10千伏線路及低壓臺區理論線損在線計算系統開發研究

馬駿

摘要：利用貴陽供電局計量自動化系統、營銷MIS系統采集的實時運行數據，進行10千伏線路及低壓臺區在線理論線損計算系統開發，實現10千伏線路及低壓臺區運行數據自動讀取與錄入，建立一套集數據集成、配電網理論線損在線計算、配電網模擬降損分析、趨勢分析、系統管理等功能于一體的配電網理論線損在線計算分析軟件系統，充分滿足貴陽供電局對理論線損管理工作的需要，提高企業經濟效益。

關鍵詞：計量自動化系統;配電網理論線損;實時計算;數據集成

中圖分類號：TM769 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）32-0195-02

目前貴陽供電局10千伏線路及低壓臺區的線損占總損耗60%以上，是線損管理和節能降損過程中的重要環節。從規劃、設備配置、運行、計量、線損管理等方面，加強10千伏線路及低壓臺區的線損分析對貴陽供電局節能降損具有極其重要的意義。

貴陽供電局10千伏線路及低壓臺區理論線損計算數據采集工作量大，且多為人工采集，因而既難以保證數據的即時性，又不能實現數據的自動導入，這種情況下數據的參考價值大打折扣。同時，近年貴陽供電局相繼建成了較完善的配變監測、負荷管理、電能量采集、營銷系統等自動化系統，但這些系統在運行過程中其綜合利用水平還存在很大的提高空間。目前還是通過人工方式進行數據錄入，工作量大、結果準確率低，使得線損工作缺乏科學性和有效的針對性。

為解決上述問題，經報貴州電網公司批準，貴陽供電局開展了關于10千伏線路及低壓臺區理論線損在線計算系統的開發研究。

一、配電網在線理論線損計算系統詳述

1.配電網在線理論線損計算系統平臺構架

配電網在線理論線損計算系統采用3層結構，分為中間層、應用層和客戶端。[1]中間層負責數據交換和管理，應用層負責計算、WEB網頁發布等功能處理程序集中實現，客戶端負責計算結果的查詢顯示及離線分析。

配電網在線理論線損計算系統采用B/S模式，集中式部署，系統的網絡結構與圖1所示。[2]

主站中間層服務器是全局10kV及以下電壓等級電網實時數據的提取、轉換、處理、儲存中心以及計量自動化系統數據提取中心，與營銷MIS系統實時數據庫。主站應用層服務器完成全局10kV以下電網線損理論計算、降損分析等應用功能。

2.系統接口方式

采用中間數據庫表或視圖為載體，按照預先定義的庫、表結構定義和權限配置，實現各種數據交換。數據源系統提供中間數據庫表或視圖，由線損管理系統進行抽取。數據庫接口的優點是穩定、執行效率高、速度快，特別是大數據量交換時具有明顯優勢。

3.在線理論線損計算系統模塊開發

（1）系統數據中心模塊。系統數據中心模塊是在線理論線損計算系統中的核心組件，為在線理論線損計算系統提供了統一的公共信息模型。通過統一編碼、統一模型、統一數據字典、統一接口，集成了各自動化系統的業務數據，消除了信息孤島，實現了信息共享。建立了面向主題的多維分析模型，支持OLAP，即席報表和數據挖掘。通過數據質量管理，保證了線損數據的準確性和有效性，提供了統一的數據接入服務和數據訪問服務，保證了數據安全性。

（2）控制中心模塊。控制中心提供系統的整體管理功能，屬于整個系統的基礎公共模塊。控制中心主要包含用戶權限的控制、組織結構管理、系統功能導航、用戶個性化配置以及用戶幫助信息。

（3）系統接口模塊。配電網在線理論線損計算系統開發電能量計算系統接口模塊，提取計量自動化系統計量數據和統計數據，與理論線損計算值進行對比分析，實現對電能量計量系統的監控，及時發現數據異常。

