配电网差异化降损策略研究

闫福录 杜瑞 王凯武

摘 要：配电网线损过重会给企业带来经济损失，无法达到节能降耗的管理目标，将灰色关联度与灵敏度应用到配电网降损策略制定中，可以有效地控制配电网降损。本文先对配电网线损及其计算方法进行论述，最后提出配电网差异化降损解决思路，可供相关人员参考。

关键词：差异化降损；线损计算；策略

1引言

我国的中低压配电网支路多、分布广，供电容量过小，不能满足用电急增剧增长的需要，电力设备、线路等存在老化问题，超年限运行势必会产生高损耗，无法保证电网的稳定运行，无功不足会导致低电压损耗，增大线路的损耗，配电网中还存在着很多的谐波分量，三相不平衡问题较为突出，与世界先进水平进行比较来看，配电网损耗高出1%左右，降低配电网线损是急需解决的问题。线损率是配电网运行规划和设计能力的体现，降低线损率可以进一步提高供电企业经济效益，也可以满足节能减排的工作要求，对构建节能环保型社会具有重要意义。

2配电网线损及其计算方法

2.1线损概念

电能损耗，是指在输、变、配电过程中电力设备、线路的损耗和电力营销过程中的电量损耗，线损有理论线损和统计线损，理论线损是通过理论计算得到的损耗，统计线损是指无法通过理论计算得到的损耗，采用理论计算方式得到总线损是无法实现的。很多供电公司通过供电量减去售电量来计算线损电量，可由于供电量、售电量构成相对复杂，也就是供电量还包括电厂上网电量、外电网输入电量，以当前电力体制和统计口径作为基础，线损率的公式为：

（1）

上式中供电量为本地电厂上网电量、电网输入电量和外购电量构成，售电量为电网输出电量、售电量构成。

2.2配电网元件损耗计算及影响因素

配电网中存在电流则损耗以热能方式散发出去，在某电压等级下有N条配电线路，则产生的电量损耗为：

（2）

公式中N为配电网中线路数， 为在某电压等级线路总损耗， 为第i条线路中的损耗。

实际上，配电网中每条线路长度不同，负荷分布也不均匀，如果固定线损统计时间、线路平均长度为自变量，线损电量与线路平均长度成正比；线路供电量为自变量时，线损与供电量平均值平方为正相关；将线路功率因数作为自变量时，线损功率因素平方为负相关。

从线损影响因素来看，配电变压器平均负载率、分布特性会决定其可变损耗；在理想条件下，配电网电能损耗与供电量平方呈正相关，可变损耗会受到供电量影响，当供电量较低时，可变损耗低于固定损耗，但随着供电量的增加，线损率呈现出先减小后增加的趋势，当可变损耗、固定损耗各为50%，配电网线损最小

无功补偿可以降低配电网线损率，线路损耗与功率因素平方成反比，功率因数低且有功功率不变，变压器会存在过载、损耗升高。

3配电网差异化降损解决思路

3.1差异化降损分析流程

配电网降损需要结合具体情况，并不是每种降损技术都适用于所有配电网，需要采取差异化的降损措施。将某10kV配电网作为对象，对线路现状进行分析，结合供电负荷及拓扑结构不同特征，对线损影响程度大小进行分类，利用灰色关联度分析方法，确定出线损影响因素，对线损相关因素灵敏度进行计算，分析降损措施具备的潜力，也就是灵敏度大小因素，改变因素来达到更好的降损效果，根据灰色关联度及灵敏度分析结论，制定出配电网差异化降损措施，最后对实施效果进行分析。

3.2差异化降损措施制定

灰色关联分析是为了分析每个因素与线损关联程度，确定出降损措施涉及范围，也就是从那个方面入手来确定降损对象，而线损灵敏度分析是为了确定实施深度。降损措施制定时，应该查阅相关参数来进行灵敏度计算，求出线损灵敏度大小与该参数投入费用，如果投入较大资金来改变相关参数，需要求出线损灵敏度增大幅度低于费用增加程度时，可应用更大规格进行计算。将所有同类措施实施后引起的参数改变灵敏度进行计算以后，根据最终结果来确定降损措施。

3.3线损相关因素灰色关联分析

对量纲不同数据序列非确定关系进行分析，需要采用灰色关联分析法，将网损每个因素对系统贡献度、因素间影响程度进行深度解析。目标时间序列 由历史线损数据得到，因子序列 建立起初始灰色因子空间，则矩阵式为：

（3）

式中i为因素种类，j为样本数量。

将上述分析作为基础，结合目标时间序列与因子序列对应关系，对上式初值化、极性一致化进行处理，可认得到标准灰关联因子空间：

（4）

式中 是极性校正参量，取标准值或理想值。

（5）

与 灰关联系数为：

（6）

将 取为0.5，不考虑因素相互间的权重差异，灰关联度为：

（7）

建立起配电网线损率预测模型：

（8）

公式中k是要素序列编号， ，则该数学模型矩阵式为:

（9）

公式中 、B为参数矩阵，模型参数包为 ，则预测公式为：

（10）

（11）

公式中的 为模型预测值。因此，该预测模型注重对影响因子关联质量进行分析，并没有考虑非完整性。结合网损因素灰关联排序结果，选取线损率强相关因子序列构成影呼崆 间，可以对配电网线损率进行预测。

3.4线损灵敏度的降损措施

灵敏度多用于对某个函数梯度进行计算，但该函数需要具备约束条件。在对线损优化计算时，需要根据不同参数灵敏度信息，通过参数进行控制来达到线损最小化的目的，获取到函数最小值。配电网线损最小优化模型为：

上式中x为线损相关电力设备参数变量，u为电网运行状态变量， 为目标函数， 为等式约束条件， 为不等约束。配电网优化为约束优化，可采用灵敏度分析不同控制变量对目标函数影响程度。

前推回代线损灵敏度计算，以偏微分概念作为基础，通过专门的前推回代潮流计算来实现，改变配电网参数对线损进行计算，可以得到每个参数线损灵敏度。线路参数为基础的线损灵敏度计算时，需要对参数进行初始化，将配电网支路数据、节点数据人息输入程充，结合网络节点信息，利用推回代潮流法对节点电压等进行计算，再求解出全网损耗，对线路相关参数进行修改，再根据新参数进行前推回代计算潮流，进一步计算参数改变后有功损耗变化量，将所有降损改造线路进行一遍计算，再结合有功损耗求得参数变化线损灵敏度。

5结语

综上所述，配电网降损技术有很多种，需要结合配电网实际情况，采用灰色关联度与灵敏度降损策略，可以有效解决降损措施执行过度问题，为效益最大化降损提供依据。需要全面分析影响因素，提出有针对性的降损策略，可以有效减小配电网损耗，可以实现配电网节能降耗的要求，为企业创造更多的经济效益。

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国网山西省电力公司科技项目资助（项目名称：配电网降损关键技术研究及深化应用，项目编号：SGSXLF00FCJS2000567）