廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司湛江廉江供電局 張寧博

線損率是反映供電企業(yè)效率的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，直接反映了企業(yè)的技術(shù)和管理水平。降損是服務(wù)碳達(dá)峰、碳中和，提高電能傳輸效率，貫徹落實國家節(jié)能減排政策的具體體現(xiàn)。鑒于廣東某市用戶類型多、供電區(qū)域復(fù)雜、線損問題風(fēng)險高，廣東某市使用了線損統(tǒng)計分析的信息系統(tǒng)對實際線損率進(jìn)行統(tǒng)計分析。精細(xì)化管理可有效且系統(tǒng)地提高電網(wǎng)中各類數(shù)據(jù)的專業(yè)管理和控制水平，在大量線損相關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析，可準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)異常線損。對異常線損線路進(jìn)行分析，有效指導(dǎo)降損方法，提高線損管理水平，提高線損合格率。

1 現(xiàn)狀分析

線損通?？珊喕譃槔碚摼€損和管理線損。理論線損是根據(jù)電網(wǎng)物理特性，通過數(shù)學(xué)模型計算得出的線損值。目前理論線損的研究主要集中在利用電網(wǎng)拓?fù)洹⒊绷饔嬎愕确椒ǜ倪M(jìn)理論線損的計算方法，或根據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)算法處理歷史數(shù)據(jù)并預(yù)測臺區(qū)的線損，但對理論線損的研究減少了通常投資大、收益小的線損。電網(wǎng)的理論線損電量是通過該電網(wǎng)內(nèi)所有元件損耗電量累加方式求得的，不同的電網(wǎng)元件需采用不同的算法進(jìn)行線損理論計算。

管理線損是電能在電網(wǎng)傳輸過程中，由于計量、抄表、竊電及其他人為因素造成的電能損失。目前管理線損的研究主要集中在偷漏電和表計故障情況上，本文主要基于大數(shù)據(jù)技術(shù)對線損異常的臺區(qū)進(jìn)行定位，分析線損異常原因，根據(jù)基于計量自動化系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的建議，利用自動最優(yōu)聚類算法對用戶用電行為進(jìn)行分類，建立各種線損之間的關(guān)系模型，得到配電網(wǎng)線損和臺區(qū)線損的線損分析和定位方法，實現(xiàn)線損異常的準(zhǔn)確定位。

簡要分析臺區(qū)線損的影響因素，并在智能用電大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，從建立診斷模型、定義影響因素、提出解決方案等方面分析了線損管理對策?；诖髷?shù)據(jù)基礎(chǔ)技術(shù)的運營、配送、調(diào)度數(shù)據(jù)智能匹配識別方案的應(yīng)用算法流程，并提出利用相關(guān)分析算法和TF-IDF 算法自動識別線路變化和站線變化關(guān)系的錯誤數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)線損的準(zhǔn)確定位。利用聚類算法和關(guān)聯(lián)分析方法對靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合優(yōu)化，實現(xiàn)臺區(qū)數(shù)據(jù)信息的深度挖掘，實現(xiàn)臺區(qū)線損管理的快速診斷、決策和智能控制。

2 線損分析及定位方法

目前對線損的研究大多是針對單一線損，缺乏對線損之間相關(guān)性的研究，各級線損間耦合性差，以實現(xiàn)站、線、變、戶逐步檢查關(guān)系，以實現(xiàn)準(zhǔn)確的線損分析和異常定位目的。要充分利用信息系統(tǒng)產(chǎn)生的大量線損數(shù)據(jù)分析線損問題，以便準(zhǔn)確定位異常線損、降低線損率，從而多方面解決線損問題。

2.1 數(shù)據(jù)處理

本文的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來源于計量自動化系統(tǒng)。同時整合營銷管理系統(tǒng)和配網(wǎng)GIS 系統(tǒng)對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，確保基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。通過提高基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，重復(fù)驗證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，定期檢查問題，線損問題的閉環(huán)解決方案需要一系列的數(shù)據(jù)處理[1]。首先對輸入的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，本文采用案例消除法和平方差替換法對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，根據(jù)不同站點的分類特點設(shè)置各種條件，如負(fù)荷類型、設(shè)備名稱、電氣參數(shù)等，并比較同一類別的線損類型是否一致。通過對站點進(jìn)行分類找出合適的改善方法。修改數(shù)據(jù)并對這部分?jǐn)?shù)據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)預(yù)處理。

案例消除法。是一種直接刪除異常數(shù)據(jù)的方法，不適用于數(shù)據(jù)量小的過程，這將影響樣本數(shù)量和最終的實驗結(jié)果，優(yōu)點是可快速消除異常數(shù)據(jù)。本文中計量自動化系統(tǒng)采集的線損樣本數(shù)量相對較大，因此可采用機(jī)箱預(yù)處理方法進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理。

