計量自動化技術在配網線損管理的運用

摘要：隨著電力系統的不斷發展，電能計量工作的重要性更加突出，采用計量自動化系統也已經成為眾多省網公司的選擇。作為衡量電網運行管理水平和經濟效益的重要經濟技術指標，線損率一直是相關工作者研究的熱點課題。對線損管理等關鍵問題進行了論述，給出了四分線損的概念，闡述了計量自動化系統在線損管理中的具體應用。

關鍵詞：計量自動化；線損四分；線損管理

中圖分類號：TM726 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）29-0113-02

線損，是指電能在電力系統中傳輸時所造成的損耗，是綜合電能損耗的總稱；具體包括：自然線損、管理線損。[1]在線損管理中，最關鍵的環節是線損的統計，只有實現了準確而真實的線損統計，在后面的分析環節才能夠準確找出異常現象，為查找竊電和差錯提供參考依據。

一、四分線損

在四分線損中，采用了四種不同的模式進行線損的綜合管理。這四種模式分別是：分壓模式、分區模式、分線模式以及分臺區模式。在四分線損的定義中對這四種模式進行了詳細的描述。就分區管理而言，它按照供電的區域將所管轄的電網進行劃分，將其劃分為多個行政管理單位，從而實現線損的統計、分析以及考核等；在分區管理中，它是對整個管理單位進行的考核，其中的線損率指的是綜合線損率，從宏觀上對線損率進行考察。在分壓管理中，針對不同的電壓等級對線損進行統計、分析以及考核；它也是在宏觀上對線損進行的考察。在分線管理中，對不同電壓等級的設備線路、變壓器等進行線損統計和分析；其考核的對象不僅包括送電線路，同時還包括主變的損耗。最后，在分臺區管理中對各個供電區域的電能損耗進行統計以及考核分析。

二、問題的提出

在計量自動化中，已經完成了對應的電能計量工作，這為線損的管理提供了基礎。接下來需要做的是利用已有的資料以及電能計量的結果進行線損的計算和分析。其中，進行線損建模是最為關鍵的環節。

線損率的計算公式：線損率=輸入電量-供出電量

在線損管理中，線損目標被稱之為線損分析對象，它是四分線管理模型中的一個實例，由通用屬性組成；具體包括名稱、最高電壓等級以及類別等[2]；其輸入和供出包括兩種對象，分別是：計量點分析對象、子線損分析對象。其次是線損計算的自動化，具體包括兩個方面的內容：自動創建線損分析對象、自動計算線損率。因為僅有線損模型是遠遠不夠的，需要對其進行實例化，這就需要從已有的資料中整理出對應的線損分析對象。進行線損對象的自動化建立時，需要根據現有設備資料的拓撲關系，將分析對象和電量的組成明細整理出來；同時還需要對計量自動化系統資料的更改情況進行監控，對現有的對象進行適當增加和更改并定義變更后的線損分析對象。在電量的組成明細中，可能會存在子線損的分析對象；對此，需要解析輸入和供出的組成明細，將其轉換為表計資料；然后據此獲取電量信息，即可計算出輸入的電量和供出的電量。

三、計量自動化系統功能分析

對計量自動化系統的功能進行分析，主要體現在：

1.低壓集抄系統

該系統利用低壓擴頻載波以及RS-485總線等技術實現電能表數據的采集、傳輸以及處理一體化；作為一種自動化電能計量管理系統，低壓集抄系統實現對用戶的自動化遠方抄表；實現遠方監控計量設備的工作狀況。最后對線損等進行分析和掌握。另外，它還可以向系統提供電量數據，便于相應的電量分析。

2.大客戶負荷管理系統

在該系統中，采用了自動控制技術以及網絡通信技術，對客戶的用電數據進行在線監測；有機結合客戶的抄表和負荷管理，最終完成對電能的自動采集、分析及計費。該系統大大提高了用電監測水平。

3.配變監測計量系統

該系統利用了智能化的無線網絡進行終端與主站的通信，實時監測低壓配電變壓器的運行狀況并進行數據的采集，實時監測線路測量點的情況。這樣，電力系統能夠及時發現用戶用電的異常情況，降低線路的損耗。

4.地網電能量計量遙測系統

作為一個數據的綜合應用平臺，該系統包括主站、終端以及組織通道三部分；通過各種技術實現對變電站的電量計量和考核等。

四、計量自動化系統建設

1.建設目標

在建設計量自動化系統時，首先對建設目標進行分析，包括應用目標和技術目標兩部分。

就應用目標而言，主要有：（1）采集相應的計量信息，并將其提供給電力營銷部門；具體而言，該系統要能夠實時采集到相應電壓等級的計量信息；如：電量、示度電量以及凍結電量等。（2）將系統的運行數據提供給供電單位，如：電壓、電流、有功功率以及無功功率等；其目的在于為高質量的電能提供保障。（3）以現場采集到的數據信息為依據對線損進行計算，并將其與理論值進行比較，從而為線損的降低提供根據。

