基于数据分析的低压台区降损策略

陈泳君

广东电网有限责任公司珠海供电局，广东 珠海 519000

0 引言

对电力企业而言，线损的有效控制和反窃电工作是电力企业营销管理工作人员的两项重点工作。随着电力市场的发展和市场电力需求的不断增加，电力用户数量持续增加，窃电行为时有发生。在新型智能电表得到推广和应用的背景下，大力推广新型反窃电设备，更新反窃电技术及线损治理手段迫在眉睫，也是科学治理和科技反窃的必由之路[1]。

1 线损的定义、分类及产生的原因

1.1 线损的定义

在发电厂电能的输送过程中，在电网中需要经过输电线路输送及在变电站变电之后，再经过配电网输送至用户的电力设备。这个过程中存在一定的电能损耗，消耗掉的电能就是线损。电力在电网中输送会出现一定的电能损失，这种形式就是线损电量。线损电量可以通过供电量和售电量的差值计算出来，公式如下：

线损电量=供电量-售电量 （1）

1.2 线损的分类

（1）技术线损。通常，技术线损可以分为可变线损和不变线损两种。不变线损不会随着负荷的变化而变化，只要电力设备处于运行状态，就会有电能损耗。电网中常见的不变线损主要包含以下方面：①发电厂、变电站及配电站相关设备的铁损；②电网中架设电缆及电容器的介质损失；③电力计量设备电度表中部分线圈（主要是电压线圈）的损失；④电网构建中调相机、调压器及消弧线圈等设备的铁损，以及绝缘子的损失。在电网中的电能损失与负荷有关，随着负荷的变化而变化，而且其和电流的平方成正比例关系，电流越大，电能损失也越大，这就是通常所说的可变线损。电网中主要的可变损失主要有以下方面：①发电厂、变电站及配电站建设中应用的相关设备的铜损，即电流流经线圈的损失；②输电线路及配电线路中电流流经线路的损失，即铜损；③电网构建中调相机、调压器及消弧线圈等其他设备的铜损；④电力计量设备电度表中部分线圈（主要是电流线圈）的损失。

（2）管理线损。顾名思义，管理线损是指在电力系统及电网的管理运维过程中产生的电能损耗，也就是实际线损和理论线损之间的差值。管理线损主要是人为原因导致的，存在不确定性，不能通过设备或者固定计算方法直接计算，需要结合抄表统计确定。管理线损不仅包括违章用电产生的损失和抄表过程中出现失误等人为直接造成的线损，而且包括由于管理缺失导致的漏电等间接线损。理论线损数据是指根据电网建设情况，结合相关设备参数和电力系统运行情况，通过理论或者建模计算得到的理论线损数值，也被称为技术线损。

1.3 线损产生的原因

（1）理论线损考量的是整个配电线路，主要包含变压器等在电网的运行过程中产生的损耗。（2）由于电网布局或者构建不合理，导致超供电半径大、线路输送距离过长而产生损耗。（3）配电变压器在实际的配送电过程中存在空载时间运行较长，导致固定损耗变大，出现了负荷不平衡的问题。负荷的谷峰差越大，线损率越高，而且在实际的配电过程中，因为实际用电需求不同，所以配电变压器的容量和实际用电负荷存在不匹配的情况。

2 基于大数据分析的低压台区降损平台功能

基于大数据分析构建实施监测分析系统，能够有效借助系统平台进行高损台区的实时监测，并同时进行实时分析。针对用户的用电情况，一旦发现低压卡表用户有窃电行为，系统能够即时收集异常信息并发出警报，提示相关的警示信息并保存，为管理人员提供及时的预警，管理人员在接到警示信息后，可以查找警示信息并进行分析，准确定位用户地址和用户的低压窃电情况。监测分析系统的应用不仅有效提高了降损的工作效率，而且降低了线损治理的成本，降低了窃电行为的发生率。

（1）反窃电监控的目标。反窃电主要是监控用户的常见窃电行为及违章用电情况，并对低压用户的电表接入情况、抄表和用电习惯进行科学监控。（2）监控数据的分析及现场核查。建立反窃电主站后台分析系统，能够通过对采集的信息进行实时分析并提示预警，管理类人员可以第一时间根据分析结果科学安排现场核查等有关工作。（3）监控数据的范围。从监控数据的范围看，特定的高损台区监控难以应用于大规模的台区监控。而且，在低压台区的反窃电监控中，由于其占据采集系统的载波数据通信，采集系统繁忙时并不能进行采集工作。因此，要满足监控信息采集工作的大量数据需求，保证采集信息的准确性和可靠性，就要明确特定台区的监控任务，并加强监控系统的巡护。（4）反窃电监控的时段及数据频率。在数据监控和采集过程中，要统筹抄表数据采集的时间分配，通常需要2～4 h。由于低压用户在夜间零点过后基本不用电了，可以在此时进行用户全天的电压电流数据采集。

