基于典型負荷曲線的配電網線損計算方法分析

摘 要：電力系統的配電網總體上較為復雜，同時其中產生的線損通常成為最難以控制的項目，為了能夠提高電力企業的實際營收量，并且保持配電網系統的安全穩定運行，需要采用合理的方法分析當前產生的線損總量。基于對配電網運行過程中，常見線損類型的分析和明確，結合對典型負荷曲線涵蓋信息的了解，本文提出了基于典型負荷曲線的配電網線損計算方法。

關鍵詞：典型負荷曲線;配電網;線損計算方法

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）07-0173-02

0引言

典型負荷曲線是指，在過去一段時間的配電網系統運行過程中產生的負荷變化曲線，通過對于各類參數的獲得和研究，讓最終獲得的成果，可以描述當前配電網的運行狀態，包括向配電終端提供的有功負荷和無功負荷，通過對于這類參數的使用，可以通過對獲得負荷曲線的分析，了解各子系統運行過程中產生的線損總量。

1配電網運行中典型線損類型

1.1電容器損耗

配電網系統中存在大量的電容器，這類設備一方面能夠提高整個配電網系統的電力容量，另一方面也可以在系統的運行過程中，通過電容器連接線路的調整和規劃，讓整個配電網的供電穩定度提升。電容器損耗的發生過程中，會受到自然環境、當前整個配電網運行負荷的影響，通常情況下，當系統的負荷增加時，電容器需要向整個配電網中提供電能，而該過程中必然會產生一定的損耗，另外在日常的運行過程中，由于配電網通常采用交流電，則電容器事實上處于通電狀態，則也會產生一定量的電能損耗。

1.2變壓器損耗

變壓器作為配電網系統的運行核心，其中含有銅材料和鐵材料兩中，其中鐵材料通常作為鐵芯存在，銅材料則為線纜，無論是這兩種材料的如何調整和規劃，在交流電的配送過程中都不可避免地會產生一定的線損，集中銅損主要表現為，當負荷增加時，流經銅線的電流增加，即使是在不考慮銅線本身發熱量的基礎上，也必然能夠產生一定的線損，而在實際的工作過程，該銅線通常會提高溫度，導致其電阻值增加，而對于鐵損，在變壓器的實際運行過程中會產生磁場，其在鐵芯的運行階段其中會產生渦流，從而形成了線損。

1.3線路損耗

配電網系統的運行過程，會通過建設線纜的方式向各類電力用戶提供電能，由于當前的電力系統使用的設備中各類線纜本身必然也會存在電阻，所以在線路運行過程，則該電阻會產生一定要損耗。該線損包括產生熱量的損耗、線纜運行過程中產生的電阻損耗，另外針對交流電，其日常運行中會以輻射的方式向周邊環境中輸出能量，在設施運行中，當該系統的負荷增加時，則產生的線損更多[2]。

2基于典型負荷曲線的配電網折損計算方法

2.1典型負荷曲線取得

在典型負荷曲線的取得階段，要根據該配電網中含有的各類硬件設施，在其中設置專業節點，而該節點要配置傳感器，包括霍爾元件、電流計、三相測量系統等，這類設備能夠根據電力學公式把產生的有功功率傳回負荷曲線的建設系統，配電網中主要考慮的項目包括各類電容器和線纜的總體分配方案，主要是研究取得的各項數據，在獲得了各類測量參數之后，可以根據牛頓—萊布尼茨公式確定，測量數據的時間間隔越短，則最終制作的曲線精度越高，考慮到當前的技術限制，可以采用每分鐘向數據核算中樞提交數據的模式。最終形成的曲線為，在過去一段時間之內，整個區域的實際負荷描述曲線，其中橫軸代表時間，縱軸代表有功功率和無功功率。需要注意的是，有功功率的測量工作，通常是在配電網的起始端獲得，無功功率的獲得階段則需要考慮配電網末端的所有數據，最終獲得兩條曲線，這兩條曲線覆蓋空間的面積，則是配網線損的總和，而無功功率可以認為是系統運行過程中產生的線損。