（4）實時網絡狀態分析模塊。實時網絡狀態分析內容包括：網絡結線分析（亦稱網絡拓撲）、狀態估計、不良數據檢測與辨識、變壓器抽頭估計、量測誤差估計等。

實時網絡狀態分析最主要的功能是狀態估計。由于調度自動化系統中量測數據可能存在不良數據和電力系統的遙測結果不符合電路定律，為了得到完整可靠的實時數據，提高在線理論線損計算準確度，需要采取狀態估計技術，對量測數據進行實時處理。

通過實時網絡狀態分析，把“生數據”變成了“熟數據”，確保得到完整而精確的各種電氣量，并糾正偶然出現的錯誤的開關狀態信息，保證電網接線方式的正確性。[3]

（5）線損計算與分析模塊。

計算設置。系統可對理論線損計算所采用的算法進行統一設置，根據數據情況也可對不同類型的電網線損計算進行不同的計算方法設置。

計算時間可進行統一配置或自定義配置。

計算周期的設置可根據數據情況實現自定義配置。輸電網滿足以時為單位的理論線損在線計算。中低壓配電網滿足以月為單位的理論線損在線計算，數據條件具備的情況下可滿足以天為單位的理論線損在線計算。在理論線損在線計算過程中由于數據源系統數據不齊全或者數據突變等異常原因造成的計算不準確。針對此種情況，系統提供補算功能，用戶可以通過補算窗口錄入相關數據重新計算，在計算完成后系統自動將最新計算結果替換原結果存入數據庫中。

對于未獲取數據的情況系統可以通過設定由系統自行補算，也可在數據校對、設置后人工進行補算。

數據查詢。系統具備強大的查詢功能，查詢內容包括原始數據（如原始表底、電量、臺賬等）、計算中間結果（如任一元件損耗、占比等）、計算結果（如線損率明細表、重損明細表、輕載明細表、經濟運行結果表等等）。

可以對查詢規則進行組合，對查詢參數進行自定義配置，并提供常用的默認參數和規則配置。

可對原始數據、計算結果的分類查詢。

可通過檢索功能實現快速對象定位。

系統支持不低于3年的歷史數據存儲，數據存儲的周期和最長時間可以由用戶設定。超出時間限制的數據，可以自動刪除或者啟動數據備份服務進行保存。

結果輸出。系統提供獨立的報表編輯器進行報表格式的設計與編輯，通過拖拉式操作靈活地自行設計所需的報表樣式。

常規理論線損輸出報表有：

中壓配電網模塊報表：配網線路理論線損結果表（代表日/月）;配網多電源線路理論線損結果表（代表日/月）;理論線損結果表（月/變電站）;理論線損結果表（按變電站匯總，日/月）;配網損耗明細表（按元件分類，導線/變壓器）;線路基礎資料匯總表。

低壓400V臺區模塊報表：低壓線損線路匯總表（代表日/月）;低壓臺區損耗明細表（按元件分類）;低壓臺區基礎資料匯總表。

系統具備動態顯示功能，顯示內容包括有功（無功）潮流流向圖、損耗分布圖等等。

系統可依據損耗分布、電量分布、經濟運行情況、電壓異常情況等規則對計算結果進行圖形化展示。

展示方式包括區域高亮、閃爍、告警等。

報告生成。理論線損在線計算的結果輸出內容較多，用戶對結果進行分析時，需要從大量輸出結果中篩選所需數據，較為繁瑣、復雜。

考慮到用戶應用的便利性，系統提供理論線損報告自動生成功能，用戶可以通過對計算時間的設置和模板的選擇來自動生成理論線損分析報告，從而有效降低用戶工作量和出錯概率。

異常處理。系統提供開放的告警規則編輯器，允許進行自定義的規則設定。可對所有報表數據進行篩選判斷，對異常結果進行告警。

告警內容：異常數據匯總表;分級告警;聲音告警;彈框告警;滾動條告警;短信提示。

告警級別：可按照異常問題的分類進行告警級別的設置，系統預設3中告警級別：嚴重、重要、普通。通過告警級別的設置管理人員可以加強對線損管理的指導性和清晰度。

系統可按照告警級別的不同定義問題處理的角色并分別設置異常處理流程。在判斷計算結果存在異常時，自動進入異常處理流程，將相關信息自動關聯，發送至相關人員，通過分析、報送、審核、修正等步驟完成異常處理。異常處理狀態可全過程跟蹤查詢，并可進行異常處理記錄查詢。