3 基于数据分析的台区降损措施

3.1 均衡三相负荷，降低三相不平衡率

通过平衡三相负荷，能够有效降低线损，进而提高电变压器的效率。对三相负荷进行科学调整，控制其不平衡度小于10%，避免过负荷现象的出现及负荷轻载的不平衡现象。在低压干线和主要支线中，控制三相电流的不平衡率要小于20%[2]。在我国农村地区低压台区的主要负荷是单相居民负荷。由于农村居民住户分散，导致线路的搭建也呈现分散状，线路架设较长，即使已经进行了三相四线辐射，但是在装接过程中也难以实现将所有的单相居民负载平衡分配到三相电路中。此外，受到其中存在一定数量的单相两线供电负荷的影响，三相电流不平衡现象更加显著。要保证三相负荷的平衡性，应统筹安排三相电的用户，将接户线从同一电线杆上接入，并且通过合理分配保证三相电用户的负荷尽量平衡。通过定期巡查和监测，对不平衡的现象进行实时调整和合理调配。同时，还要针对单相用户的新装进行合理安排，通过用电信息系统采集的数据，进行安装接入的统筹，并做好现场安装的监控工作，确保严格的接线安装操作，确保三相电流的平衡。

3.2 调整运行电压，消除低压区域

要想有效降低台区线损，可以采取合理降低线路运行电压的措施科学调压。在配网用电中，要结合用电季节和用电时间进行合理调节，通过用电负荷的变化来确定配电电站的接头调节。其中，通过投切补偿电容器容量和有载调压变压器的调节来综合调整运行电压。结合笔者工作经验发现，在晚上将电压降低5%，能实现空载降损高达10%。由此可见，有效借助用电信息采集系统中电压合格率等有关电压数据，合理规划配电网的建设，通过技术改造和设备更新等，可有效降低低电压区域的线路损耗。

3.3 合理补偿无功，提高功率因数

进行合理的补偿无功，要按照“分组补偿、就地平衡”原则，综合集中、分散和随机补偿三种方式进行合理补偿。其中，分散补偿要对配电网的功率因素进行调节，保证其在0.9以上。结合工作实践来看，功率因数从0.6提高至0.92，能够降低60%的线路损耗。有效提高功率因素的方式通常有以下两种。（1）通过改善用电设备的运行质量，有效提升自然功率因数。通过科学设计优化电动机和负载的匹配，有效减少轻载和空载情况的出现。（2）科学采用电容器进行人工补偿。通过个别、分组及集中三种方式进行补偿，并且根据负荷的变化进行调整，借助自动化技术和设备实现自动投切，避免过补偿，防止无功倒送，减少损耗。笔者根据实际工作经验分析发现，安装电容器的容量应该根据变压器的容量确定，大约为变压器容量的60%，此时配电网的功率因数能够达到0.9，最高能达到0.96。

3.4 提高设备健康等级，防止泄漏电

要想提高设备的健康等级，就要定期进行配电网绝缘子的清扫工作，特别要加强春秋季节的清扫及周围树枝的修剪工作，经常测量接头的电阻阻值。针对设备要加强巡检检修，保证设备正常运行，并且在配电网的建设中还要积极推广新技术，应用新材料、新设备，改善配电网运行环境和装备，提升设备健康运行等级，有效降低设备损耗[3]。

3.5 提高计量装置合格率，减少损耗

通过用电信息系统采集电能数据，实现监控计量装置的实时监测，分别对电流、电压等电量数据和异常告警信息进行分析，对提示存在警示信息的用户进行现场核查。针对存在警示信息用户的计量装置，要深入检查是否存在设备故障，接线是否正确，电能表是否能够正常工作，并及时处理相关故障问题。使用计量装置时，有些表计误差难以通过日常巡检发现，因此在现场检验工作开展中要根据轮换周期及时轮换计量装置，避免计量装置超容运行。通过强化现场管理，降低计量装置的差错故障率，提高计量的准确度。

3.6 查处窃电行为，降低损耗

随着信息技术的发展，能够通过低压的供电总流量和用户端用电量的差距计算及用户用电量的变化，确定用户是否存在窃电行为。对存在窃电嫌疑的用户，要加强监控和现场检查，整合力量，重点突击，迅速有效打击窃电行为，既降低了台区线损率，又能有效减少窃电行为的发生。

4 结束语

综上所述，基于数据挖掘技术进行信息采集和分析，综合考量台区线损的各种原因，并形成诊断模型，有针对性地给出合理化策略，采取科学降损措施，可有效降低电力企业的经营成本，保障供电企业的经济效益。