低压配电网络线损计算方法研究

摘要：针对配电网管理要求的不断提高，线损的准确计算越来越重要，因此，文章分别介绍等值电阻法、分相等值电阻法、电压损失率法3种计算方法，说明各算法优缺点，选取实际三相不平衡低压配电网作为案例，通过分析得到：在计算三相不平衡低压配电网负荷时，采用分相等值电阻法的计算结果最精确，可以提高供电公司的经济效益，具有一定的应用价值。

关键词：配电网；线损；分相等值电阻法；经济效益

中图分类号：TM744 文献标志码：A

0 引言

随着社会的发展，人们用电负荷持续增加，低压配电网的线损电量也随之增长，然而，线损计算缺乏有效计算方法，直接影响企业的效益［1-3］。随着“双碳”要求的提出，节能减排势在必行，电力是主要的碳排放行业，电能的生产、传输、变电等都会产生损耗，如何降低电网线损是节能的重要手段［4-6］。

线损率是衡量电力部门管理、效益整体水平的重要指标，直接影响电力企业的收益，如果线损率高，说明电网设备状态、运行方式等都出现问题，通过计算线损，分析推导出电网中损耗过大的设备和故障风险点，指导工作人员针对性地进行处理［7-8］。

为了更好地提高线损的计算精度，文章提出了等值电阻法、分相等值电阻法、电压损失率法3种计算方法，对3种计算方法进行对比，说明各算法的优缺点，文章选取实际三相不平衡低压配电网作为案例，通过分析得到：在计算三相不平衡低压配电网负荷时，采用分相等值电阻法的计算结果最精确，可以提高供电公司的管理水平和经济效益，具有一定的应用价值。

1 线损分类

1.1 线损定义

线损是指电能在传输过程中产生的电能损失，线损电力ΔA可表示为：

式中，ΔP表示有功功率损耗；T表示时间周期。

线损率是线损电量与供电电量的百分比，线损率可表示为：

1.2 线损分类

电网线损主要为3类，分别是统计线损、理论线损、管理线损。统计线损是根据电能表读数计算而来。理论线损是由电网设备决定的，又分为固定损耗和可变损耗，固定损耗包括变压器空载损耗、电容器介质损耗、电能表铁芯损耗；可变损耗包括配电线路的损耗、变压器铜损、其他设备铜损；通过分析可以推导出电网中损耗过大的设备和故障风险点，指导工作人员针对性地进行处理。管理线损包括用电违章、窃电、元件漏电、元件故障、抄表核收失误带来的损失等，可以通过加强管理来改善。线损分类如图1所示。

2 低压配电网线损计算方法

2.1 等值电阻法

三相低压配电网线损计算公式：

式中，ΔAb是三相低压配电网线损；N是电网结构系数；k是形状系数；Iav是首端电流；ReqL是等值电阻；ΔAdbi是电能表损耗；t是运行时间；D是全年天数；mi是电能表个数；ΔAc是补偿设备损耗。

式中，Nj是电网结构系数；Aj·∑是电能表电量之和；Rj是电阻；N是低压出口电网结构系数；m是电能表个数；Aj是电能表抄表电量。

2.2 分相等值电阻法

因为等值电阻法计算三相负荷不平衡时精度较低，因此引入分相等值电阻法，公式为：

式中，ΔAunb是负荷不平衡时线损；Kb是负荷不平衡和平衡时损耗比值。

负荷电流的不平衡度εi将会影响Kb，假设负荷电流平均值是Iav，最大一相电流值是Imax，则εi为：

Kb的值有3种情况。

三相负荷平衡的线损是ΔPunb=3I2avR，则：

（2）三相负荷分为一大两小，假设该线路大的电流是（1+δ）Iav，小的电流是（1-δ/2）Iav，中性电流是3/2δIav，则该线路的线损：

（3）三相负荷分为两大一小，假设该线路大的电流是（1+δ）Iav，小的电流是（1-2δ）Iav，中性电流是3δIav，则该线路的线损：

2.3 电压损失率法

定义：U1是首端电压；U2是末端电压；cos φ是首端功率因数；E是有功电量；Q是无功电量；I是首端电流；线损为：

式中，ΔED是电能损耗。

式中，φ是功率因数角；m1是单相电能表个数；m2是三相电能表个数。电压损失率法计算简单，数据需求少，但计算精度较差，不适用于三相电流不平衡计算。

2.4 计算方法对比

低压配电网线损3种计算方法对比如表1所示。等值电阻法计算精度较高，但计算三相负荷时误差较大；分相等值电阻法计算精度高，可以计算三相负荷，但计算比较复杂；电压损失率法计算简单，数据需要少，但计算精度低。

3 案例分析

3.1 案例数据

选取甘肃某地0.4 kV三相不平衡低压配电网作为样本，进行线损计算，低压配电网拓扑结构如图2所示。

案例线路的负荷数据如表2所示，包含三相接入和单相接入，线路供电量为925.2 kW·h，三相电流分别为57.2 A、87.3 A、71.5 A。

3.2 等值电阻法计算结果

根据公式（4）计算等值电阻：

低压配电网的线损为：

ΔAb=N（kIav）2ReqLt×10-3=20.07 kW·h（18）

案例供电量是925.2 kW·h，因此线损率为2.17%。

3.3 分相等值电阻法计算结果

根据公式（6）计算不平衡度：

三相电流与平均电流值之间的关系为：

因此，三相负荷分为一大一小一平均，根据公式（8）得：

低压配电网的线损为：

ΔAb=N（kIav）2ReqLt×10-3=22.48 kW·h（22）

案例供电量是925.2 kW·h，因此线损率为2.43%。

3.4 计算结果分析

计算结果如表3所示。

由表3可得：在计算三相不平衡低压配电网负荷时，分相等值电阻法的计算结果最优，等值电阻法计算结果小于实际线损，电压损失率法计算结果相较于其他2种方法最差，因此，应用分相等值电阻法进行线损的计算。

4 结语

本文提出的等值电阻法、分相等值电阻法、电压损失率法3种计算方法，通过实际三相不平衡低压配电网案例分析，采用分相等值电阻法的计算结果最精确，可以提高供电公司的管理水平和经济效益，具有一定的应用价值。

参考文献

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［6］廖旻，韩啸，傅云浩.基于随机森林算法的电网线损策略分析［J］.集成电路应用，2022（12）：100-101.

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［8］张稼睿.线损计算分析在降低线损中的作用［J］.中国高新科技，2023（20）：24-25，45.

Research on line loss calculation methods for low voltage distribution networks

Abstract： In response to the continuous improvement of requirements for distribution network management， accurate calculation of line loss is becoming increasingly important. Therefore， this article introduces three calculation methods： equivalent resistance method， split phase equivalent resistance method， and voltage loss rate method. An actual three-phase unbalanced low-voltage distribution network is selected as a case study. Through analysis， it is found that when calculating the load of three-phase unbalanced low-voltage distribution network， the calculation results using the sub item equivalent resistance method are the most accurate， which can improve the economic benefits of power supply companies and has certain application value.

Key words： distribution network; line loss; split phase equivalent resistance method; economic performance