基于计量自动化系统的电网线损管理研究.pdf

2023 年 9 月基于计量自动化系统的电网线损管理研究任俊旭（贵州电网有限责任公司铜仁石阡供电局，贵州 铜仁 555100）【摘要】随着社会的不断发展袁电力能源的重要性越发凸显袁为众多行业领域的发展提供了可靠保障遥 但在实际使用电力能源的过程中袁 电网线损问题导致电力企业无法正常供应电力能源袁 应高度重视电网线损管理遥 基于此袁分析电网线损管理现状及线损产生原因袁提出常用的线损计算方法袁并探讨计量自动化系统在电网线损管理中的应用原理和优势袁以提高电力企业的运营效率和经济效益袁为相关工作提供参考遥【关键词】计量自动化系统曰电网线损曰线路状态曰线损管理【中图分类号】TM744【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2023）09-0068-030 引言随着电力行业的快速发展，电网线损管理已成为电力企业运营中不可或缺的一部分。计量自动化系统具有综合性特点，可为电网线损管理提供技术支持。为降低电力企业的经济损失，改善电力供应质量，满足电力用户的用电需要，需要科学应用计量自动化系统加强对电网线损的管理。本文重点研究基于计量自动化系统的电网线损管理，进一步推动电力系统的健康可持续发展。1 电网线损管理相关介绍1.1 电网线损管理现状随着电力系统规模的不断扩大，电网的复杂度随之提升，电网线损管理难度也逐渐增加。由于电网线损的计算方法较为复杂，在一定程度上影响了数据的准确性以及设备稳定性，需要电力企业投入更多人力和物力资源，不断加强技术研发和创新，以提高电网线损管理的效率和准确性，这不仅提高了电力系统的建设成本，也带来了新的挑战和难题。1.2 线损产生原因电网线损产生的主要原因可归结为技术因素和管理因素两个方面。技术因素包括电网结构不合理、电源与负荷中心距离较远、输电距离过长、线路截面过小等，这都会增加线路传输过程中的电能损耗。此外，变压器等设备选型不当、运行不经济等情况也会造成线损增加。管理因素主要体现在电力企业管理不善，工作人员责任心不强，抄表核算、计量管理等方面存在漏洞，导致电量漏计、错计，从而造成线损增加。同时，用户窃电行为也是造成线损的重要原因之一。2 常用的线损计算方法2.1 静态功率平衡法静态功率平衡法的计算公式如下：线损=输入功率-输出功率。（1）式中：输入功率从发电站或主配电站进入电网的总功率，包括输电损耗和变压器损耗；输出功率从供电点分配到用户终端的总功率。静态功率平衡法的优点是简单易懂，计算速度快，适用于简单的电力系统。然而，由于其假设了稳态运行条件，忽略了电网的动态变化，因此，在复杂的非稳态运行情况下可能出现计算结果不准确的问题。2.2 潮流迭代法潮流迭代法是一种基于潮流计算的线损计算方法，其通过迭代计算电网中各个节点的电压、电流和功率等参数，然后利用这些参数进行线损计算。其原理是通过建立电网模型，利用节点电压和支路参数之间的关系，根据功率平衡原理进行迭代计算，直至收敛。在每次迭代中，根据电压和支路参数更新节点功率和线路功率，并计算线损。考虑到电网的复杂性和非线性特点，潮流迭代法的精准度较高，适用于各种运行条件下的线损计算。但由于该方法的计算量较大，需要花费较长的计算时间，并且对电网模型和初始值的选择要求较高1。2.3 负荷分解法负荷分解法是一种基于负荷模型的线损计算方法，将总负荷分解为供电点负荷和线路负荷两个部分，并分别计算其功率损耗。负荷分解法的计算步骤如下：淤将总负荷按照供电点进行划分。于根据供电点的负荷特性和线路参数，计算供电点负荷和线路负荷的功率损耗。盂将供电点负荷和线路负荷的功率损耗相加，得到总线损。有效应用负荷分解法，能够较为准确地评估供电点负荷和线路负荷对线损的贡献，适用于具有复杂负荷特性和多个供电点的电力系统。然而，该方法需要准确的负荷模型和数据支持，并且对负荷数据的准确性要求较高。电力信息682023 年 9 月2.4 等值电阻算法在使用等值电阻算法计算电网线损时，可将电网各个元件（如输电线路、变压器）简化成等值电阻，通过计算等值电阻的大小，进而估算电网线损。