110 kV及以下電網理論線損分壓指標分析及評價

李曉軍，馬慧卓，宋　楠，于騰凱

(1.國網河北省電力有限公司電力科學研究院，河北　石家莊　050021； 2.國網河北省電力有限公司,河北　石家莊　050021)

“十三五”以來，受宏觀經濟結構調整、大氣污染治理等因素影響，電網企業用電量增長緩慢，加之電網建設高速發展，特高壓輸變電項目持續投入，配套切改工程量大，造成電網剛性投資需求大，電網企業經營形勢異常嚴峻。社會環境因素影響和經營環境惡化決定了電網企業堅定發展方式轉變，增供擴銷、降本節支，努力降低經營成本。線損成本，在電網企業的經營成本中占有較大比重，也是看得見的成本，在經營管理環節是重點也是難點[1-3]。分解線損成本是有效的降損分析方法，將線損進行分區、分壓分析，可有效定位管理薄弱環節，定點消除增損因素，促進線損管理水平提升。

1　分壓指標體系

為有效分析線損現狀及構成，采取分地區對比分析的方法，尋找薄弱點，建立分壓指標體系。考慮線損構成及線損的影響，指標類型分為2類，分別為效能指標和經濟性能指標，再將各子目標進行分解，得出最下層影響因素即最下層指標，這種自上而下分析、層層分解的方法被認為是最合理的指標體系構建方法[4]。最后的指標體系呈現遞階層次結構，見圖1。

圖1 分壓指標體系

電網線損的效能直接體現為電力傳輸過程中的損失率高低，損失越小傳輸過程的效能越高，可用以下指標來表示。

a. 分壓線損率。該指標體現了分電壓等級下元件的總損失情況，分壓線損率的高低直接影響地區線損的總損失率。分壓線損率的計算值采用分壓損失電量與供電量的比值，結果以百分比表示。

b. 線路損耗率。線路損耗率為元件損耗之一，線路損耗在總損耗中占有較大比重，以線路損失分析地區線損水平，一方面體現電網結構的合理性，另一方面可通過線路損失的大小，尋找差距，衡量降損空間。線路損耗率的計算值采用線路損失電量與供電量的比值，結果以百分比表示。

c. 變壓器損耗率。與線路損耗率相對，也是元件損耗之一，二者基本代表了整個地區的線損水平。變壓器損耗率的計算值采用變壓器損失電量與供電量的比值，結果以百分比表示。

電網線損的經濟性能體現的是電力傳輸過程中的經濟性，電力傳輸過程越經濟，產生的損失越小，電網的線損越小。可用以下指標來表示。

a. 線變損比。從電網線損構成看，線路損失占有比重一般大于變壓器損失，故線路損失的降低有利于電網傳輸的經濟性，采用線路損失電量與變壓器損失電量的比值來表征地區電力傳輸經濟性能高低，即線變損比指標。

b. 分壓容載比。容載比可衡量電網發展的裕度，為保證電網結構合理及安全，應保持各電壓等級的容載比在合理范圍內，容載比越合理，電網經濟性能越高。

c. 變壓器銅鐵損比。銅鐵損比是衡量變壓器經濟運行的指標，銅鐵損比即變壓器銅損與鐵損的比值，根據實踐經驗，該指標越接近于1，變壓器運行越經濟[5-7]。

2　指標計算與權重

2.1　指標計算

下面以選定的河北6個地區為例，對指標數據進行計算分析，采用極值函數法對評價矩陣歸一化[8-10]，限于篇幅，只給出線路損耗率的計算結果，見表1。

對線路損耗率指標分析得知，該指標類型屬于逆向型指標，即指標值越小越好，各分電壓等級指標數據均是如此。因此，可分別擬定分壓指標期望值，再采用極值函數法對各分壓指標進行歸一化，綜合考慮3個電壓等級的重要程度，得出綜合評價值。本次評價值考慮到3個電壓等級同有降損需求，影響因子相當，故采用各電壓等級的綜合結果表征該指標評價值。

表1　線路損耗率計算結果　%

2.2　分壓指標權重

各地區分壓指標，是基于理論線損計算結果計算得出的，從單一分壓指標看很容易得到單位排序情況，但從多個指標看，每個單位均在某一項指標占有優勢，綜合評比上無法直接得出優劣排序結果。因此，對本節各指標設定不同權重，再結合單一指標評價值，計算某一單位的線性綜合評價值，以體現在多指標中某一單位的綜合排序。

