配電網線損原因及降損技術措施分析

李逸嵐，韓鐘瑤

（國網青海省電力公司澤庫縣供電公司，青海 澤庫 811400）

配電網在供電網絡與用戶之間起著連接的作用，保障用戶的供配電。由于配電網建設較為復雜，通常會采取輻射網架空線的建設模式，但存在主干線截面積小及供電電壓低的情況，這也導致配電網運行中線損居高不下，存在資源浪費問題。針對這種情況，應采取降損增效的措施，將配電網線損維持在較低的水平，這樣不僅能夠減少電能浪費，還有利于供電企業整體經濟效益的提升。

1 配電網線損的類型

線纜線損和變壓器線損是配電網線損的2 大組成部分，線纜線損主要是由于導線中電壓的波動而導致的電能損耗，而且配電線路自身運行過程中也會消耗一定的電能。配電網線損也可以按照線損的大小劃分為有載類和無載類線損。在實際配電系統運行過程中，無載類線損多會在配電設備負荷出現較大變化時產生，但線路負載變化導致的線損較小[1]。對于三相供電線路而言，電壓變化引發的線損在無載運行方式變化時也會發生改變，這種情況下線損較大。在配電網中，配電變壓器作為重要的設備，完成電能的轉換，然后將電能輸送給用戶。無載類線損設備，配電變壓器損耗以自繞組損耗和油損耗為主。絕緣油損耗的產生多是由于電磁感應或是電流損耗，而且絕緣油損耗、繞組損耗和配電變壓器油損耗三者之間為正比例關系，這其中，以繞組損耗占配電變壓器線損的比例為最高。

2 電力配電網線損帶來的危害

2.1 加劇線路絕緣體老化

配電網線損是當前電力系統中較為突出的問題，當配電網存在線損時，損失的電能會轉化為熱能，造成線路溫度過高，線路中絕緣體會加速老化。無論是配電網線路還是配電網中的其他元器件，由于在絕緣材料設計時并沒有考慮線損產生的熱能問題，線損發生后，絕緣體無法承受這部分熱能，而且在熱能持續作用下，絕緣體出現老化現象，導致其性能下降，甚至失效，引發配電網線路漏電事故發生。

2.2 造成電力能源的浪費

目前電能生產以火力發電為主，一些地區也存在采用水電和風電的方式。雖然發電方式多樣，但仍存在電力供應緊張的問題。而且由于配電網線損情況的存在，更加劇了電能緊缺的情況。線損會造成電能損耗，同時在處理線路高溫時也需要利用電能，無形中增加了電能消耗。特別是在遠距離傳輸中，因配電網線損問題的存在，電能損耗量更大。為了彌補線損導致的電能損耗，必然需要加大電能生產量，這會對生態環境帶來一定程度的破壞。

3 配電網理論線損計算方法

3.1 考慮影響因素的理論線損計算

對于配電網線損，導致線損出現的原因具有多樣性。部分供電區域配電網由于規劃欠缺合理性，配電網線路存在過長的問題，一些配電網還存在超負荷運行的情況，這也導致電能輸送過程中損耗增加。實際配電線路中，接線多采用分支輻射的方式，這也導致線路中存在較多的負荷點，而且各負荷點分散。再加之供電半徑較長，用電負荷存在較大的波動性，這也會導致線路線損增加。近年來，臺區居民用電負荷快速增長，在用電高峰階段，過負荷情況較為常見。特別是一些農村臺區配電網運行過程中，由于存在較強的季節性特點，變壓器長時間處于輕載的狀態。基于這些問題的存在，配電變壓器損耗也一直處于較高水平。

在針對配電網線損進行計算時，理論線損計算需要考慮多種因素，線損計算方法也具有多樣性。基于復合電能質量作用下的線損計算，線損推導過程中會應用到疊加原理和對稱分量法。也可以借助于相關的參數和數據信息，通過臺區的自動分層，以電壓和負荷數據為基礎計算損耗，再進行匯總，獲得月度理論線損值。另外，也可以針對不同類型的負荷曲線，計算出配電變壓器的日負荷有功和無功，再利用相應方法獲得配電網的線損值。

