梁學(xué)雄

摘 要：為解決電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的壓臺(tái)區(qū)損失率較高、配電效率較低等問(wèn)題，文章對(duì)用電信息采集系統(tǒng)進(jìn)行了整體研究;結(jié)合采集的實(shí)際數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)了臺(tái)區(qū)線(xiàn)損分析平臺(tái)，對(duì)異常線(xiàn)損進(jìn)行分析研究。為驗(yàn)證其有效性，并以某供電公司異常線(xiàn)損案例分析，驗(yàn)證該技術(shù)的可行性和有效性。分析0.4kV和10kV分壓線(xiàn)異常線(xiàn)損的原因，結(jié)合地區(qū)實(shí)際情況和理論線(xiàn)損數(shù)據(jù)，提出了針對(duì)性解決措施，為電力企業(yè)的臺(tái)區(qū)線(xiàn)損治理工作提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：分析平臺(tái);臺(tái)區(qū)線(xiàn)損;多源數(shù)據(jù)互補(bǔ);配電網(wǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2021）08-0162-04

Research on Abnormal Line Loss Analysis Based on Station Line Loss Analysis Platform

Liang Xuexiong

（Foshan Nanhai Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Company， Foshan 528231， China）

Abstract：In order to solve the problems of high loss rate of the platform area and low distribution efficiency in the power system， the paper conducts an overall research on the electricity consumption information collection system， and combines the collected actual data and theoretical data to design the station area line loss analysis platform to analyze and study abnormal line losses. To verify its effectiveness， an abnormal line loss case analysis of a power supply company was used to verify the feasibility and effectiveness of the technology. Analyze the causes of abnormal line loss of 0.4kV and 10kV partial voltage lines， and combine the actual situation of the region and the theoretical line loss data， put forward targeted solutions to provide a scientific basis for the line loss management of power companies.

Key words：analysis platform; line loss in station area; multi-source data complementation; distribution network

0 引言

全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶來(lái)了生態(tài)環(huán)境的破壞和污染問(wèn)題，為了可持續(xù)發(fā)展，必須擴(kuò)寬節(jié)能減排路徑和領(lǐng)域，優(yōu)化執(zhí)行效果。其中，電力行業(yè)在節(jié)能減排任務(wù)上有很重要的戰(zhàn)略意義，是非常重要的領(lǐng)域之一。而線(xiàn)損率因直接關(guān)聯(lián)和反饋電力企業(yè)能源損耗程度及水平，對(duì)于電力企業(yè)運(yùn)行規(guī)劃、技術(shù)研發(fā)及創(chuàng)新、運(yùn)營(yíng)管理等一系列活動(dòng)均有一定的影響，已然成為其節(jié)能減排發(fā)展的重要測(cè)度指標(biāo);在整個(gè)電力系統(tǒng)線(xiàn)損中臺(tái)區(qū)線(xiàn)損比重較大，其所帶來(lái)的電能損耗占據(jù)較大比值，是節(jié)能中優(yōu)先控制的重點(diǎn)。為此，目前，多數(shù)電力企業(yè)將監(jiān)控臺(tái)區(qū)線(xiàn)損作為未來(lái)節(jié)能發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)，予以重點(diǎn)推進(jìn)[2]。而且，當(dāng)下在農(nóng)電一體化的大發(fā)展趨勢(shì)影響下，如何減控低壓臺(tái)區(qū)線(xiàn)損是節(jié)省電能、謀求電力低成本、高效能發(fā)展的重點(diǎn)之一，但因?yàn)榧夹g(shù)、經(jīng)驗(yàn)等條件限制，讓線(xiàn)損減控面臨著諸多困難，成為國(guó)內(nèi)外關(guān)注的焦點(diǎn)，并據(jù)此，從不同層面進(jìn)行了諸多研究，并得出一些減控的理論成果和方案。針對(duì)此，文章將著眼于系統(tǒng)整體，以電信系采集系統(tǒng)為重點(diǎn)，深入探究融合多源數(shù)據(jù)技術(shù)的異常線(xiàn)損分析技術(shù)，以驅(qū)動(dòng)線(xiàn)損分析的智能化發(fā)展，破解線(xiàn)損減控的困境。

