10kV配电网理论线损计算方法的比较研究

于鼎泽尹宪明

摘要：计算理论线损是分析线损构成、制定降损措施及确定线损指标的必要手段。本文笔者结合多年的实际工作经验,介绍了配电网理论线损计算方法,指出目前各种线损计算方法的局限性,在此基础上,提出采用电量潮流法计算线损的新方法,供同行参考。

关键字：10kV配电网；理论线损；计算方法；研究

引言

配电网线损是电力部门一项综合性的经济、技术指标,是国家考核电力部门的一项重要指标,也是表征电力系统规划设计水平和经营管理水平的一项综合性技术经济指标。只有通过加大技术降损力度,提高技术含量以及加强管理降损水平,走上精细管理之路,才能取得显著的经济效益和社会效益。因此,线损的理论计算还需要进一步深入研究。

1、配电网技术线损主要原因

1.1负荷波动幅度过大造成的线损

当配电网系统运行时，其负荷曲线的形态会直接对技术线损的大小产生影响。当曲线形态的系数较小时，其技术线损较小；当曲线形态的系数等于1或者无限接近于1时，其负荷曲线趋于平衡状态，技术线损达到最小；反之，当曲线形态的系数变大时，那么负荷曲线的波动幅度变大，负荷的低谷与高峰相差变大，其技术线损也就相应的变大。

1.2电压质量降低造成的线损

电压质量的大小作为评估电力企业提供电力的一个重要指标，其电压质量直接影响着电力企业的效益与形象。其中，电压质量是指理论电压与实际电压之间的差值，根据电压质量可以反映出电力企业提供的电力是否合格。如果电力企业所提供的实际电压与理论电压存在过大的偏差，所提供的电压质量就会下降。在配电网中，电网的电压质量的高低与技术线损的大小有着直接的关系，若电压质量降低，其技术线损就会增大。

1.3无功补偿功率不平衡造成的线损

当电力系统运行时，无功补偿功率的平衡是保证电力系统安全、经济、稳定、高效运行的有效方法。但由于各种各样的原因的存在导致无功补偿功率的不平衡，从而间接地导致了配电网电力损耗的增大，造成了技术线损的增大。

1.4运行方式不合理造成的线损

当电力系统运行时，主要存在两种运行方式：开环和闭环。当电网闭环运行时，因原来的备用线路中存在功率流动，会造成电能损耗的增加；当电网开环运行时，由于其他原因也会出现一定的电能损耗。当各个变电站的负荷曲线形状有较大的差别时，电力系统运行在开环还是闭环方式时的技术线损是不同的。如果没有合理地选择电力系统的运行方式，将有可能造成过大的技术线损。

2、传统的主要的配电网理论线损计算方法

2.1等值电阻法

等值电阻法的理论基础是均方根电流法。缺点是：对没有实测负荷记录的配电变压器，各节点负荷率相同，这种计算不完全符合实际负荷情况，假设负荷分布按与配电变压器额定容量成比例；需要假设计算条件，影响计算结果精度；假设各负荷点功率因数、类别系数和电压相同，一般情况下，计算出的电能损耗值偏小，实际系统各个负荷点的功率因数、类别系数和电压都不相同。等值电阻法的优点是：在理论上比较完善，不用收集运行数据，计算出等值电阻数据就可以进行电能损耗计算，仅与结构参数配电变压器额定容量、分段线路电阻有关；在方法上克服了均方根电流法的诸多方面的缺点。

2.2最大电流法

最大电流法也称损失因数法，优点是：计算需要的资料少，易于计算机编程计算，进行电能损耗计算只需测量出代表日最大电流和计算出损失因数等数据。缺点是：损失因数不易计算，计算出的损耗因数不同，不能通用，主要由于不同的负荷曲线、网络结构和负荷特性，此方法常用于计算精度要求不高的情况，是利用均方根电流法与最大电流的等效关系进行计算的。计算精度低，使用此方法时必须根据电网实际情况计算损耗因数。