3.2 接入分布式電源的理論線損計算

隨著新能源發電在電力系統中占據份額的增長，這也使分布式電源開始規模化接入到配電網中。分布式電源的接入，必然會對配電網損耗帶來一定的影響。因此，應通過量化分析，促進供電企業經濟效益的提升。

分布式電源接入后，配電網線損計算時，宜借助分區域線損理論計算方法，針對具體接入位置和容量開展深入分析，并針對接入后配電網不同電壓等級的分布情況進行計算。對于極限線損的計算，可根據線性潮流法，獲得發電機、風機、光伏和負荷的各階段變量，再基于GC組數的展開式進行計算，獲取極限線損的區間限值[2]。風力發電過程中，由于風力存在一定的波動性，線損計算也會出現誤差。因此在理論線損計算時，可以針對一些特征變量進行聚類，科學對權重系數進行確定，基于日理論線損值來獲取配電網的綜合線損。

3.3 采用智能算法的理論線損計算

對于線損的計算，傳統方法需要較多的電氣參數，計算過程過于繁瑣。為了能夠更便捷地計算理論線損，應采用智能算法。計算時需要以樣本數據作為基礎，通過對樣本數進行有效處理，利用線損計算模型確定各參數，然后計算配電網線損。

3.3.1 深度學習智能線損計算方法

GRU 也稱為門控循環單元，其作為一種典型的深度學習模型，結構如圖1 所示。在圖1 中，各函數分別代表t時刻隱含層的輸入、輸出、重置門、更新門及記憶狀態，具體xt為輸入，ht為輸出，rt為重置門，zt為更新門，gt為記憶狀態。具體可以根據互信息理論和層次分析法對線損計算中涉及的電氣參數權重系數進行計算，將歸一化后的電氣參數輸入GRU 網絡中訓練，這種基于GRU 配網理論線損計算法計算性能具有一定的優勢。

圖1 門控循環單元結構

3.3.2 元啟發式學習方法

這是一種模擬生物活動，并借助某種算法針對樣本數據開展訓練，以此來獲得輸入量和輸出量。BP 神經網絡是最常見的元啟發式學習方法，其結構如圖2 所示。BP神經網絡結構組成為3 部分，即輸入層、隱含層和輸出層，各層之間連接需要借助激活函數。在針對線損計算時，可以采用相關算法對BP 神經網絡的權值和閾值進行優化，并根據各項參數對臺區進行分類，利用分類后的臺區樣本計算線損結果[3]。

3.4 異常線損分析

配電網計算完成后，還要針對異常線損情況進行分析，具體可以采取閾值比較法和聚類法。利用閾值比較法對線損是否異常進行判定，但在時效和準確性存在一定的局限性。因此利用閾值比較法時，可以根據實際情況，適當對閾值比較法進行改造，獲得準確的線損率數據，快速對異常線損的具體位置進行識別。聚類算法中，K-means 聚類是一種常用的數據挖掘技術，借助該算法，可以獲得臺戶的異常電表信息，最終獲得線損異常數據，針對線損異常數據進行分析，以此來識別線損率異常波動或是持續偏高的臺區。

4 配電網降損增效的技術措施

4.1 完善電網結構

具體要結合電力網絡的實際供電需求，積極對電網結構進行優化。特別是針對一些地區電力網絡變電站穩定性差、基礎設施落后、變壓器容量不足的問題要采取有效措施解決。通過合理設計電網布局，有效縮短電能供給半徑，避免長距離傳輸問題。針對長距離遠點連接的情況，需要對電力網絡的設施進行優化升級，這必然需要較高的費用。因此，應與實際情況相結合，選擇合理的配電變壓器，并將配電變壓器安裝在總負荷量相對較小的位置，減少電能的損耗。變壓器選擇時，盡可能選擇質量好、技術先進及節能的型號，并要及時處理變壓器容量問題，防止變壓器出現過載情況。

