區域配電網分壓線損率預控指標研究

曾 江，王興華

（華南理工大學 電力學院，廣東 廣州 510640）

區域配電網分壓線損率預控指標研究

曾 江，王興華

（華南理工大學 電力學院，廣東 廣州 510640）

針對區域配電網下達分壓線損率指標存在不符合實際情況的問題，本文對區域配電網分壓線損率預控指標進行了研究。通過對區域配電網線路損耗和變壓器損耗分別建立損耗計算模型的途徑，得到了配電網分壓線損率的計算方法，并給出了制定分壓線損率預控指標的技術路線。最后，本文給出了應用該方法對某區域配電網進行分壓線損率指標計算的結果，將其作為該區域配電網線損預控指標下達。從而改善了現行區域配電網分壓線損率指標下達方法的盲目性，為繼續挖掘配電網的節能降損潛能提供了保障。

配電網；分壓線損率；計算模型；指標制定

線損率是電網經營企業一個綜合性的核心技術經濟指標，加強線損管理是電網企業一項長期的戰略任務和系統工程。而給區域電網下達科學合理、公平公正的線損率指標是電網企業線損管理的首要任務。目前，區域配電網線損率指標的下達是電網企業根據前一年線損率情況制定后一年的線損率指標。該方法所制定的線損率指標不能完全挖掘區域配電網的全部降損潛力。因此，為了找到合理的線損率指標下達方法，同時為了對線損率進行準確評估，更好地開展節能降損工作，有必要進行區域配電網分壓線損率預控指標的研究。

文中針對不同區域配電網的實際情況，對配網不同電壓等級的線損率指標根據配網結構、網絡連接、設備參數、發電負荷以及電源規劃、電網規劃、負荷預測等數據進行理論計算。

文中得到的區域配電網不同電壓等級的綜合線損率更加貼近線損率的真實值，可將其作為指標下達。從而，使得線損管理水平得到有效提高，使電網企業形成資源節約型、環境友好型的生產方式具有重要的基礎意義。

1 配網分壓線損計算

為了分壓線損率預控指標準確地下達，為了清晰地觀察到配網理論線損構成，本文對配網線路和變壓器分別進行了線損率預控指標計算模型的建立。目前，配網中計量自動化的較為普及，對于不同電壓等級配網可進行逐臺變壓器、逐條線路進行損耗電量的計算。

2 配網線路損耗計算模型

線路損耗主要是在線路傳輸電流過程中，因焦耳熱而產生的損耗。

假設配網某電壓等級下線路的條數為N，則該電壓等級下所有線路的損耗電量可表示為：

其中，ΔAl為該電壓等級所有線路損耗電量總和，ΔAli為第i條線路的損耗電量。

第i條線路的損耗電量計算公式如下：

其中，ii（t）為該線路t時刻電流，Ri為該線路的等效電阻，Pi（t）為該線路t時刻流經的功率，cosφi為該線路t時刻的功率因數，U （t）i為該線路t時刻線的電壓，T為線路損耗計算時間。

為簡化計算，在計算時間T內進行如下假設：

1）線路電壓無波動，均取為額定電壓Ui；

2）線路功率因數無波動，取平均功率因數cosφavi；

3）線路電阻無波動，取為線路電阻的標稱值R0i。

引入反應各條線路負荷波動的參數，形狀系數K2i：

則單條線路損耗電量為：

其中，Ai為該線路T時間內有功電量。

2.1 配網變壓器損耗計算模型

配網變壓器分為公用變壓器和專用變壓器，對于專用變壓器的損耗一般是由企業承擔，因此在制定線損率指標時，僅考慮公用變壓器損耗。公用變壓器損耗分為固定損耗和可變損耗，對于固定損耗和可變損耗需要分別建立計算模型。

2.1.1 固定損耗計算模型

變壓器的固定損耗與變壓器運行時電壓和頻率有關。由于變壓器在運行中，電壓和頻率的波動很小，對于可調壓變壓器分接頭對變壓器固定損耗的影響在某電壓等級下眾多變壓器中會存在相互抵消的效果，故此可忽略其影響。