改進(jìn)的平均替代法。均值替換法可彌補(bǔ)案例消除法的不足，案例消除法可能會錯誤地刪除有用的信息[2]。本文中數(shù)據(jù)都是數(shù)值數(shù)據(jù)，均值替換法可使用此類數(shù)據(jù)的平均值替換此類樣本中的其他數(shù)據(jù)，保證樣本數(shù)不減少。由于線損數(shù)據(jù)量很大，本文采用改進(jìn)的均值替代法，為保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，首先計算這類數(shù)據(jù)的方差，如顯示此類數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的則數(shù)據(jù)中心中的異常數(shù)據(jù)將替換為平均值；如這類數(shù)據(jù)顯示不穩(wěn)定且方差較大，則選擇移除方法刪除數(shù)據(jù)，以確?；A(chǔ)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

2.2 線損診斷定位與分析

目前線損的診斷和定位主要分為三方面：首先根據(jù)臺區(qū)劃分判斷線損是否正常，然后對線損異常的線路區(qū)域進(jìn)行診斷，最后給出診斷意見并提出個性化的解決方案。通過對計量自動化系統(tǒng)提出的海量線損數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和信息挖掘，可根據(jù)客戶電價、用電量、負(fù)荷性質(zhì)、用電時段、用戶需求等一系列因素，實現(xiàn)不同站點線損目標(biāo)分類管理，結(jié)合臺區(qū)用電量、供電半徑和線徑等信息，計算不同類型臺區(qū)的線損標(biāo)準(zhǔn)值，據(jù)此判斷臺區(qū)線損是否異常。

在對廣東某市進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，通過計量自動化系統(tǒng)采集25.5萬條數(shù)據(jù)，對所有用電負(fù)荷進(jìn)行分類，最終將所有負(fù)荷分為6類。在確定六種負(fù)荷的前提下，通過計算六種負(fù)荷的線損標(biāo)準(zhǔn)值得到不同負(fù)荷條件下的線損標(biāo)準(zhǔn)值和標(biāo)準(zhǔn)差，從而判斷線損是否處于異常狀態(tài)，并對線路損傷進(jìn)行量化，形成準(zhǔn)確的線損診斷。通過分析臺區(qū)類型和線損率可準(zhǔn)確定位臺區(qū)是否為異常線損區(qū)。對于線損異常臺區(qū)需分析線損異常的原因[3]。

理論線損：根據(jù)配電網(wǎng)的供電方式和結(jié)構(gòu)線損計算公式也有所不同。因此采用改進(jìn)的等效電阻法計算配電線路的線損理論計算公式：ΔA=NI2pjk2Rdzt×10-3，其中N 表示配電變壓器低壓出口電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)常數(shù)；I 表示低壓線路前端的平均負(fù)載電流；K 表示線路荷載曲線的特征系數(shù)；R 表示等效電阻；t 表示電網(wǎng)的實際運行時間。三相三線制N=3，三相四線制N=3.5，單相二線制N=2。分配線等效電阻的計算公式如式（1），其中Aj表示每個用戶的電能表電能，Ai表示某個電源電能表復(fù)制的電量之和；Rj表示某一導(dǎo)線的電阻值；Nj表示某條直線的結(jié)構(gòu)常數(shù)。

技術(shù)線損：主要是指電能在電網(wǎng)傳輸過程中，由于傳輸介質(zhì)固有的物理特性所產(chǎn)生的電能損耗。目前部分地區(qū)存在線路規(guī)劃不統(tǒng)一、電力負(fù)荷分散、變壓器供電半徑大、供電線路長等問題。特別是在農(nóng)村地區(qū)線路老化、供電半徑過大、迂回供電、配變重過載或輕載不能達(dá)到經(jīng)濟(jì)運行狀態(tài)等問題往往是突出問題。

表計故障線損：表計故障計量數(shù)據(jù)丟失主要是指在數(shù)據(jù)傳輸過程中由于通信故障引起的數(shù)據(jù)異?；驍?shù)據(jù)丟失。通常情況下計量自動化系統(tǒng)的傳輸異常會導(dǎo)致系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)丟失?；謴?fù)正常后系統(tǒng)會在線損統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)異常。有一段時間，線損數(shù)據(jù)沒有更新或數(shù)據(jù)有較大偏差或丟失，此時表計故障期間的數(shù)據(jù)需修復(fù)或消除。為減少系統(tǒng)故障對全線線損分析的影響，如果采集系統(tǒng)中的采集器發(fā)生故障或長時間運行，運維人員需到現(xiàn)場檢查情況，以便及時排除故障，減少影響。

新能源線路損耗：光伏、風(fēng)電等新能源電站裝機(jī)容量有不同程度的增加，新能源輸出有功功率的增加也會引起電網(wǎng)無功功率趨勢的大幅波動。風(fēng)力發(fā)電主要由風(fēng)速決定，受環(huán)境影響很大。因此風(fēng)電功率具有很強(qiáng)的不確定性，這就決定了風(fēng)電場有功功率輸出具有很大的隨機(jī)性，它會隨著風(fēng)速的變化而變化。它還將導(dǎo)致無功功率損耗的巨大變化，從而導(dǎo)致線損的增加。光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電有很大的區(qū)別，白天功率因數(shù)相對穩(wěn)定，基本在0.97和0.98之間。但無功功率補(bǔ)償?shù)男Ч赡軙艿焦夥尤氲挠绊憽９β瘦斎雽€損的影響可忽略不計，但在夜間光伏發(fā)電站將停止發(fā)電，這對電網(wǎng)的無功功率有很大影響、影響線損，因此新能源的接入可能會在很大程度上影響系統(tǒng)的無功功率，導(dǎo)致線損增加。