1 臺(tái)區(qū)線(xiàn)損分析平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.1 主要功能

異常線(xiàn)損分析是實(shí)現(xiàn)減控的前提，而研究引入的臺(tái)區(qū)異常線(xiàn)損分析平臺(tái)具有線(xiàn)損率波動(dòng)、歷史曲線(xiàn)、明晰、合格率等分析功能，整體的構(gòu)成如圖1所示。

1.2 數(shù)據(jù)采集

臺(tái)區(qū)異常線(xiàn)損分析平臺(tái)采集的數(shù)據(jù)類(lèi)型多樣，涵蓋了電流電壓、功率及功率因素、諧波、電能、分相電能及組合有功電能示值，這些數(shù)據(jù)采用單一的分析技術(shù)并無(wú)法適從，需要融合不同類(lèi)數(shù)據(jù)源分析技術(shù)，通過(guò)不同工況下異常線(xiàn)損數(shù)據(jù)的融合，才能達(dá)到準(zhǔn)確分析、識(shí)別線(xiàn)損的目的[1]。

1.3 物理架構(gòu)

平臺(tái)以B/S架構(gòu)搭建，整體組成包含Web、運(yùn)算及數(shù)據(jù)庫(kù)等服務(wù)器，以及配套的網(wǎng)絡(luò)軟硬件設(shè)施。其中，各類(lèi)服務(wù)器分別異常線(xiàn)損數(shù)據(jù)的采集、傳輸、修正、分析及存儲(chǔ)，以便準(zhǔn)確獲取、識(shí)別線(xiàn)損率，且為確保線(xiàn)損數(shù)據(jù)采集及傳輸?shù)碾p重安全性，需配設(shè)防火墻于該分析平臺(tái)與其它系統(tǒng)之間的接口;網(wǎng)絡(luò)軟硬件設(shè)施則是用于支撐平臺(tái)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，其由路由器、網(wǎng)絡(luò)和中繼器等構(gòu)成。

1.4 停電事件流程設(shè)計(jì)

在停電事件發(fā)生后，需由電表依照?qǐng)D2的流程予以上報(bào)，具體而言，首先，電能表將停電狀態(tài)傳輸至終端，由該終端依據(jù)事件狀態(tài)數(shù)據(jù)，在秉承既定上報(bào)規(guī)則的前提下，暫存事件信息;如果傳輸?shù)臓顟B(tài)數(shù)據(jù)中未涵蓋相應(yīng)的電能表停電事件，則將該上報(bào)狀態(tài)字暫存;而若相反，如果上報(bào)的狀態(tài)數(shù)據(jù)中涵蓋了帶能表停電事件，則應(yīng)該根據(jù)具體情況，對(duì)上報(bào)狀態(tài)字進(jìn)行后續(xù)抄讀、確認(rèn)、傳送復(fù)位命令及暫存等流程操作。

2 異常線(xiàn)損典型案例分析

2.1 電量構(gòu)成分析

以某供電公司為例，其在2019年的0.4kV和10kV分壓線(xiàn)損電量如表1所示。對(duì)于0.4kV分壓線(xiàn)損電量構(gòu)成，線(xiàn)損原因主要是低壓導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)路老化，導(dǎo)線(xiàn)橫截面積過(guò)小。其中總損失中異常線(xiàn)損的比率高達(dá)93.5%，明顯高于其他損失比率6.4%;對(duì)于10kV分壓線(xiàn)損電量構(gòu)成，10kV線(xiàn)路線(xiàn)損主要原因?yàn)樽儔浩餍吞?hào)老舊，導(dǎo)線(xiàn)橫截面積過(guò)小。其中線(xiàn)路損耗占比總損耗的81.6%，其他占18.4%。

