基于電網大數據的線損精細化分析的研究

摘 要：隨著國家電網公司加快對數字化電網的建設步伐，我國的電網大數據水平也日益提高，而線損管理對于電網的運行和管理具有重要意義，基于此本文提出了基于電網大數據的線損精細化分析的研究。首先，對數字化供電系統的架構進行了分析，包括了DSCADA系統，主站系統架構及配置，監控裝置等，并對數字化供電系統的功能進行了分析；其次，對精細化管理與數字化電網之間的關系進行了研究，并提出了前推回代方法求取電網線損值；最后對電網大數據的線損精細化分析進行了實際算例仿真，理論分析值符合實際值，驗證了本文所提方法的有效性和可靠性。

關鍵詞：電網大數據；線損；精細化管理

中圖分類號：TM744；TP311.13 文獻標識碼：A文章編號：2096-4706（2018）01-0063-02

Research on Line Loss Fine Analysis Based on Big Data of Power Grid

WU Fei1，FU Ting1，CHEN Qian1，LI Jinhu2，LIU Yanqiu2

（1. State Grid Fujian Electric Power Communication Company Engineering Center，Fuzhou 350001，China；

2. State Grid Xintong Yili Technology Co.，Ltd.，Fuzhou 350001，China）

Abstract：With the state grid corporation to speed up the pace of the construction of digital power grid，the grid data level also is increasing day by day，and line loss management in power grid operation and management is of great significance，based on this is proposed in this paper based on the research of power grid line loss of fine analysis of large data. First of all，analyses the architecture of digital power system，including the DSCADA system，the main system structure and configuration，monitoring device，etc.，and analyses the function of the digital power supply system； Secondly，the relationship between the refined management and the digital power grid is studied，and the method of the forward push back belt is proposed to obtain the grid line loss. Finally，a practical example simulation is carried out on the line loss refinement analysis of the big data of the power grid. The theoretical analysis value is in line with the actual value，and the validity and reliability of the proposed method are verified.

Keywords：big data of power grid；line loss；fine management

0 引 言

隨著我國電力電網事業的不斷發展與推進，電網大數據得到了廣泛的應用。目前，數字化電網的應用范圍在不斷增加，作為電網大數據的重要網絡之一，數字化供電系統在電網領域中具有舉足輕重的地位與優勢。數字化電網的主要工作核心在于促進購電端與售電端的有機統一，數字化電網集中了計算機技術、信息管理技術等的優點，能夠有效提升電網運行的效率性。在數字化電網飛速發展的背景下，對數字化供電系統實行精細化管理，已經發展電網大數據的重要選擇。所謂的精細化管理，顧名思義，就是指使用精準、細致的管理方法，全面提升電網大數據的管理科學性和效率性，且可以避免電網管理與運行中的無關損耗。

1 數字化供電系統基本概述

數字化供電系統是數字化電網中的重要組成部分，數字化供電系統的主要作用在于使用發展的新技術實現供電的效率性和優質性，有關數字化供電系統的概述，進行如下的功能闡述及其分析。

1.1 數字化供電系統的架構

通過對數字化供電系統電網信息的采集與獲取，可以得出數字化供電系統的相關架構：調度SCADA系統、配網DSCADA系統、生產管理系統PMS等三大系統，其中，調度SCADA主要是負責成熟的35kv以上電壓變電站數據的采集，其描述的終端信息為10kv饋線。PMS與DSCADA系統是數字化供電系統改造的主要功能系統，EAI系統為數字化供電系統的綜合平臺。在數字化供電系統運行過程中，其配網DSCADA系統具有舉足輕重的地位。數字化供電系統的結構如圖1所示。

其中包括大量的功能性結構，實現數字化供電系統功能的核心在于實現DSCADA系統與其他幾大系統平臺的數據共享，并且充分實現對PMS、CIS、配網DSCADA、負控、調度SCADA等系統數據實現信息集成，并根據電網運行的實際情況優化其運行效率，完成精細化線損分析。數字化供電系統結構中，主要有服務站、雙LAN、采集工作站、機架Modem等，還有其他的監控裝置與主站系統配置。服務器主要用來完成DSCADA功能，并保存實時及歷史數據庫數據。采集工作站主要用來進行信息的接收、處理、監視與控制，并通過命令發送、實時信息轉發、與GPS衛星時鐘的對時等，可以自動統計通道誤碼率和故障時間，最終形成日志保存。雙LAN有主備工作和并行工作，其中一個LAN出現故障時，通信將自動切換到另一個LAN上進行。其他工作站主要負責系統的操作與維護，還有實時監控裝置等，有Mu等分布式監控裝置、故障診斷裝置與RTU。數字化供電系統龐大，結構錯綜復雜，共同為其供電服務提供良好的條件。