因此，配網某電壓等級下變壓器的固定損耗電量可用下式計算：

其中，P0j為該電壓等級下第j臺變壓器額定空載損耗，n為該電壓等級下變壓器臺數，T為損耗電量計算時間。

2.1.2 可變損耗計算模型

變壓器的可變損耗與變壓器運行時的電流有關。單臺變壓器的可變損耗可通過其與變壓器運行電流和額定負載損耗的關系計算。

因此，配網某電壓等級下變壓器的總可變損耗電量為：

其中，ΔATJ（變）為該電壓等級下第j臺變壓器可變損耗電量。其計算方法為：

其中，Pkj（t）為該變壓器t時刻的損耗功率，ij（t）為該變壓器t時刻電流，INj為該變壓器的額定電流，Pkj為該變壓器的額定負載損耗功率，Pj（t）為該變壓器t時刻功率，cosφj（t）為該變壓器t時刻功率因數，Uj（t）為該變壓器t時刻電壓，T為變壓器損耗計算時間。

為簡化計算，在計算時間內進行如下假設：

1）變壓器電壓無波動，取為額定電壓Uj；

2）變壓器功率因數無波動，取平均功率因數cosφavi；

另外，與線路損耗計算類似，同樣引入反映變壓器負荷波動的形狀系數：

則單臺變壓器可變損耗電量為：

其中，Aj為該變壓器T時間內有功電量。

2.2 配網分壓線損率計算方法

假設區域配網某電壓等級的總供電量為A，則該電壓等級的計算技術線損率為：

其中，ΔAl為該電壓等級線路損耗電量，ΔAT（固）為該電壓等級的變壓器固定損耗電量，ΔAT（變）為該電壓等級的變壓器可變損耗電量。

3 線損預控指標制定

通過上一節中配網線損計算方法，對線損率指標下達前一年的區域配網數據進行計算，得到當年配網線損率，再根據區域配電網的電網規劃、設備參數以及負荷預測等數據，對線損率指標下達年的線損率進行修正，再配合區域配電網的管理線損情況[17]，可得區域配電網分壓線損率預控指標，具體的技術路線如下：

1）從區域配電網計量自動化系統獲得線損率指標下達前一年的設備參數、有功電量、無功電量、負荷等數據，收取指標下達年的配網設備參數、電網規劃、負荷預測等數據；

2）對指標下達前一年的配網線損進行計算，得到當年各月線損率數據；

3）根據指標下達年的配網設備參數、電網規劃以及負荷預測，將指標下達前一年的配網各月線損率進行修正，等到指標下達年各月的配網技術線損率；

4）結合區域配電網管理線損情況，預測指標下達年配網管理線損水平提高情況，將管理線損加入到技術線損中，即可得到區域配電網分壓線損率下達指標，進而對區域配電網進行分壓線損率指標的下達。

4 案例分析

以某區域110 kV電壓等級配電網為例。

4.1 線路損耗計算結果

從區域配電網計量自動化系統可獲得110 kV電壓等級配網全部線路型號、長度以及指標下達前一年各月有功電量、無功電量、最大負荷、最小負荷[18]，進而可以計算出每條線路的電阻、月平均功率因數、月平均負荷以及線路的月份形狀系數。

根據式（4）進行單月單條線路損耗電量計算，再根據式（1）計算得單月該電壓等級下的線路損耗電量，進而得到單月該電壓等級下的線路線損率，如表1所示。

表1 各月線路線損率計算值

由表1可計算得到該區域配電網指標下達前一年的110 kV電壓等級的線路損耗電量為17 105萬kWh，線路線損率為0.379%。

4.2 變壓器損耗計算結果

從區域配電網計量自動化系統可獲得110 kV電壓等級配網全部變電站的所有變壓器的型號、容量以及月有功電量、月無功電量、最大負荷、最小負荷，通過變壓器型號可以查到變壓器的額定空載損耗和額定負載損耗，進一步可以計算出每臺變壓器的月平均功率因數、月平均負荷以及各變壓器的月形狀系數。