降損輔助決策模塊。在線理論線損計算系統提供豐富的應用功能模塊，可以廣泛應用到規劃、運行、線損管理中。

設備歷史運行數據統計分析。系統記錄了設備臺賬、電網網架結構、完整的設備歷史運行數據，可以做為電網規劃、建設、管理的基礎數據庫，給規劃設計部門提供第一手資料，用來指導電網建設與改造工作。

降損決策分析。系統可以及時反映電網網架、負荷水平、運行方式等變化對電網輸變電設備和線損的影響，準確分析電網存在的問題，及時掌握電網的發輸變電情況，并通過結果分析有效地積累科學數據，找出電能損耗原因并提出有效的降損措施。降損分析方法有：優化網絡結構和調整運行方式降損分析、無功優化補償降損分析、線路建設改造和縮短供電半徑降損分析、增加變電站布點和變電站負荷轉移降損分析、調整運行電壓降損分析等降損措施分析。

二、系統實現關鍵技術

計量自動化系統和營銷MIS系統量測數據和電網模型數據的提取技術。

系統自身電網模型和接口集成設計。系統自身電網模型和接口集成設計必須滿足IEC 61970標準，確保系統可擴展性。

實時網絡狀態分析和不良數據的檢測與辨識技術。通過電力系統的狀態估計，把低精度、不完整，偶爾出項有不良的生數據，變成在線理論線損計算需要的可靠、完整、準確的數據，大大提高在線理論線損計算的準確度。[4]

三、系統運用過程中的降損措施總結

首先，從技術層面，應對電力網網損中的輸、變電線損應分壓、分線進行。只有明確了其中的薄弱環節所在，才會使工作具有針對性和確定主攻方向。同時，要對獲取的數據進行系統分析，認真總結其中獲得的經驗與存在的問題，以不斷提高降低線損的效果。

其次，從制度層面，應加強《電力法》等電力供應與使用的法律法規進行宣傳。從而提高廣大用戶用電過程的守法意識。最大限度地避免竊電現象發生，積極加納電費。同時，要嚴格抄、核、收制度，杜絕漏抄、估抄、或不抄現象的出現，落實好復核手續，通過制度的執行與落實，保證電力企業的利益。此外，還應建立健全考核制度，通過責任落實，加強電力企業營業管理，調動職工的積極性。

四、結論

配電網在線理論線損計算系統利用電網計量自動化系統的實測數據進行電網理論線損計算在線分析，能自動適應電網運行方式的變化，避免繁瑣的數據輸入，詳細記錄電網設備運行數據，計算出各設備各時段的電能損耗，提高了計算精度，對于電網規劃、節能降損、提高線損管理水平和電網運行管理水平有著重要的意義。在進行全電網統一的負荷實測和線損理論計算與分析工作時，可以節省較多的人力物力，對實現貴陽供電局線損精益化管理有重要意義。

參考文獻：

[1]DL/T 686-1999.電力網電能損耗計算導則[S].中華人民共和國電力行業標準，1999.

[2]余衛國，熊幼京，等.電力網技術線損分析及降損對策[J].電網技術，2006，30（18）：55-57.

[3]吳安官，倪寶珊.電力系統線損[M].北京：中國電力出版社，1996.

[4]董瑞，湯偉，劉祥，等.輸電網電能損耗在線評估和節能降損輔助決策技術研究與應用[J].華東電力，2011，39（6）：11-14.

（責任編輯：劉翠枝）