2.2實際負荷曲線取得

在實際負荷功率的取得過程，則需要在電力系統的輸電終端獲得各類數據，之后將其配置到電力學的計算公式中，該方式可以獲得一段時間之內的電力學參數。在負荷曲線的制作階段，需要和標準負荷曲線的繪制過程采用同一時間步長，這就要求整個系統的建設過程要制定時鐘程序，而且這兩條曲線在制作之后，則可以直接通過對比的方式，通過測量和分析某一時間段之內有功曲線和無功曲線的面積差，獲得實際的線損參數。

2.3配電網總折損量取得

配電網運行過程由于已經生成了兩條曲線，一條是在配電網初始端獲取的典型負荷曲線，另一條是在配電網末端配置的實際負荷曲線，這兩個曲線之間必然存在一定的關聯性，其中終端測量的曲線參數要整體上低于標準負荷曲線。根據牛頓-萊布尼茨公式，可以確定這兩條曲線和橫軸上的時間點適配的圖形面積，就是配電網系統實際運行過程中產生的總線損量，可以將其設定為Q，而在實際負荷曲線的建設過程，會考慮在配電網終端中的所有設備上安裝傳感器，傳感器包括變壓器測量傳感器、電容器測量傳感器、線損測量傳感器，在其經過一定時間運行之后，可以獲得實際運行過程中產生的電力能量，而由于這類硬件設施通常情況下參數固定，所以可以根據已經獲得了的實際運行曲線，根據相應的比例和運行原理，自主計算各類設備運行過程中產生的線損總量，并且可以將各個時間點的相關參數合并到標準，讓其形成了典型負荷曲線，通過兩者的差距對比，可以了解各類設備本身產生的線損。

2.4配電網各線路線損核算

對于有條件的地區，可以分析配電網終端所有線纜上產生的線損，該過程中只需要測量線纜本身的運行線損即可，即把線纜的變壓器連接端視作相關電力學參數的初始設置點，則入戶端區域，也要設置專業傳感器，將其視作為線損的測量點。在前項工作中，可以通過相關數據的讀取，把相關數據直接描點在平面直角坐標系中，最終獲得的曲線可以認為是典型負荷曲線。而在進戶線的終端，可以把收集的參數制作成實際負荷曲線，通過對兩者的差距對比，可以分析這一階段線纜運行過程產生的線損總量。

2.5配電網后續運行參數調整

在配電網的獲取運行調整過程，要根據當前的產生線損總量，一方面研究總體的線損數值，另一方面要研究不同時間段之內的運行數值，其中最終研究方法可以以年度或者每日負荷為研究對象，在獲得了相關數值之后，和當前已經制定的線損管理工作規范直接對比。發現超出了閾值時，則要根據當前的變壓器、線纜、電容器等各類設施，研究不同設備的超標范圍之后，落實針對整個系統的調整規劃工作，而針對不同時間段之內的線損總量分析，需要研究在實際的運行過程，不同時間段之內線損的具體產生參數，則可以更為精準有效的落實供電系統后續優化工作。

3基于典型負荷曲線的配電網折損計算方法使用

3.1信息收集系統建設

在信息收集系統的建設過程，要根據獲得的各種參數類型、相關參數的產生區域和各類參數獲得的精準度等項目，綜合研究各類線損的相關性數據分析和收集方法[1]。比如針對該系統運行過程中，產生的有功功率和無功功率參數，有功功率測量區域自然為配電端，配電網系統運行分析過程中，需要研究的項目有輸出線纜的電流量參數、相電流參數，并根據獲得的公式進行計算，而設置的區域則包括變壓器、線纜和電容器，針對不同的電力學參數，則選擇的傳感器也需要經過合適的調整，主要選擇的硬件類型包括霍爾元件、電流表和電壓表等。配置區域的后續調整工作中，則需要針對各類傳感器設置安全防護裝置，包括防水層、自然環境溫度的隔熱設施等，在這類設備完全配置之后，則可確定該系統能夠處于安全穩定運行狀態，并且讓最終收集的結果具有極高的精度保持水平。另外在數據收集系統的運行過程，要能夠和已經配置的通信系統正確關聯，讓傳感器得到監測信號之后，可以第一時間以通訊信息的模式傳遞給數據的分析中樞。