2.2 異常線(xiàn)損分析

（1）10kV高損線(xiàn)路。從5條路線(xiàn)分析10kV高損線(xiàn)路，結(jié)果如表2所示。

結(jié)合表2中的理論線(xiàn)損值，對(duì)各線(xiàn)路線(xiàn)損的原因分析如下：線(xiàn)路1線(xiàn)損負(fù)荷主要集中在城市的老舊小區(qū)中，而造成該區(qū)臺(tái)線(xiàn)損率畸高的原因，源于線(xiàn)路勞損、過(guò)耗、導(dǎo)線(xiàn)橫截面過(guò)短等問(wèn)題;線(xiàn)路2損失率多發(fā)，是因?yàn)槠涮幱谛屡f城區(qū)交匯處，線(xiàn)路負(fù)荷過(guò)大、變壓器運(yùn)行過(guò)載、導(dǎo)線(xiàn)分支線(xiàn)路布設(shè)過(guò)長(zhǎng)，這些是造成其線(xiàn)損高發(fā)的根源;線(xiàn)路3損失源于其導(dǎo)線(xiàn)分支線(xiàn)路過(guò)多，且多布設(shè)于配電網(wǎng)的末端，供電電壓受限，造成高線(xiàn)損率;線(xiàn)路4損失，是因?yàn)榫€(xiàn)路末端承載過(guò)量負(fù)荷、過(guò)窄的導(dǎo)線(xiàn)橫截面無(wú)力承擔(dān)高負(fù)荷，引致線(xiàn)損增大;線(xiàn)路5線(xiàn)損，則歸因于過(guò)密的分支、過(guò)于分散的用電量、失當(dāng)?shù)挠秒娯?fù)荷配置，增加了線(xiàn)路老化速率，進(jìn)而提升線(xiàn)損率。

通過(guò)對(duì)10kV線(xiàn)路線(xiàn)損率分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可知，基于理論的測(cè)算，因城鎮(zhèn)中心多布設(shè)10kV線(xiàn)路的變電站，而農(nóng)區(qū)則聚集了用電負(fù)荷，且多分配在10kV線(xiàn)路的末端位置，如此，極大的擴(kuò)展了供電半徑，降低了供電電壓。0.4kV高損臺(tái)區(qū)線(xiàn)損率。從5個(gè)臺(tái)區(qū)分析0.4kV高損臺(tái)區(qū)線(xiàn)損率，如表3所示。

結(jié)合表3中的理論線(xiàn)損率，對(duì)0.4kV線(xiàn)損原因分析如下：①1號(hào)臺(tái)區(qū)多發(fā)線(xiàn)損，主要?dú)w因于其配設(shè)于配電網(wǎng)的末端，受限于配電變壓器容量及耗電量，使其線(xiàn)路一直處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn);②2號(hào)臺(tái)區(qū)的變壓器三相負(fù)荷配置失衡、電力負(fù)荷過(guò)于分散，擴(kuò)展了供電半徑，讓線(xiàn)損率提升。采用臺(tái)區(qū)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)分析臺(tái)區(qū)負(fù)荷，通過(guò)分析模型發(fā)現(xiàn)有1個(gè)0kW·h電量單相表計(jì)用戶(hù)，所以，原因歸于現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)錯(cuò)誤;③3號(hào)臺(tái)區(qū)處用電量小，在整條線(xiàn)路的最末端，該臺(tái)區(qū)導(dǎo)線(xiàn)橫截面積較小，且導(dǎo)線(xiàn)老舊。另外，通過(guò)采集系統(tǒng)分析該臺(tái)區(qū)的負(fù)荷，發(fā)現(xiàn)該臺(tái)區(qū)多了一位不存在的用戶(hù)。需要對(duì)該區(qū)再次進(jìn)行正確信息采集建立檔案; ④4號(hào)臺(tái)區(qū)低壓分支側(cè)的導(dǎo)線(xiàn)與主干線(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)橫截面積相差較大。利用臺(tái)區(qū)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)分析其負(fù)荷，發(fā)現(xiàn)有漏抄了2戶(hù)的電能表，另外還有兩戶(hù)有竊電行為;⑤5號(hào)臺(tái)區(qū)多設(shè)于老舊小區(qū)，電力負(fù)荷及線(xiàn)損服務(wù)半徑均超過(guò)正常范圍，促使變壓器負(fù)荷過(guò)載。對(duì)比而言，實(shí)際與理論線(xiàn)損存在既定差異，而異常線(xiàn)損平臺(tái)中獲取的該臺(tái)區(qū)電力負(fù)荷、數(shù)據(jù)等波動(dòng)性較大，是造成線(xiàn)損率畸高的根源。