就技術目標而言，主要分為：（1）實現一體化。建設計量自動化系統的重要技術目標之一是實現一體化的數據采集處理、存儲以及主站計算機資源等。（2）建設的開放性。作為系統的開放性，是指在系統的通信設備以及協議中采用的是統一的國際標準；采用的數據庫是開放的商業數據庫。

2.系統構架

系統主站的主要特點是能夠進行跨平臺設計，在功能的實現上可以分層并且分塊，可伸縮性強，易于擴展等；充分展現了電能數據的各種特點，如完整可靠、一致安全、實時性強、無法修改等。主站系統的實現方式如下：將采集處理層前置，第二層為數據的交換以及處理層，第三層為業務的處理層，高級應用層為最高層。系統在進行數據的交換和處理時是在各系統的接口單元處實現的。

3.主要技術問題設計

首先是數據的采集，該過程分為兩個部分，即前期數據采集、后期數據采集。系統在實現一體化的過程中采用了“集群前置機”的方式，其中前置機直接與終端相接；在最前端的前置機，能夠實現多種通道的兼容，同時還能夠接受多路信號；它將接收的信號經過內部接口傳遞給前置的路由器。應用服務器的主要功能是進行采集的處理，如數據檢查、數據預處理以及數據的計算等等。

在數據預處理中，采用的是“時間完備性法”，其工作原理是：對相鄰數據點的時間差進行檢查，看是否在預設的范圍之內；如果在允許的范圍之內，則證明該數據是有效的；否則，系統將會給出報警信號，同時將相關信息輸入到人機界面上，提醒工作人員進行故障處理。就數據接口而言，在計量自動化系統中核心數據是終端設備上采集的數據，實現數據的交換是關鍵問題。在本次設計中，遵照相應規范的要求，在數據接口設計上分為內部接口的設計以及外部接口的設計兩部分。就前者而言，共設計了四個子系統，并對這四個系統與綜合系統的數據交換標準進行了定義。整個過程采用的是webservice技術，圖1給出了內部數據交換的拓撲圖。這四個系統能夠與綜合應用系統實現實時的數據交換。

就外部接口來說，外部營銷管理系統將相應的客戶檔案數據提供給低壓集中抄表系統；而后者又可以向前者提供相應的客戶計費電能信息；SCADA系統可以提供遙測系統中的接線信息；配電自動化系統或者是GIS系統可以為配電網監測單元提供配電拓撲的信息。圖2給出了外部系統接口圖。以營銷系統接口為例，就電力營銷系統而言，它一般位于第三安全級別區中，而本文所研究的系統是處于第二安全級別區的；以上兩者之間的數據交換采用的是XML SOAP規范。圖3給出了與營銷系統交互的模型圖。

五、實例分析

將計量自動化系統應用于某供電公司后，其應用效益即得以體現，主要表現在以下幾個方面：

1.在遠程抄表中的應用

該供電公司采用計量自動化系統后，遠程抄表功能也已經在廠站、配電臺區以及低壓集抄用戶中得到了全面應用，過去的人工抄表被摒棄。在廠站以及配電臺區，線損的四分統計與分析得到應用；在過去，變電站值班人員需要每天進行現場抄表，將日用電量數據匯報給調度中心；而現在，只需要調度人員在系統上讀取相關數據即可。由此可見，減少了工作人員的工作量。

2.在計量和用電檢查中的應用

應用該系統后，計量裝置所出現的異常情況能夠及時被發現，故障點的定位也比過去迅速準確得多。這無疑提高了供電公司的反竊電能力，提高了故障處理的效率。自2006年應用計量自動化系統以來，該供電公司一共發現并處理了竊電和故障事件300多件，為公司挽回了1000多萬元的漏計金額。另外，該系統還可以為追補電量的核算提供證據；該系統可以實現對計量異常的核算，可以準確取證，對竊電的時間和漏計的電量進行追查等。

3.統計配網運行和供電質量時，需要采集電壓監測數據

過去，需要安排工作人員在電壓的監測點進行電壓的抄表，以此得到相應的電壓數據；而電壓監測儀的安裝十分分散，抄表需要耗費大量的人力和物力；采用計量自動化系統后覆蓋了所有的電壓監測點，再無需現場抄表?？傮w而言，系統在應用上的優勢表現在：無需再安裝電壓監測儀器，避免了重復性的建設以及對儀器的運行維護；在電壓監測點范圍的選取上更加靈活；電壓監測數據可以進行自動采集和統計，不僅實現了電能質量的實時監控，同時還可以隨時對過去的電壓質量等情況進行查詢。

六、結束語

當前，線損管理系統已經在很多電力公司得以應用，具有較好的應用效果。但該系統依然存在一些不足之處。比如其普及度還不夠，計量系統的資料存在與現場不符的情況，造成建模和計算時存在偏差。這就需要廣大電力工作者對此投入更多的精力，不斷加以研究并完善該系統。

參考文獻：

[1]趙建保.用電力負荷管理系統進行線損分析[J].電力需求側管理，2008，（3）.

[2]許蕓，劉燕.集中集成的線損綜合分析系統及其應用[J].供用電，2008，（5）.

（責任編輯：王祝萍）