3.2數據處理系統使用

數據處理系統的使用階段，首先要通過計算機設備，合理充分的研究該設施的具體運行準則，同時通過建成的數學分析模型和理論研究模型完成編程工作，并將其以軟件的形式存儲于計算機內部。在該計算機系統的后續運行過程，會通過通信端口的連接和使用，研究該數據監管取得的所有參數，并且將其通過軟件核算之后，研究該系統的后續運行指標。比如針對電流參數，則在傳感器運行之后，直接將檢測參數傳遞給分析中樞，而數據中樞可以將其進行短期性的存儲和長期性的存儲，短期存儲的目的是能夠將該參數用于后續的有功功率或無功功率計算階段，而長期存儲則需要形成時間—電流—數據采集點三信息協同的模式，從而形成了歷史性的數據記錄效果。

3.3信息整合技術分析

信息的整合技術分析階段，需要了解不同獲得數據信息的利用規范，并且將其和后續建成的工作指標進行銜接，信息的整合過程，針對典型負荷曲線的建設結果已經確定可以采用，步長為1min，該數據收集模式在獲得了這類參數之后，直接將其納入到平面直角坐標系中，所獲得的結果作為實踐中獲得的各類信息，通過描點的方式獲得專業曲線?？紤]到該曲線的實際運行過程，會存在不規則變化，所以在實際的計算過程中，若采用人工計算的方法難度較大，則所以信息的整合階段也需要取得分析曲線相同時間點的差值，在獲得了計算結果之后，并總結時間步長，之后收集整個系統的線損總量參數，同時針對各個子系統的分析方法與之相同，通過這類信息調整技術的加入，可以研究不同時間段之內的線損總量、分析時間段之內的線損總量以及各個子系統的線損總量數據。另外也可以根據實際情況確定是否需要加入驗證系統，驗證方法是，分析各個子系統的實際運行過程產生的線損量總和，分析是否和計算獲得的線損總量相同，若兩者間存在過大的差別，或者超出了誤差允許范圍時，則要檢查當前相關傳感器通信系統是否能夠正常運行。

3.4數據使用模式確定

數據使用模式的確定階段，要從數據實用目的角度切入，研究不同數據的具體表現形式。比如針對配電網的整體升級，需要研究投入更多精力的升級范圍和升級內容，之后制定工作規劃方案，從而讓建成的具體使用工作，一方面要通過總線損量的分析，研究是否需要完成系統升級任務，另一方面要研究各個子系統的實際線損產生量，從而提高數據的使用質量[3]。

4結語

綜上所述，基于標準負荷曲線的配電網線損計算方法中，需要完成的任務包括典型負荷曲線的建設、實際負荷曲線的建設、相關數據的處理和研究等，讓已經取得的分析結果具有更高的可靠度。另外在數據的后續使用過程，則要根據相關工作的落實目的和應用方法，通過各個子系統運行方案的調整，提高該系統的運行質量。

參考文獻

[1] 萬祥光.九江地區配電網線損分析及降損措施研究[D].北京：華北電力大學，2019.

[2] 張超.基于用電采集系統中臺區線損分析與研究[D].西安：西安科技大學，2019.

[3] 唐惠玲.新能源環境下配電網線損和電壓協同管理策略研究[D].廣州：廣東工業大學，2019.

收稿日期：2020-03-04

作者簡介：楊曄（1979—），女，江蘇昆山人，本科，電力工程技術工程師，研究方向：線損、電量預測和統計。