基于數據分析的低壓臺區降損策略

陳泳君

廣東電網有限責任公司珠海供電局，廣東 珠海 519000

0 引言

對電力企業而言，線損的有效控制和反竊電工作是電力企業營銷管理工作人員的兩項重點工作。隨著電力市場的發展和市場電力需求的不斷增加，電力用戶數量持續增加，竊電行為時有發生。在新型智能電表得到推廣和應用的背景下，大力推廣新型反竊電設備，更新反竊電技術及線損治理手段迫在眉睫，也是科學治理和科技反竊的必由之路[1]。

1 線損的定義、分類及產生的原因

1.1 線損的定義

在發電廠電能的輸送過程中，在電網中需要經過輸電線路輸送及在變電站變電之后，再經過配電網輸送至用戶的電力設備。這個過程中存在一定的電能損耗，消耗掉的電能就是線損。電力在電網中輸送會出現一定的電能損失，這種形式就是線損電量。線損電量可以通過供電量和售電量的差值計算出來，公式如下：

線損電量=供電量-售電量 （1）

1.2 線損的分類

（1）技術線損。通常，技術線損可以分為可變線損和不變線損兩種。不變線損不會隨著負荷的變化而變化，只要電力設備處于運行狀態，就會有電能損耗。電網中常見的不變線損主要包含以下方面：①發電廠、變電站及配電站相關設備的鐵損；②電網中架設電纜及電容器的介質損失；③電力計量設備電度表中部分線圈（主要是電壓線圈）的損失；④電網構建中調相機、調壓器及消弧線圈等設備的鐵損，以及絕緣子的損失。在電網中的電能損失與負荷有關，隨著負荷的變化而變化，而且其和電流的平方成正比例關系，電流越大，電能損失也越大，這就是通常所說的可變線損。電網中主要的可變損失主要有以下方面：①發電廠、變電站及配電站建設中應用的相關設備的銅損，即電流流經線圈的損失；②輸電線路及配電線路中電流流經線路的損失，即銅損；③電網構建中調相機、調壓器及消弧線圈等其他設備的銅損；④電力計量設備電度表中部分線圈（主要是電流線圈）的損失。

（2）管理線損。顧名思義，管理線損是指在電力系統及電網的管理運維過程中產生的電能損耗，也就是實際線損和理論線損之間的差值。管理線損主要是人為原因導致的，存在不確定性，不能通過設備或者固定計算方法直接計算，需要結合抄表統計確定。管理線損不僅包括違章用電產生的損失和抄表過程中出現失誤等人為直接造成的線損，而且包括由于管理缺失導致的漏電等間接線損。理論線損數據是指根據電網建設情況，結合相關設備參數和電力系統運行情況，通過理論或者建模計算得到的理論線損數值，也被稱為技術線損。

1.3 線損產生的原因

（1）理論線損考量的是整個配電線路，主要包含變壓器等在電網的運行過程中產生的損耗。（2）由于電網布局或者構建不合理，導致超供電半徑大、線路輸送距離過長而產生損耗。（3）配電變壓器在實際的配送電過程中存在空載時間運行較長，導致固定損耗變大，出現了負荷不平衡的問題。負荷的谷峰差越大，線損率越高，而且在實際的配電過程中，因為實際用電需求不同，所以配電變壓器的容量和實際用電負荷存在不匹配的情況。

2 基于大數據分析的低壓臺區降損平臺功能

基于大數據分析構建實施監測分析系統，能夠有效借助系統平臺進行高損臺區的實時監測，并同時進行實時分析。針對用戶的用電情況，一旦發現低壓卡表用戶有竊電行為，系統能夠即時收集異常信息并發出警報，提示相關的警示信息并保存，為管理人員提供及時的預警，管理人員在接到警示信息后，可以查找警示信息并進行分析，準確定位用戶地址和用戶的低壓竊電情況。監測分析系統的應用不僅有效提高了降損的工作效率，而且降低了線損治理的成本，降低了竊電行為的發生率。

（1）反竊電監控的目標。反竊電主要是監控用戶的常見竊電行為及違章用電情況，并對低壓用戶的電表接入情況、抄表和用電習慣進行科學監控。（2）監控數據的分析及現場核查。建立反竊電主站后臺分析系統，能夠通過對采集的信息進行實時分析并提示預警，管理類人員可以第一時間根據分析結果科學安排現場核查等有關工作。（3）監控數據的范圍。從監控數據的范圍看，特定的高損臺區監控難以應用于大規模的臺區監控。而且，在低壓臺區的反竊電監控中，由于其占據采集系統的載波數據通信，采集系統繁忙時并不能進行采集工作。因此，要滿足監控信息采集工作的大量數據需求，保證采集信息的準確性和可靠性，就要明確特定臺區的監控任務，并加強監控系統的巡護。（4）反竊電監控的時段及數據頻率。在數據監控和采集過程中，要統籌抄表數據采集的時間分配，通常需要2～4 h。由于低壓用戶在夜間零點過后基本不用電了，可以在此時進行用戶全天的電壓電流數據采集。

