智能電網低壓線損管理中電力線載波通信技術運用分析

國網江蘇省電力有限公司灌云縣供電分公司 黃 鑫

本文結合本區域低壓線損管理工作開展情況，嘗試基于電力線載波通信技術來構建更完善的電力信息采集系統和線損管理平臺。

1 本區域智能電網低壓線損計算

1.1 低壓臺區線損計算方法

對本區域低壓臺區線損情況進行管理，應以明確低壓臺區線損實際情況為主要依據。在對低壓線損情況進行計算時，主要依據線損率這一指標，依據以下公式來對線損電量占供電量的百分率進行計算，式中：L代表線損率；ΔW代表線損；Wg代表供電量；Ws代表售電量：

L=ΔW/Wg×100%=（Wg-Ws）/Wg

為實現對低壓臺區線損情況的有效管理和控制，要求能夠以線損率這一指標為基礎，應用逐點計算法來計算低壓臺區范圍內的理論線損率，進而將其與實際線損率進行對比，結合線損管理實際情況，考慮在低壓臺區電網運行過程中容易影響線損率的主要因素。

1.2 低壓線損管理系統

本區域供電范圍擁有一座220kV 變電站，6座110kV 變電站和15座35kV 變電站，結合本區域的運行情況，計算分析得到高低壓綜合電壓合格率完成2.03%，平均低壓線損率為7.64%，供電可靠率超過99%，綜合電壓合格率超過99%。

本區域主要通過構建低壓線損管理系統的方式，面向本區域供電范圍內全部配網線損應用情況進行綜合線損分析。這一低壓線損管理系統不僅能夠支持配網拓撲圖的矢量化動態顯示和拖放功能，也能支持異常日志的查詢和配網局部線損的查詢服務[1]。

在構建低壓線損管理系統時，考慮線損管理系統的數據主要來源于各類不同的終端設備和服務器，在數據來源較為復雜的情況下，對線損管理系統的設計主要選擇多數據接口的方式，確保線損管理系統能夠支持共享數據庫接口、基于Web Service 的IDP 數據訪問接口、Excel 文件直接導入數據三種數據接口方式。結合本區域在低壓線損管理方面的成果，可以驗證這種線損管理系統能夠有效避免以往應用的專用系統之間存在的數據孤島問題，發揮各類應用系統和終端設備之間數據信道的作用，以加強技術和設備投入的方式提高線損管理的效果，有利于推動線損管理的精細化發展[2]。

2 電力線載波通信技術在智能電網低壓線損管理中的應用

智能電網的建設發展，對線損管理系統運行效率效果提出了更高的要求。以提升線損管理水平效果為主要目的，促進線損率下降，應能夠以高速、雙向的通信系統作為線損監測與管理信息傳遞的主要渠道和手段方式。基于此，選擇將電力線載波通信技術應用到智能電網低壓線損管理當中，以電力線載波通信技術的應用特點和優勢，進一步節省以往用于額外鋪設通信信道的成本費用，能夠有效控制電網運行成本，提升線損管理水平，促進電網穩定運行發展。

2.1 低壓電力線載波通信原理

在低壓電網的運行中，電力線載波通信夠直接進入低壓配電線作為信息傳輸的媒介，以安裝載波處理器的方式，通過調制電路來將數據調制為載波信號。將得到的載波信號經由濾波耦合處理后，可以直接在低壓電力線上實現數據信息的傳輸。而經由低壓電力線傳輸來的載波信號，則借助帶通來輸入濾波電路，在經過解調電路之后，就可以實現從載波信號到數據的轉換還原，以此來實現整個通信傳輸的過程[3]。

考慮本區域電網供電范圍中的低壓配電線主要以傳送50Hz 工頻電能為原理設計建造，并未考慮電力線載波通信的需求，且在受到不同低壓配電線所在區域環境條件較為惡劣的情況下，不同低壓配電線的載波頻率也有所差異。基于此，應用電力線載波通信技術，應能夠明確在不同頻率大小的情況下基于不同的頻率來設定通信信號傳播的模式。

2.2 智能電網低壓臺區線損管理問題處理技術

通常情況下，配電網的電能損耗主要包括固定損耗、可變損耗以及管理損耗三種類型。線損管理是能夠有效控制管理損耗的工作內容。為發揮電力線載波通信技術的作用，在智能電網低壓線損管理中應用該技術，要求能夠在明確智能電網低壓臺區線損管理現狀的前提下，規劃合理的技術應用方法。

供電側安裝技術優化。在本區域低壓臺區電網的運行過程中，供電側主要以三相四線總表來對供電量進行計量。基于提升線損管理水平效果的目的，考慮供電側通信安裝連接效果對數據通信傳遞產生的影響，應在安裝總表以及電流互感器的過程中，加強對安裝作業質量的管理控制，確保總表通信線與集中器抄表接口連接的牢固性和準確性，在保障電力傳輸質量效果的同時，也能夠為電力線載波通信技術的應用奠定良好的環境基礎。

售電側采集系統優化。從售電量采集與檢測的角度來看，當用電用戶信息采集系統的電表地址與現場不一致，或出現電表進出線接反的情況時，會導致采集的電量數少于實際消耗的售電量；而在用戶檔案未連接到對應臺區信息采集系統時，就會導致對應臺區的售電量減少、而用戶檔案在臺區的售電量增加，對兩個臺區的線損計算情況產生影響。在這一情況下，要求能加強對于用電用戶檔案信息的管理。在低壓臺區的線損管理中，也應能加強對售電側的管理控制，將自動化、智能化的技術算法運用到售電側的采集系統當中，一方面注重優化系統運行程序，另一方面強調規范電表安裝行為[4]。