损耗总量 Rdz的计算公式如下：Rdz=RLdz+RTdz。（2）式中：RLdz等值抗阻，赘；RTdz配电负载等值抗阻，赘。3 计量自动化系统在电网线损管理中的应用原理在实际应用中，计量自动化系统主要通过实时采集电网设备的数据，结合电网拓扑结构和负荷情况，进行线损计算和分析。具体流程如下。3.1 建立电网模型建立电网模型（图 1）是计量自动化系统在电网线损管理中的重要一步，需要收集大量的数据，包括供电点、配电变压器、线路长度、负载情况等信息，可通过实地调查、监测设备和数据库等方式获取这些数据信息。简单来讲，电网模型是对电力系统进行建模，以便准确分析和评估电网线损的情况，并采取相应的措施进行管理和优化。主要涉及以下 4 个步骤：淤数据采集。在建立电网模型之前，需要对电网进行全面的调查和监测，以获取各个关键节点的数据。可以通过传感器、智能仪表等设备采集这些数据，并存储在数据库中供后续分析使用。于数据处理。需要处理采集到的数据，包括数据清洗、数据校验和数据质量评估等环节，旨在确保数据的准确性和可用性，为后续的模型建立提供可靠数据基础。盂模型建立。在完成数据处理后，可以开始建立电网模型，目的是准确计算和分析电网线损2。可以采用不同的数学方法和算法，如潮流计算、电力负荷预测等建立电网模型。榆参数优化。建立电网模型后，需要对模型的参数进行优化。通过与实际的电力系统运行数据进行比对，调整模型参数，提高模型的准确性和可靠性。3.2 实时数据采集实时数据采集是计量自动化系统在电网线损管理中的重要环节。通过实时采集电力系统各个节点的数据，可以及时监测和分析电网线损情况，为电力系统的调度和运行提供支持。实时数据采集需要借助传感器、智能仪表等设备，实时获取供电点的电压、电流、功率因数等参数，以及配电变压器、线路等的负载情况，并将数据传输至数据处理平台。实时数据采集包括以下 4 个步骤：淤传感器安装。在电力系统的各个关键节点安装传感器，如电压传感器（图 2）、电流传感器等，用于实时测量相应的电力参数。于数据传输。借助有线或无线通信技术将传感器采集到的数据传输到数据处理平台。盂数据存储与处理。通过数据库、云平台等方式存储和处理传输到数据处理平台的数据。榆数据分析与应用。在完成数据存储和处理后，可以对数据进行分析和应用。通过分析实时数据，可以及时掌握电网线损的情况，进而制定有针对性的调度和管理措施。实时数据采集为电网线损管理提供了重要的数据基础3。通过实时监测和分析电力系统的运行情况，可以有效地减少电网线损，提高电力系统的效率和可靠性。3.3 线损计算和分析通过对电力系统的数据进行计算和分析，可以准确评估线路的电能损耗情况，并找出引起线损的主要因素。线损计算和分析包括以下 4 个关键步骤：淤数据预处理。即对采集到的实时数据进行预处理，涉及数据清洗、异常值检测和缺失值填补等操作，以确保数据的准确性和完整性。于潮流计算。潮流计算是线损计算的重要部分。利用电网模型和采集到的数据进行潮流计算，可以确定电网中各个节点的电压、电流、功率等参数。这些参数是后续线损计算和分析的基础。盂线损计算。在潮流计算的基础上，可以进行线损计算。线损计算通常采用功率平衡法，根据供电点和配电变压器的功率差值，计算线路的电能损耗。榆线损分析。线损计算完成后，可以对线损进行分析。通过比较不同节点的线损情况，找出引起线损的主要因素，如线路的长度、负载情况、电压波动等，保障线损管理策略的可行性4。线损计算和分析为电网线损管理提供了重要的数据支持和决策依据。通过准确评估线路的电能损耗情况，并分析其原因，可以采取相应的措施进行线损管理和优化，提高电力系图 1 电网模型图 2 电压传感器电力信息692023 年 9 月统的效率和经济性。4 计量自动化系统在电网线损管理中的应用优势4.1 提高线损计算精度在电网线损管理中应用计量自动化系统，能够提高线损计算精度。传统的人工计算方法存在数据采集不准确、误差大等问题，而计量自动化系统通过智能传感器和先进的测量技术，可以准确获取电网各个节点的相关数据信息，并将这些数据信息实时传输至数据处理平台。