3 基于數據分析的臺區降損措施

3.1 均衡三相負荷，降低三相不平衡率

通過平衡三相負荷，能夠有效降低線損，進而提高電變壓器的效率。對三相負荷進行科學調整，控制其不平衡度小于10%，避免過負荷現象的出現及負荷輕載的不平衡現象。在低壓干線和主要支線中，控制三相電流的不平衡率要小于20%[2]。在我國農村地區低壓臺區的主要負荷是單相居民負荷。由于農村居民住戶分散，導致線路的搭建也呈現分散狀，線路架設較長，即使已經進行了三相四線輻射，但是在裝接過程中也難以實現將所有的單相居民負載平衡分配到三相電路中。此外，受到其中存在一定數量的單相兩線供電負荷的影響，三相電流不平衡現象更加顯著。要保證三相負荷的平衡性，應統籌安排三相電的用戶，將接戶線從同一電線桿上接入，并且通過合理分配保證三相電用戶的負荷盡量平衡。通過定期巡查和監測，對不平衡的現象進行實時調整和合理調配。同時，還要針對單相用戶的新裝進行合理安排，通過用電信息系統采集的數據，進行安裝接入的統籌，并做好現場安裝的監控工作，確保嚴格的接線安裝操作，確保三相電流的平衡。

3.2 調整運行電壓，消除低壓區域

要想有效降低臺區線損，可以采取合理降低線路運行電壓的措施科學調壓。在配網用電中，要結合用電季節和用電時間進行合理調節，通過用電負荷的變化來確定配電電站的接頭調節。其中，通過投切補償電容器容量和有載調壓變壓器的調節來綜合調整運行電壓。結合筆者工作經驗發現，在晚上將電壓降低5%，能實現空載降損高達10%。由此可見，有效借助用電信息采集系統中電壓合格率等有關電壓數據，合理規劃配電網的建設，通過技術改造和設備更新等，可有效降低低電壓區域的線路損耗。

3.3 合理補償無功，提高功率因數

進行合理的補償無功，要按照“分組補償、就地平衡”原則，綜合集中、分散和隨機補償三種方式進行合理補償。其中，分散補償要對配電網的功率因素進行調節，保證其在0.9以上。結合工作實踐來看，功率因數從0.6提高至0.92，能夠降低60%的線路損耗。有效提高功率因素的方式通常有以下兩種。（1）通過改善用電設備的運行質量，有效提升自然功率因數。通過科學設計優化電動機和負載的匹配，有效減少輕載和空載情況的出現。（2）科學采用電容器進行人工補償。通過個別、分組及集中三種方式進行補償，并且根據負荷的變化進行調整，借助自動化技術和設備實現自動投切，避免過補償，防止無功倒送，減少損耗。筆者根據實際工作經驗分析發現，安裝電容器的容量應該根據變壓器的容量確定，大約為變壓器容量的60%，此時配電網的功率因數能夠達到0.9，最高能達到0.96。

3.4 提高設備健康等級，防止泄漏電

要想提高設備的健康等級，就要定期進行配電網絕緣子的清掃工作，特別要加強春秋季節的清掃及周圍樹枝的修剪工作，經常測量接頭的電阻阻值。針對設備要加強巡檢檢修，保證設備正常運行，并且在配電網的建設中還要積極推廣新技術，應用新材料、新設備，改善配電網運行環境和裝備，提升設備健康運行等級，有效降低設備損耗[3]。

3.5 提高計量裝置合格率，減少損耗

通過用電信息系統采集電能數據，實現監控計量裝置的實時監測，分別對電流、電壓等電量數據和異常告警信息進行分析，對提示存在警示信息的用戶進行現場核查。針對存在警示信息用戶的計量裝置，要深入檢查是否存在設備故障，接線是否正確，電能表是否能夠正常工作，并及時處理相關故障問題。使用計量裝置時，有些表計誤差難以通過日常巡檢發現，因此在現場檢驗工作開展中要根據輪換周期及時輪換計量裝置，避免計量裝置超容運行。通過強化現場管理，降低計量裝置的差錯故障率，提高計量的準確度。

3.6 查處竊電行為，降低損耗

隨著信息技術的發展，能夠通過低壓的供電總流量和用戶端用電量的差距計算及用戶用電量的變化，確定用戶是否存在竊電行為。對存在竊電嫌疑的用戶，要加強監控和現場檢查，整合力量，重點突擊，迅速有效打擊竊電行為，既降低了臺區線損率，又能有效減少竊電行為的發生。

4 結束語

綜上所述，基于數據挖掘技術進行信息采集和分析，綜合考量臺區線損的各種原因，并形成診斷模型，有針對性地給出合理化策略，采取科學降損措施，可有效降低電力企業的經營成本，保障供電企業的經濟效益。