本文各指標、類型及權重按表2設置。

表2　分壓指標權重

正向類型：指標值越大越好，分壓指標越優越。逆向指標：指標值越小越好。適度指標：指標值居于中間適度區間為最優。本文所列銅鐵損比、容載比指標，雖為適度指標，但因其指標值均超出適度區間，所以呈現單邊指標類型，銅鐵損比呈現正向指標，容載比呈現逆向類型。如銅鐵損比指標，在計算結果中除35 kV的C、D區的銅鐵損比稍高以外，其他大部分地區的銅鐵損比均低于0.50，處于主變輕載運行狀態，在這種情況下，各地區的銅鐵損指標應越靠近1越理想，所以該指標在限定范圍內按正指標考慮。容載比指標逆向，同理。

3　綜合分析

根據各分壓指標評價值及以上分壓指標權重設置，采用線性綜合評價方法對各單位綜合評價值進行計算，排序情況見表3。

表3　分壓評價值及綜合排序　%

根據表3結果，各地區按分壓指標權重計算值排序依次為：D區、F區、C區、E區、B區、A區。從指標排序可以看出，排序第一的指標，D區有3項、F有2項、E有1項，這也基本確定了各單位的排序基礎。

為了對比說明分壓指標排序所闡述的問題，以及其與各地區固有條件的對應關系，下面列出分地區理論線損率和固有條件綜合排序表。分地區固有條件綜合排序計算同本文的分壓指標評價，不再贅述。

根據表3分壓指標綜合評價與表4分地區理論線損率對比可得出如下結果。

a. D區理論線損率最低，排序第一，與分壓結果相呼應。

b. A區、B區理論線損率與分壓排序情況總體一致，均排序在末兩位。

c. E區、C區、F區3個地區理論線損率與分壓總體情況排序位于居中位置，僅是E區與F區兩地區排序差異，從分壓綜合排序推算，F區理論線損率應低于E區，有進一步的降損空間。

由表3與表5對比，即分壓綜合評價表與固有條件進行對比，得出如下結果。

表4　分地區理論線損率　%

表5　固有條件綜合排序　%

a. D區固有條件最優，排序第一，分壓綜合排序也位列第一，兩項結果相互印證，符合結果印證關系。

b. E區、C區、F區3個地區對比情況差別不大，位于居中位置，該結果與表3和表4對比結果相同，僅是E區與F區排序對調，分壓指標排序上，F區有3項指標排序末位，綜合對比發現，F區分壓指標實際低于E區，這與F區固有條件低于E區的結果相互印證，之所以綜合排序高于E區，是因為線變損比和線路損耗率2項指標排序第一，這2項指標不影響F區的固有條件，僅表征F區線路損耗低于其他地區。

c. B區固有條件排序末位，分壓綜合排序情況也比較靠后，符合結果印證關系。A區差別較大，固有條件上，A區占有優勢，排序第2位，分壓指標排序上卻在末位，從固有條件角度看，A區的理論線損率、分壓指標均應占有優勢，在排序上有較大上升空間。

4　分析結論

根據2017年河北省電力理論線損計算結果，對河北6個地區開展了分壓線損指標分析，分壓指標體系包含效能和經濟性能指標各3項。數據來源包括：2017年全網理論線損計算結果、分地區理論線損計算分析報告、分地區計算結果匯總報表等。

根據本文分析及表6，結論如下。

a. 根據分壓指標綜合評價，6個地區排序依次為：D區、F區、C區、E區、B區和A區。

b. 從固有條件結果看理論線損率：除A區外，其他地區固有條件和理論線損率排序是一致的，分別是D區、E區、C區、F區和B區。從固有條件看，A區的理論線損率應低于E區，故有較大降損空間。

c. 從分壓指標評價看理論線損率：第一段位為D區，排序均在首位；第二段位為E區、C區和F區，僅是E區與F區排序差異，從分壓綜合排序推算，F區理論線損率應低于E區，有進一步降損空間；第三段位為A區、B區，分壓及理論線損率排序情況總體一致，均排序在末兩位，從分壓綜合排序看， B區理論線損率應低于A區，有降損空間。

表6　分析結果

d. 從固有條件看分壓綜合評價：第一段位為D區，排序均在首位；第二段位為E區、C區和F區，與分壓和理論線損率對比結果相同，僅是E區與F區排位對調，根據分析，F區分壓指標實際低于E區，與固有條件結果相互印證；第三段位為B區，固有條件和分壓綜合排序均在靠后位置。A區差別較大，固有條件上占有優勢，排序第2位，分壓指標排序卻在末位，綜合第c條結論可以看出，A區的理論線損率、分壓指標均應占有優勢，即A區有較大降損空間。

通過本文方法分析，可深入了解分地區理論線損的管理現狀，提出降損空間及方向，對提升線損管理水平，降低線損成本具有重要意義。