竊電線路損耗：目前在城市大部分地區(qū)的理論線損和技術(shù)線損都沒有改進(jìn)的余地，減少線損主要是通過加強(qiáng)管理水平來實現(xiàn)的。加強(qiáng)線損管理水平的重點主要是防竊電。目前的竊電方法呈現(xiàn)出專業(yè)化趨勢，竊電證據(jù)更加隱蔽。在電力負(fù)荷分類、標(biāo)準(zhǔn)線損率和標(biāo)準(zhǔn)差的基礎(chǔ)上，建立了不同類型電力負(fù)荷的個性化用電模型，找出這類用戶的用電規(guī)律并跟蹤觀察一定時間段。歷史耗電數(shù)據(jù)大于或更明顯區(qū)別于同類型的耗電負(fù)荷。當(dāng)其他線損異常的可能性被排除時，考慮是否存在竊取行為是很重要的。

3 線損管理方法

在對線路負(fù)荷分類和線損數(shù)據(jù)分享的基礎(chǔ)上確定線損率產(chǎn)生的原因，實現(xiàn)準(zhǔn)確診斷和降低線損率。

規(guī)劃降損。目前部分地區(qū)存在線路規(guī)劃不統(tǒng)一、電力負(fù)荷分散、變壓器供電半徑大、供電線路長等問題。特別是在農(nóng)村地區(qū)，線路殘舊、線徑小、供電半徑過大的問題往往是突出問題。規(guī)劃時應(yīng)盡量滿足電力用戶的電力負(fù)荷開發(fā)要求，同時在規(guī)劃時應(yīng)考慮發(fā)展問題，選擇合理的供電半徑。在配電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)過程中應(yīng)考慮綜合采取優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、簡化電壓等級、縮短供電半徑、減少迂回線路等方法，選擇合適的導(dǎo)線截面、變壓器規(guī)格與容量，合理配備無功補(bǔ)償裝置等各類措施，來降低電網(wǎng)損耗。

技術(shù)降損。結(jié)合配電網(wǎng)的目標(biāo)網(wǎng)架做好高損配變的更換工作，推廣應(yīng)用節(jié)能變壓器、導(dǎo)線、金具等節(jié)能綠色設(shè)備，加強(qiáng)降損改造。加強(qiáng)設(shè)備的負(fù)荷管理、分析，定期開展設(shè)備的測溫、低電壓臺區(qū)、重過載或輕載配變、三相負(fù)荷不平衡臺區(qū)的治理。開展無功分析和專項整治，按照電源、電網(wǎng)、客戶補(bǔ)償相結(jié)合的原則合理布局和配置無功補(bǔ)償設(shè)備，實現(xiàn)無功分層分區(qū)平衡。

管理降損。規(guī)范電費抄核收作業(yè)，按自然月設(shè)定供售電量抄表周期，統(tǒng)一抄表例日，避免抄表不同期導(dǎo)致的線損率波動。采用“日監(jiān)測、周發(fā)布、月復(fù)檢”的工作模式監(jiān)測線損數(shù)據(jù)。充分運用計量自動化系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)等信息化平臺開展線損異常的監(jiān)測、線損異常原因的智能分析等工作。強(qiáng)化用電檢查和普查工作，建立線損異常分析與用電檢查工作的常態(tài)聯(lián)動機(jī)制，加大反竊電工作力度，盡最大努力減少“跑冒滴漏”。如確定臺區(qū)可能存在竊電，電監(jiān)人員應(yīng)及時到現(xiàn)場進(jìn)行清查，確認(rèn)是否存在竊電。應(yīng)立即拍攝證據(jù)，包括照片、視頻等并應(yīng)立即停止供電。根據(jù)有關(guān)規(guī)定對用電人應(yīng)收取竊電費和違約電費，同時要根據(jù)實際情況嚴(yán)格檢查、嚴(yán)格計量管理，如在調(diào)查中達(dá)到立案標(biāo)準(zhǔn)將移交公安機(jī)關(guān)處理。

線損的其他管理方法。在實際工作中還要加強(qiáng)日常運維管理工作，做好運行方式管理，合理制定電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行方案。強(qiáng)化無功運行管理，充分利用無功補(bǔ)償容量，提高功率因數(shù)，合理調(diào)整電壓水平，降低運行損耗。同時及時準(zhǔn)確上報營銷數(shù)據(jù)統(tǒng)計，進(jìn)一步完善計量自動化系統(tǒng)，并加強(qiáng)線損指標(biāo)的分析評估工作等。