线损率为1.79%，因该电压等级电量整体偏小，分压线损电量占比也是最小，仅为6.2%。但理论线损率水平相对500 kV、220 kV、110 kV分压线损率却较高。

从表6来看，线路损耗占比达70.84%，是主变压器损耗的2.4倍，说明线路损失是影响本电压等级线损率的关键因素。实测日当天，35 kV电压等级功率因数为0.83，功率因数偏低，因无功功率的传输也将增加线路、主变压器的有功功率损耗，因此可通过调整功率因数实现降损的目的。

表6 35 kV电网代表日计算结果

注：有功电量为168 642.23 MWh，无功电量为115 452.24 MVAh。

电力在线路中传输产生的损耗与线路电压、功率因数的平方成反比，与线路传输的有功负荷的平方以及线路单位长度电阻成正比，通过改变线路功率因数，线路降损幅度为

式中，cosφ1、cosφ2分别为调整前后的线路功率因数。当35 kV整体功率因数由实测日的0.83提升至0.95及以上时，线路线损电量降幅可达23.67%以上，即线损损耗电量可减少505.07 MWh，影响35 kV分压线损率降低0.3百分点。同时，当前四川电网在运35 kV主变压器的平均空载损耗为7.53 kW，相对还较高，说明还存在部分高耗能变压器，通过设备的逐步更换，在铁损方面也具有一定的降损潜力。

2.5 降损潜力

由上述分析可见，当前四川电网随着网架结构的不断完善、运行方式的持续优化、电能质量的稳定提升、电网设备的逐步更新，还具有较大的降损潜力，尤其在35 kV、500 kV电网方面，均具备较大的降损潜力。与此同时，也应同步加强对110 kV、220 kV电网的管理和相关配套输变电工程的推进，发展负荷，提升主变压器运行的经济性，也能一定程度实现降损增效。

3 结 语

四川电网的电源结构、电网结构和外送电量的过网损耗决定了较高的主网线损率。近年来，通过精准分析线损影响主要因素，在电网运行、技术改造、计量管理、营销管理等多方面采取了大量的措施，如针对主网部分变压器、线路运行不经济的情况，在保证N-1的情况下，拉停轻载设备，既保证了电网的安全运行，也实现了线损率的稳中有降。下一步，通过有针对性地不断完善电网规划和技术改造，优化电网潮流，加强电网设备运维管理和无功电压管理，预计四川电网2019年线损率将进一步下降至8%以下，节能降损效益将进一步显著。