根據式（5）進行單月該電壓等級下所有變壓器固定損耗電量計算，根據式（9）進行單月單臺變壓器可變損耗電量計算，再根據式（6）計算得單月該電壓等級下的所有變壓器可變損耗電量，將所有變壓器固定損耗與可變損耗相加，得到單月該電壓等級下的變壓器損耗電量，進而得到單月該電壓等級下的變壓器線損率，如表2所示。

表2 各月變壓器線損率計算值

由表2可計算得到該區域配電網指標下達前一年的110 kV電壓等級的配網變壓器損耗電量為22 619萬kWh，變壓器線損率為0.493%。

4.3 分壓線損率計算結果

根據該區域110 kV電壓等級的配電網的指標下達前一年各月分壓統計供電量以及前文計算的各月分壓線路和變壓器損耗情況，可以計算得到該區域配電網指標下達前一年各月分壓線損率，如表3所示。

表3 各月分壓線損率計算值

由表3可計算得到該區域配電網指標下達前一年的110 kV電壓等級的配網總損耗電量為39 724萬kWh，分壓線損率為0.853%。

4.4 指標下達年分壓線損率預控指標的制定

假設區域配電網指標下達年的配網設備參數、電網結構等配網基本參數與指標下達前一年一致。結合該區域電力發展等情況，預測該區域指標下達年的供電量較指標下達前一年的供電量有5%的提升，負荷等情況基本維持不變，因此，對指標下達前一年分壓線損率進行修正可得到指標下達年的分壓線損率，如表4所示。

表4 指標下達年各月分壓線損率修正結果

由表4可計算得到該區域配電網指標下達年的110 kV電壓等級的配網總損耗電量為 39 793萬kWh，分壓技術線損率為0.814%。

根據該區域配電網管理線損水平，預測指標下達年管理線損在配電網綜合線損中所占比例由指標下達前一年的30%提高到25%。

由此可得到該區域配電網分壓綜合線損率為1.085%，即將該值作為該區域配電網110 kV電壓等級線損率指標進行下達。

5 結束語

文中分別建立了區域配電網線路和變壓器損耗計算模型[19]，給出了詳細的推導過程，為區域配電網線損預控指標的制定提供了技術路線，給出了某區域電網的分壓線損率的指標計算實例。本文為區域配電網分壓線損率指標下達提供了計算方法和理論基礎，改善了現行的區域配電網分壓線損率指標下達的盲目性，為繼續挖掘配電網的節能降損潛能提供了保障。另外，本文提出的技術線損計算方法用于過往年份技術線損的計算，可用來評估過往年份的管理線損水平。

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Research on diffirent voltage line loss rate index of distribution network

ZENG Jiang，WANG Xing-hua
（School of Electric Power，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China）

According to the problem that regional distribution network issues a different voltage line loss rate index is not consistent with the actual situation，this paper studies the regional distribution network different voltage line loss rateindex formulation to solve this problem.This paper establishes the regional distributionlines and transformers loss calculation model respectively in order to provide the calculation method of distribution networkdifferent voltage line loss rate，and this paper puts forwardthe technical route of different voltage line loss rateindex formulation.Finally，this paper gives different voltage line loss ratecalculation results in a regional distribution network by this method，and the result could be used to as the regional distribution network different voltage line loss rateindex.Thus，the blindness of current issue method of regional distribution network different voltage line loss rateindex can be improved，and this can providesecurity for the energy saving and loss reduction of distribution network.

distribution network；different voltage line loss rate；computational model；index formulation

TN0

：A

：1674-6236（2017）08-0100-05

2016-03-25稿件編號：201603344

曾 江（1972—），男，江西萍鄉人，博士研究生，副教授。研究方向：電能質量分析與控制、電力系統分析、智能配電網、節能技術等。