低壓配電網絡線損計算方法研究

摘要：針對配電網管理要求的不斷提高，線損的準確計算越來越重要，因此，文章分別介紹等值電阻法、分相等值電阻法、電壓損失率法3種計算方法，說明各算法優缺點，選取實際三相不平衡低壓配電網作為案例，通過分析得到：在計算三相不平衡低壓配電網負荷時，采用分相等值電阻法的計算結果最精確，可以提高供電公司的經濟效益，具有一定的應用價值。

關鍵詞：配電網；線損；分相等值電阻法；經濟效益

中圖分類號：TM744 文獻標志碼：A

0 引言

隨著社會的發展，人們用電負荷持續增加，低壓配電網的線損電量也隨之增長，然而，線損計算缺乏有效計算方法，直接影響企業的效益［1-3］。隨著“雙碳”要求的提出，節能減排勢在必行，電力是主要的碳排放行業，電能的生產、傳輸、變電等都會產生損耗，如何降低電網線損是節能的重要手段［4-6］。

線損率是衡量電力部門管理、效益整體水平的重要指標，直接影響電力企業的收益，如果線損率高，說明電網設備狀態、運行方式等都出現問題，通過計算線損，分析推導出電網中損耗過大的設備和故障風險點，指導工作人員針對性地進行處理［7-8］。

為了更好地提高線損的計算精度，文章提出了等值電阻法、分相等值電阻法、電壓損失率法3種計算方法，對3種計算方法進行對比，說明各算法的優缺點，文章選取實際三相不平衡低壓配電網作為案例，通過分析得到：在計算三相不平衡低壓配電網負荷時，采用分相等值電阻法的計算結果最精確，可以提高供電公司的管理水平和經濟效益，具有一定的應用價值。

1 線損分類

1.1 線損定義

線損是指電能在傳輸過程中產生的電能損失，線損電力ΔA可表示為：

式中，ΔP表示有功功率損耗；T表示時間周期。

線損率是線損電量與供電電量的百分比，線損率可表示為：

1.2 線損分類

電網線損主要為3類，分別是統計線損、理論線損、管理線損。統計線損是根據電能表讀數計算而來。理論線損是由電網設備決定的，又分為固定損耗和可變損耗，固定損耗包括變壓器空載損耗、電容器介質損耗、電能表鐵芯損耗；可變損耗包括配電線路的損耗、變壓器銅損、其他設備銅損；通過分析可以推導出電網中損耗過大的設備和故障風險點，指導工作人員針對性地進行處理。管理線損包括用電違章、竊電、元件漏電、元件故障、抄表核收失誤帶來的損失等，可以通過加強管理來改善。線損分類如圖1所示。

2 低壓配電網線損計算方法

2.1 等值電阻法

三相低壓配電網線損計算公式：

式中，ΔAb是三相低壓配電網線損；N是電網結構系數；k是形狀系數；Iav是首端電流；ReqL是等值電阻；ΔAdbi是電能表損耗；t是運行時間；D是全年天數；mi是電能表個數；ΔAc是補償設備損耗。

式中，Nj是電網結構系數；Aj·∑是電能表電量之和；Rj是電阻；N是低壓出口電網結構系數；m是電能表個數；Aj是電能表抄表電量。

2.2 分相等值電阻法

因為等值電阻法計算三相負荷不平衡時精度較低，因此引入分相等值電阻法，公式為：

式中，ΔAunb是負荷不平衡時線損；Kb是負荷不平衡和平衡時損耗比值。

負荷電流的不平衡度εi將會影響Kb，假設負荷電流平均值是Iav，最大一相電流值是Imax，則εi為：

Kb的值有3種情況。

三相負荷平衡的線損是ΔPunb=3I2avR，則：

（2）三相負荷分為一大兩小，假設該線路大的電流是（1+δ）Iav，小的電流是（1-δ/2）Iav，中性電流是3/2δIav，則該線路的線損：

（3）三相負荷分為兩大一小，假設該線路大的電流是（1+δ）Iav，小的電流是（1-2δ）Iav，中性電流是3δIav，則該線路的線損：

2.3 電壓損失率法

定義：U1是首端電壓；U2是末端電壓；cos φ是首端功率因數；E是有功電量；Q是無功電量；I是首端電流；線損為：

式中，ΔED是電能損耗。

式中，φ是功率因數角；m1是單相電能表個數；m2是三相電能表個數。電壓損失率法計算簡單，數據需求少，但計算精度較差，不適用于三相電流不平衡計算。

2.4 計算方法對比

低壓配電網線損3種計算方法對比如表1所示。等值電阻法計算精度較高，但計算三相負荷時誤差較大；分相等值電阻法計算精度高，可以計算三相負荷，但計算比較復雜；電壓損失率法計算簡單，數據需要少，但計算精度低。

3 案例分析

3.1 案例數據

選取甘肅某地0.4 kV三相不平衡低壓配電網作為樣本，進行線損計算，低壓配電網拓撲結構如圖2所示。

案例線路的負荷數據如表2所示，包含三相接入和單相接入，線路供電量為925.2 kW·h，三相電流分別為57.2 A、87.3 A、71.5 A。

3.2 等值電阻法計算結果

根據公式（4）計算等值電阻：

低壓配電網的線損為：

ΔAb=N（kIav）2ReqLt×10-3=20.07 kW·h（18）

案例供電量是925.2 kW·h，因此線損率為2.17%。

3.3 分相等值電阻法計算結果

根據公式（6）計算不平衡度：

三相電流與平均電流值之間的關系為：

因此，三相負荷分為一大一小一平均，根據公式（8）得：

低壓配電網的線損為：

ΔAb=N（kIav）2ReqLt×10-3=22.48 kW·h（22）

案例供電量是925.2 kW·h，因此線損率為2.43%。

3.4 計算結果分析

計算結果如表3所示。

由表3可得：在計算三相不平衡低壓配電網負荷時，分相等值電阻法的計算結果最優，等值電阻法計算結果小于實際線損，電壓損失率法計算結果相較于其他2種方法最差，因此，應用分相等值電阻法進行線損的計算。

4 結語

本文提出的等值電阻法、分相等值電阻法、電壓損失率法3種計算方法，通過實際三相不平衡低壓配電網案例分析，采用分相等值電阻法的計算結果最精確，可以提高供電公司的管理水平和經濟效益，具有一定的應用價值。

參考文獻

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［8］張稼睿.線損計算分析在降低線損中的作用［J］.中國高新科技，2023（20）：24-25，45.

Research on line loss calculation methods for low voltage distribution networks

Abstract： In response to the continuous improvement of requirements for distribution network management， accurate calculation of line loss is becoming increasingly important. Therefore， this article introduces three calculation methods： equivalent resistance method， split phase equivalent resistance method， and voltage loss rate method. An actual three-phase unbalanced low-voltage distribution network is selected as a case study. Through analysis， it is found that when calculating the load of three-phase unbalanced low-voltage distribution network， the calculation results using the sub item equivalent resistance method are the most accurate， which can improve the economic benefits of power supply companies and has certain application value.

Key words： distribution network; line loss; split phase equivalent resistance method; economic performance