經(jīng)過(guò)對(duì)線(xiàn)損率高發(fā)的供電臺(tái)區(qū)分布特征的分析可知，引致其居高不下的深層原因有：地處老舊小區(qū)的區(qū)位因素是根源，其超負(fù)荷的用電需求，越界的供電半徑，過(guò)窄的導(dǎo)線(xiàn)橫截面，均是引發(fā)線(xiàn)損的主因。尤其隨著用戶(hù)增加，擴(kuò)增的線(xiàn)路粉質(zhì)過(guò)多，急速提升了用電負(fù)荷，并加速線(xiàn)路老化速率，讓變壓器超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。而且，農(nóng)區(qū)配設(shè)的變壓器容量過(guò)小，也增加了其負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的概率，提升了線(xiàn)損率。

2.3 臺(tái)區(qū)線(xiàn)損分析結(jié)果

通過(guò)實(shí)測(cè)分析，可得不同臺(tái)區(qū)線(xiàn)損合格率如圖3所示。由圖中數(shù)據(jù)可知，各臺(tái)區(qū)線(xiàn)損合格率均呈現(xiàn)較優(yōu)的狀態(tài)，其中，1、2號(hào)供電所的臺(tái)區(qū)線(xiàn)損合格率均達(dá)到了98%以上，說(shuō)明該臺(tái)區(qū)的線(xiàn)損管理工作較為成功;而5號(hào)和7號(hào)供電所的臺(tái)區(qū)線(xiàn)損合格率則相對(duì)較低，因此需要加強(qiáng)這兩個(gè)供電所的線(xiàn)損管理工作。

3 存在的問(wèn)題及整改措施研究

3.1 臺(tái)區(qū)存在的問(wèn)題

基于線(xiàn)損的實(shí)際與理論值對(duì)比發(fā)現(xiàn)，供電公司線(xiàn)損的管理及技術(shù)層問(wèn)題歸因：①城市中心布設(shè)的變壓器容量過(guò)小、負(fù)荷過(guò)載，且頻繁遭遇竊電，引發(fā)了高發(fā)的線(xiàn)損率，需予以重點(diǎn)關(guān)注。而農(nóng)區(qū)變電器負(fù)荷雖小，但是用電分散、需長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，如此，造成配電網(wǎng)布設(shè)失當(dāng)、缺失合理性，減小了導(dǎo)線(xiàn)橫截面、增大了供電半徑;②未匹配系統(tǒng)、有效的運(yùn)維規(guī)劃，造就一些低壓變壓器超時(shí)長(zhǎng)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，且未能給予及時(shí)、有效的運(yùn)維管理，造成變壓器帶病工作;③變壓器裝機(jī)容量設(shè)計(jì)不合理，存在低配高需、底需高配的問(wèn)題，用電負(fù)荷小的區(qū)域配設(shè)大容量變壓器，而用電負(fù)荷大的區(qū)域配設(shè)較小容量的變壓器，造成線(xiàn)損率直線(xiàn)上升;④老舊小區(qū)耗電量的急速上升，增加了線(xiàn)損及設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間及老化速率，變壓器超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，造成線(xiàn)損率升高。第五，臺(tái)區(qū)負(fù)荷失配造成低壓線(xiàn)損損失率攀升，增加線(xiàn)損減控難度。