4.2 采用自動化系統

在配電網中應用自動化系統，提高系統的現代化水平，這樣有利于處理線損問題。智能電表為當前電網線損降損提供了技術支撐，具有較高的可靠性，可以有效完成電能數據采集、統計和傳輸等任務。針對智能電表收集到的數據開展分析，測算出電網系統運行中的相關數據，并分析線損情況和線損量，再根據智能電表反饋的數據信息進行分析，優化升級電網，實現對電能損耗的有效控制[4]。通過廣泛應用智能電表，線損檢測工作效率大幅度提升，降損工作效率和質量提升，可以實時對配電網中的數據進行監測，減少了電網運輸過程中電能的損耗量。

4.3 升級電能計量裝置

對電能計量裝置進行優化升級，將一些落后的計量裝置淘汰，提高計量裝置的準確性和靈敏度，以此來減少電能計量裝置的電能消耗。電能計量裝置作為配電網中不可或缺的計量設備，能夠監測和統計用電量，而且電力網中電能計量裝置數量龐大。通過對電能計量裝置進行升級，減少電能計量裝置的線損量，這對配電網降損增效也具有極為重要的作用。

4.4 強化配電網無功功率補償

配電網運行過程中，電能損耗不可避免。對于電能損耗問題，應采取有效的措施將損耗降至最低水平。同時還要通過無功補償降低電能的損耗，這也是保證配電設備穩定運行的關鍵。在實際進行無功補償時，技術人員應結合實際情況，選擇分散補償或是集中補償，以此來降低電網電能損耗[5]。

4.5 嚴格落實配電線路檢修制度

在配電網降損工作開展過程中，需要做好配電線路檢修工作，實現配電線路檢修的定期化和標準化，確保檢修工作的全面性，避免因線路老化問題而引起漏電及用戶竊電的情況。針對配電線路開展檢修過程中，需要重視應用先進技術手段和智能化設備，如可以利用智能機器人及無人機進行檢修，可以有效提高檢修工作效率，還能夠避免人為操作失誤問題，確保檢修數據的準確性，全面提高線路檢修工作的質量。

4.6 優化配電網線損管理

配電網降損增效并不是短時間就能夠實現的工作，這是一項系統的工程，需要在日常工作中加強對配電網線損的管理。配電網日常運行過程中，應采取有效措施針對配電網線損進行控制，提高供電企業的經濟效益。具體應構建完善的配電網線損管理制度，針對各供電所、校表室及供電分公司的用電進行有效管理，并對各配電網線損測算管理制度進行完善，實際測算配電網的線損情況[6]。同時，還要做好用電計量管理工作，在配電線路設計和安裝時應加裝表箱的安全防護設施，減少偷電竊電行為發生，提高配電網管理工作的效率。針對單戶型用戶，安裝電表時，在做好電表安全防護的同時，還要定期對用電計量裝置開展校驗和巡查維護，盡可能避免非正常因素產生的線損。

配電網降損增效工作具有長期性的特點，為了能夠進一步降低電能資源的浪費，需要定期針對配電網線損開展測量分析，并與當地配電網的實際情況相結合，積極對配電網網絡結構進行優化和改造，使配電網中的可變線損降至最低。另外，還要針對配電網線損研究加大投入力度，采取更科學和有效的方式，確保達到降損增效的目標。

5 結束語

在當前經濟新常態發展的環境下，各個領域開始落實節能減排的措施，以此來提高能源的高效利用。對于電力系統而言，配電網線損問題已成為普遍存在的情況，這不僅會對供電企業經濟效益帶來不利影響，還與節能減排相違背，不利于能源的可持續發展。這也需要加強對配電網線損降損工作的重視，積極采取技術和管理等措施，將線損降至最低水平，減少電能消耗，提高電力資源的利用率。這無論是對于配電網降損增效目標的實現，還是供電企業的健康發展都具有極為重要的意義。