2.3平均电流法

由均方根电流法派生而来，是利用均方根电流法与平均电流的等效关系进行损耗计算的，平均电流法也称形状系数法。平均电流法的优点是：计算结果较为准确，计算出的电能损耗结果精度较高，用实际中较容易得到并且较为精确的电量作为计算参数，按照代表日平均电流和计算出形状系数等数据计算，易于计算机编程计算，可以进行电能损耗计算。平均电流法的物理概念是：实际负荷在同一时间内所产生的电能损耗几乎等同于线路中流过的平均电流所产生的电能损耗。缺点是：形状系数不易确定，计算误差较大。对没有实测记录的配电变压器，数据不够准确。

3、配电网理论线损计算方法研究新进展

3.1潮流算法

潮流算法是对电网进行动态潮流计算的精确算法，主要包括前推回代法、动态潮流法、损耗功率累加法、损耗功率插值法、节点等效功率法等。

前推回代法主要用于6～10kV单辐射状配网潮流计算，根据潮流计算定理先预设电压参数，计算潮流后，校正预设参数至满足精度要求，在此基础上直接计算配网各部分的功率损耗。

动态潮流法是基于实际系统运行规律，通过不同时刻采样并采用插值求取动态有功、无功值，最终累加得到动态潮流及其损耗电量的方法，其精确度取决于采样及差值计算的拟合准确度。动态潮流法精度高、使用灵活，能适用于系统在线计算，在较大规模电网的实时计算中有明显优势。

节点等效功率法是把计算时段内随着时间变化的各个节点的注入功率处理为节点的等效功率，而后用潮流计算来确定系统各部分的损耗电量。算法通过将负荷曲线阶梯化或者查负荷曲线形状系数来获取节点等效功率。在节点功率变化幅度不大的情况下，该算法可以取得较好效果。此外，该算法的另一个优点是，计算所需原始资料的获取十分简便，且准确可靠，主要来自电度表数据。

3.2智能算法

智能算法是随着近年来计算机技术发展的新型算法。智能算法应用于线损理论计算时间不长，主要用来适时计算配网线损，由于计算机技术的广泛应用，处理数据更加准确便捷，对线损的实时计算和在线预测提供了良好的平台。

利用GA优化的ANN模型，用于计算中压配电线路的实时线损。该算法利用SCADA系统实时数据进行计算，能够同时进行在线、离线计算。利用GA优化的ANN模型进行线损计算，能够考虑损耗的时域特性和各节点的负荷曲线形状，且模型简单，具有较好的时效性和适应性，适用于县域配电线路线损的实时计算。

利用电网参数、负荷量的预测数据进行理论线损率的预测，开启了利用线损影响因素预测理论线损率的新思路。该方案计及多种电网发展的相关因素，能较准确的预测电网线损率，不足在于体系复杂，所需的参数众多，且耗时长。

根据当前用户对供电电压质量、可靠性的高要求，以及推进节能减排的需要，系统在线监测和控制技术正得到大力推广。为实现线损管理的实时化、在线化，配网理论线损计算技术的精度和速度，以及对电网的适应度等正面临巨大挑战。因此，智能算法正得到越来越多的关注。与此同时，线损预测技术也是一种极具潜力的发展方向，特别是在线预测技术。

近些年，针对中、长期负荷预测的模型和算法已经得到深度发展，各种模型在应对电网发展及其规划问题时已经能够基本解决负荷的高精度预测问题。然而，在线损预测方面，这类技术没有得到重视。随着电网节能政策的推进，电网节能改造、节能规划已经越来越多的进入到电力工业技术领域。做好配网理论线损的预计算及预评估，能够指导配网做出最高效、最节能的电网建设和运行方案。在对电网规划方案进行比较、优选时，对待选方案进行线损预评估，也能为电网节能性指标提供能为客观、更为准确的依据。

结语

在配电网运行当中计算线损的方法有很多种，应根据实际线网状况采用合理的计算方法，达到准确计算的目的；针对配电网线损的计算，还应找出造成线损的原因，并根据具体原因寻找相应的解决办法，从而推动配电网理论下线路的有效运行。

参考文献：

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[2]余旭阳.中低压配电网理论线损计算方法探讨[J].湖南电力，2008，28（1）：38-40.