圖1 數字化供電系統結構圖

1.2 數字化供電系統的基本功能

數字化供電系統的功能體現如下：（1）具有購電端與售電端的功能。數字化供電系統主要功能之一就是用來供電，在供電過程中，其通過購電端與售電端的建立，可以提升數字化供電系統的安全性和有效性。（2）使用信息技術、數字化管理等，具有運行效率高的性能。在我國電網長期發展過程中，數字化供電系統逐漸盛行起來，其中先進計算機信息技術的應用，為其進一步發展提供了重要的條件保障。

數字化供電系統的具體功能表現在自我系統維護、遠程實時監控、信息采集與處理、數字供電等方面，在二十一世紀的配電發展中，具有不可估量的影響和作用。

2 精細化管理與電網大數據之間的關系探究

在電網大數據發展的背景下，精細化管理也被提到了重要的位置。精細化管理與數字化電網之間具有密切的關系，精細化管理可以促進數字化電網運行的安全性和效率性，還可以避免數字化電網不必要的功率損耗。具體分析如下：

2.1 精細化管理是提升電網大數據管理科學性的重要舉措

全面提升數字化電網運行的科學性，已經成為電網發展的必然選擇。數字化電網不同于以往的常規電網，數字化電網集中了現代發展的計算機技術、信息技術、通信工程技術、物理學方法等，多種技術的有機結合，需要具有一定的管理科學性。實現對電網大數據的精細化管理，能夠準確、科學、真實、精準的管理數字化電網的發展，并提升電網運行的安全性和效率性。

2.2 精細化管理可以避免電網大數據不必要的損耗

加強電網大數據的精細化管理，可以對數字化電網進行實時、動態的管理，能夠迅速發展數字化電網運行中的相關問題，并采取行之有效的方法，加強對數字化電網的維護與重構。在電力事業高速發展的背景下，盡可能得減少數字化電網的損耗，避免不必要的功率損失，增加其運行效率，已經成為數字化電網發展的重要課題。因此，在數字化電網運行過程中，使用精細化管理，具有突出的意義。

一言以蔽之，精細化管理與電網大數據之間具有緊密相連的關系，實施精細化管理，可以進一步提升數字化電網運行的安全性、科學性和效率性，至關重要。

3 電網線損值的計算方法

基于大數據的電網在發展過程中，使用精細化管理，首先需要做的一個必要工作就是線路損耗的計算，通過計算各線路的損耗值，可以不斷采取有效的方法，優化數字化電網的運行，從而達到減少損耗的目標。在數字化電網的精細化管理中，對于線路損耗的計算，主要是使用前推回代方法，具體的方法為：已知配電網的末端負荷和始端電壓，并以饋線作為一個計算單位。計算最初，假設全網電壓為額定電壓，然后根據負荷功率進行計算，僅計算元件中的功率損耗而不計算戒掉電壓，然后通過各支路上的電流和功率，求得始端功率，稱之為回代過程。在根據已經提供的始端電壓和計算得出的始端功率，計算各節點電壓，這是前推過程。一直重復以上的操作，直到節點功率偏差滿足允許條件。

4 電網線損值的計算仿真分析

（1）從第一層節點開始，根據基爾霍夫電流定律，求支路上的電流。（2）從第二層開始逐層計算非末梢節點的注入電流。（3）由步驟（1）和（2）可求出所有支路的支電流，再利用已知的根節點電壓，從根節點向后順次求得各個負荷節點的電壓。（4）計算各節點的電壓幅值修正。（5）計算節點電壓修正量的最大值。（6）判別收斂條件，根據迭代次數的求值，若最大電壓修正量小于閾值，則跳出循環，輸出電壓計算結果；否則重復步驟（1）-（6），直到滿足條件為止。（7）在得到各個節點的電壓電流后，就可以計算線路潮流。

單一線路有功功率損失計算公式為：△P=I2R。

式中△P：損失功率，W；I：負荷電流，A；R：導線電阻，Ω。

三相電力線路，線路有功損失為：△P=△PA十△PB十△PC=3I2R。

溫度對導線電阻的影響：導線電阻R不是恒定的，在電源頻率一定的情況下，其阻值隨導線溫度的變化而變化。銅鋁導線電阻溫度系數為a=0.004。在前推回代計算中，這些要點需要注意。

5 結 論

通過上述的分析，精細化管理在基于大數據電網的數字化供電系統發展中，具有舉足輕重的地位。在使用前推回代方法計算數字化供電系統的線損時，充分考慮其中的電壓與電阻，能夠提升計算的準確性。前推回代方法，在計算電網大數據線損中，具有高度的精確性和準確度。

參考文獻：

[1] 宋新忠.電網線損精細化管理的實現與降損方式研究 [J].數字通信世界，2016（10）.

[2] 郭鵬程.10kv及以下配電網線損精細化管理及降損措施 [J].數字化用戶，2017，23（21）.

[3] 王永春.趙帥.基于電力營銷信息化的配網線損精細化管理研究 [J].商品與質量，2017（5）.

[4] 史光哲.李健勇.王英帥.電網線損精細化技術管理及其實施分析 [J].科技創新導報，2014（22）：185.

作者簡介：吳飛（1978-），男，福建古田人，高級工程師。從事信息化建設管理工作。