在数据处理过程中，避免了人为操作可能引起的误差，从而提高线损计算的准确性5。4.2 实时监测电网运行状态计量自动化系统可以通过实时监测，及时发现电网运行中的异常情况和问题，为线损管理提供数据支持和决策依据。具体来说，实时监测电网运行状态主要包括以下 4 点：淤监测电网负荷。通过计量自动化系统实时监测电网负荷情况，了解各个节点的负荷变化，为线损分析提供数据支持。于监测电量数据。通过计量自动化系统实时监测电量数据，包括各个节点的有功电量、无功电量等，为线损计算奠定准确的数据基础6。盂监测线路损耗。通过计量自动化系统实时监测线路损耗情况，了解各线路的损耗率和损耗量，为线损分析和优化提供依据。榆监测线路状态。通过计量自动化系统实时监测电网线路状态，定期测量和记录电流、电压、功率因数等参数，并将这些数据传输至数据处理平台。运营人员可以随时查看这些数据，了解线路的负载情况和运行状态。如果出现异常情况，如过载或负载不均衡，系统会及时发出报警提示，帮助运营人员快速响应并采取相应措施，避免线损问题进一步恶化。4.3 实现智能控制与调度将计量自动化系统应用于电网线损管理中，可通过智能控制与调度，实现对电网设备的精确控制，优化电力资源的分配，降低线损率。首先，计量自动化系统可以基于采集到的数据分析和预测电网线损情况。通过比较实际线损和理论线损的差异，判断是否存在异常情况，并预测未来可能出现的线损问题。其次，根据线损分析和预测结果，计量自动化系统可以制定相应的智能控制策略。例如，对负载进行优化调整，合理分配负载，减少过载情况；对电力设备进行优化控制，避免电压异常波动等。这些智能控制策略可以最大限度减少线损，提高电网运行效率。再次，计量自动化系统可以实时监控电网各个节点的运行状态，并根据需要进行调度。例如，在低负荷时段，可以将电源调整到高效的供电单元，以减少线损；在高负荷时段，可以采取相应的调度措施，以确保电网的稳定供电。最后，计量自动化系统可以通过分析历史数据和当前数据，生成相关的报表和图表，为电力企业提供决策支持。通过深入分析数据，电力企业可以发现造成电网线损的主要因素和潜在问题，并制定相应的优化措施和调度管理方案。此外，系统还可以根据不同负荷情况和用电特点，优化电网的供电策略，减少线损。通过合理的运营决策和优化措施，可以有效降低线损率，提高电力供应的可靠性和经济性7。4.4 快速诊断尧定位和预警故障计量自动化系统具备故障诊断和预警功能，对于电网线损管理非常有益。当线路存在漏电、短路或接地故障等问题时，计量自动化系统可以快速定位故障点并进行诊断、预警，有利于运营人员及时处理故障。通过对电流、电压等参数的监测和分析，可以确定故障发生的位置和类型，并采取相应的措施进行修复，减少线损发生的可能性，提高电能利用效率。5 结语电网线损管理是电力企业发展建设中长期重点关注的问题，降损技能是电力企业综合管理水平的具体体现。在电网线损管理中有效应用计量自动化系统，能够推动智能电网的建设，促进电力系统的可持续发展。因此，运营人员需要熟练掌握和应用计量自动化系统，充分发挥系统在电网线损管理中的实际价值，以便从整体上提升电力系统的运行效率。参考文献1 刘新新.基于计量自动化的 10 kV 线路及其台区同期线损研究D.南宁：广西大学，2017.2 吴兴广.电力计量自动化在线损管理中的应用研究J.日用电器，2020（3）：41-43.3 韩启银.基于电能计量自动化系统的线损异常查处J.科技创新导报，2020，17（7）：43-44.4 汤晓泉.浅谈电力计量自动化在线损管理中的应用J.技术与市场，2020，27（1）：205-206.5 赵红璐.基于计量自动化系统在用电检查工作中的应用探究J.电子测试，2021（7）：112-113，73.6 郭丹，陈巍.智能电网建设中智能化线损管理研究J.黑龙江科学，2017，8（17）：40-41.7 韩启银.基于电能计量自动化系统的降损措施探索J.科技创新导报，2020，17（15）：184-185.作者简介院任俊旭（1996），男，侗族，贵州铜仁人，本科，助理工程师，研究方向为电力计量自动化系统电网线损。电力信息70