2.3 基于電力線載波通信構建電力信息采集系統

2.3.1 系統構成與通信運行方法

針對智能電網低壓臺區運行管理情況，為應用電力線載波通信技術奠定良好基礎的前提下，可從電廠電力信息采集工作入手，結合智能電網的建設發展要求來構建以電力線載波通信方式為主的電力信息采集系統。

結合電力線載波通信技術的應用原理，對電力信息采集系統的設計應具體分為主站層和設備層兩個部分。其中主站層主要發揮管理的功能，能夠在將用戶用電量與采集系統用戶賬戶檔案之間關聯后，將用戶用電信息儲存至相應的用戶賬戶中。這一過程主要依據不同臺區范圍的劃分，對得到的用戶電量數據進行分類匯總；而設備層主要負責對不同低壓臺區用戶用電數據信息進行采集監測。借助電力線載波通信技術，以無線網絡傳輸方式來實現系統主站層與設備層之間的通信連接。

2.3.2 線損計算方法

在構建電力信息采集系統的基礎上，考慮電網運行中用戶用電量數據規模較大，難以精確反映全網的線損情況，可以基于前文提到的逐點計算法，以選取典型臺區進行用戶用電量統計計算分析的方式，分析相應臺區的線損情況。

逐點計算法需要在明確低壓線損主要影響因素的前提下，注重選擇合適的典型臺區容量，進而計算臺區參數的加權平均值，將其作為該類臺區的理論線損率。在計算某配變臺區其中一種參數時，需要基于以下公式：Ki=（TP-CP）/CP，式中：Ki代表修正系數，TP代表某臺區參數，CP代表典型臺區參數；ai=CTR×Ki×ωi，式中：ai代表第i種因素對該臺區理論線損率的修正值；CTR代表典型臺區理論線損率；Ki代表修正系數；ωi代表權重。

將相應的臺區電網運行參數帶入其中后，可以結合以上公式中的調整系數大小確定對線損率造成的影響。在此基礎上，將得到的幾種不同情況的修正值計算結果累計相加，就可以得到臺區的總修正值[2]。然后基于以下公式，對臺區的理論線損情況進行計算：TSB=（CTR+JL）+∑βi，式中：TSB代表某臺區線損指標，CTR代表典型臺區理論線損率；JL代表典型臺區實際線損率；βi代表第i種因素對該臺區實際線損率的修正值。

2.3.3 系統應用結果

在明確這一方法計算過程的基礎上，可以發揮電力線載波通信技術的作用。在依賴智能電表統計用戶每日用電量信息后，讓信息采集系統中的集中器借助載波路由與電表上的載波通信模塊之間進行通信。在信息采集系統采集到數據之后，由數據中心依據以上方法來對這些數據進行計算處理，匯總得到相應低壓臺區當日的線損率。

在這一過程中，應以提高用戶用電量采集成功率為主要目標和要求，避免因信息采集失敗導致實際售電量數值的降低。電力線載波通信技術的應用，可以有效避免以往信息采集過程中受到的線路老化、無線網絡無信號等客觀因素的影響，從而有效提升低壓臺區用戶用電量信息采集的成功率。本區域應用電力線載波通信技術前后的抄表成功率情況如表1所示。

表1 本區域某一低壓臺區抄表成功率統計

在此基礎上，依據抄表獲得的數據來對線損率進行計算，可以為線損管理工作的開展提供更為科學可靠的依據[5]。本區域在應用電力線載波通信技術后，在低壓臺區線損管理方面的線損異常情況統計結果如表2所示。

表2 低壓臺區線損異常情況(部分)

2.4 線損管理平臺的構建

在獲得更準確的線損指標數據后，應能夠結合低壓臺區電網運行的實際情況，以構建線損管理平臺的方式，保證在采取各類線損管理措施時能夠及時獲取電網運行的實際情況，加強相關部門工作之間的溝通和聯系，為線損管理工作的開展提供支持和保障。構建線損管理平臺，同樣需要以電力線載波通信技術為基礎，以控制智能電網運行和線損管理成本的方式，提升線損數據傳遞的效率效果。

構建線損管理平臺，首先要求線損管理平臺具備線損集中發布的功能，結合電網運行的實際情況，重點針對線損管理中各項具體的數據指標，將線損管理平臺與用戶電量信息采集系統連接起來，在平臺中直接發布電網實時運行的電力負荷、關口電量等數據，同時也支持線損統計報表的發布與加鎖操作。為保障這一功能的應用效果，應能夠實現對系統平臺安裝情況的優化調整，保障系統與平臺之間連接的效果，便于發揮電力線載波通信技術的作用。

結合以往線損管理工作的實際情況構建線損管理平臺，針對其中存在的問題，以加強區域、分壓、分線、臺區四方面線損報表數據統計為基礎，強調能夠支持同期電網運行中線損情況的自動計算和原始數據版本的管理。在線損管理中，通過對原始數據與計算后數據的分析，能夠實現對計算結果的復核，提高線損計算與管理的準確性。

在這一過程中，線損管控平臺還應具備一個用于數據存儲和處理的中間數據平臺，滿足對周邊系統數據的自動抽取和補錄清洗的需求，并對電力負荷、電量、電壓合格率、三相不平衡等可能影響線損管理的情況進行計算分析。在獲得相應的計算結果后，也可以依據這一數據平臺來對計算結果進行校核、修改和版本管理[6]。

在智能電網建設發展的背景下，構建線損管理平臺還需要能夠具備深化采集數據應用的功能。這一過程可以通過設置用于檢測線損異常情況的系統程序方式，重點依據以線損數據繪制的實時曲線變化情況，對其中存在的異常情況進行報警。