3.2 臺(tái)區(qū)整改措施

對(duì)于臺(tái)區(qū)存在的問(wèn)題提出5點(diǎn)整改措施。①整改線(xiàn)損臺(tái)區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施，調(diào)配負(fù)荷狀態(tài)，加裝節(jié)能變壓器，以調(diào)高變壓的功率因數(shù)，提升變壓器的無(wú)功補(bǔ)償，并強(qiáng)化故障表的運(yùn)檢、更換規(guī)劃的制定與實(shí)施。加大對(duì)竊電行為的打擊力度;②從整體上合理布局配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，控制導(dǎo)線(xiàn)分支線(xiàn)路、供電半徑、用電負(fù)荷，以減少超負(fù)荷、過(guò)載、過(guò)長(zhǎng)供電，以提升配電網(wǎng)的線(xiàn)損合格率及經(jīng)濟(jì)效益;③采取相應(yīng)的措施，最大限度控制線(xiàn)損帶來(lái)的負(fù)面影響，通過(guò)運(yùn)營(yíng)管理環(huán)境優(yōu)化、技術(shù)革新等多元化手段，來(lái)重塑電力企業(yè)的社會(huì)形象，確保其供電穩(wěn)定性，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益的雙贏;④強(qiáng)化臨時(shí)用電的稽查監(jiān)管性，以及時(shí)、高效的整停變壓器，并需提升智能電表采集的運(yùn)維管理;⑤深化整改智能電表功能，以確保其達(dá)到載波技術(shù)要求，并采用管理、技術(shù)手段整治線(xiàn)損率畸高的臺(tái)區(qū)。而通過(guò)整改實(shí)踐可知，在2個(gè)月短期的治理后，線(xiàn)損率超過(guò)10%的臺(tái)區(qū)有明顯下降趨勢(shì)，下降率達(dá)80%，由此，驗(yàn)證了上述基于多元數(shù)據(jù)互補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行異常線(xiàn)損分析，具有高效、可行性。

4 結(jié)語(yǔ)

依據(jù)上述方法，融合系統(tǒng)采集及理論等動(dòng)員數(shù)據(jù)，進(jìn)行異常線(xiàn)損分析的技術(shù)，基于平臺(tái)對(duì)于臺(tái)區(qū)線(xiàn)損率波動(dòng)、歷史曲線(xiàn)、明晰及合格率等多源數(shù)據(jù)融合，能夠高精準(zhǔn)的異常線(xiàn)損識(shí)別，而且，以某供電公司不同臺(tái)區(qū)的異常線(xiàn)損狀態(tài)及原因進(jìn)行實(shí)證分析后，充分驗(yàn)證了該技術(shù)平臺(tái)的應(yīng)用高效性、可行性。最后，基于理論與實(shí)際線(xiàn)損問(wèn)題，給出的針對(duì)性解決建議，可為不同臺(tái)區(qū)線(xiàn)損率減控提供有效支撐，其實(shí)現(xiàn)了配電效率、安全可靠性的多重提升，研究具有理論與現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]史琳，鄧?yán)?基于多源數(shù)據(jù)互補(bǔ)技術(shù)的線(xiàn)損智能分析平臺(tái)研究[J].自動(dòng)化與儀表，2019，34（07）：100-104.

[2]李端超，王松，黃太貴，等.基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)的電網(wǎng)線(xiàn)損與竊電預(yù)警分析關(guān)鍵技術(shù)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2018，46（05）：143-151.

[3]李亞，劉麗平，李柏青，等.基于改進(jìn)K-Means聚類(lèi)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的臺(tái)區(qū)線(xiàn)損率計(jì)算方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2016，36（17）：4543-4552.

[4]何立強(qiáng)，趙允，于景亮.基于改進(jìn)PSO優(yōu)化RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)損計(jì)算與分析[J].東北電力技術(shù)，2020，41（04）：55-59.

[5]冉懿，劉曉健，董亮，等.電量信息采集設(shè)備線(xiàn)損故障自動(dòng)檢測(cè)方法研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2019（12）：162-165.

[6]BlaiseRavelo，李寧東，萬(wàn)發(fā)雨，等.波峰型低損耗負(fù)群時(shí)延微波電路研究[J].南京信息工程大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020，12（01）：127-134.

[7]史琳，鄧?yán)?基于多源數(shù)據(jù)互補(bǔ)技術(shù)的線(xiàn)損智能分析平臺(tái)研究[J].自動(dòng)化與儀表，2019，34（07）：100-104.

[8]趙志新，吳小歡，葉菁.配電臺(tái)區(qū)在線(xiàn)線(xiàn)損異常分析與分級(jí)管理智能監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2019（02）：12-14+18.

[9]楊柳，羅璇，肖寶輝，等.配電網(wǎng)線(xiàn)損在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與計(jì)算分析研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2019（01）：25-28.

[10]張愷凱，楊秀媛，卜從容，等.基于負(fù)荷實(shí)測(cè)的配電網(wǎng)理論線(xiàn)損分析及降損對(duì)策[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013，33（S1）：92-97.