电力线路线损监测系统的设计与实现

高婕

摘要：我国电力行业和我国科技水平的快速发展，如今，大多数电力供应企业所采取的线损监测方法为:电能表定时上传用户用电数据至电网管理平台，由工作人员分析是否存在线损超标的情况，若发现该台区内存在线损超标情况，电力供应企业会派出工作人员在该台区内进行逐点排查，找出线损超标原因。目前主要存在的两个问题:绝大多数的智能型电表在长时间的运行后，时钟基准会发生偏移，造成电表的用电数据上传时间点相差很大，从而导致所计算出的线损率与实际线损率相差较大;在已知线损超标的情况发生后，现有平台缺乏对故障点定位功能，人工排查费时费力。随着电力计量系统的建设和国家电力体制改革的深化，如何有效加强低压台区的线损管理，变得尤为重要。

关键词:低压台区;线损监测;定位线损

引言

反窃电在线监测算法在已知线损分台区统计结果的前提下，分析影响电网线损波动行为的主要因素，再通过核定线损指标的方式，对反窃电异常参量进行准确定义。在控制线损率数值波动行为的同时，尽量避免用户窃电行为的发生。

1线路线损问题

1.1同期线损简述

电网企业对线损进行考核的主要方式是进行线损统计。线损主要分为理论线损和管理线损。理论线损也称为技术线损，是电能在电网中经输配线路或公用设备上传输而产生的损耗，此部分损耗不可避免，可通过提升网架水平进行治理，但提升空间较小。而管理线损是电网企业在线损管理中存在失误而导致的电能损耗，理论上可以大幅度降低。目前线损治理工作重点关注降低管理线损方面。

1.2线损波动的主要因素

分台区内的线损率波动影响因素一般可以分为几类，分别如下：1）电量失真。在电网供电台区内，引发电量失真行为的最主要原因就是电量计量装置的统计能力失真，一般来说，在此情况下，抄表结果失去真实传递的能力，且由于临时电表的使用行为并不规范，所以用户窃电行为时有发生。2）供、售电端电量抄表不能保持同期状态。对于线损分台区而言，供、售电端电量抄表不同步是一种多发性原因，随着电量传输能力的增强，供电端电量、售电端电量的不同步状态也就表现得更加明显。3）电网结构及设备变化。为适应电网的大规模改造需求，电网结构及设备必须保持“常换常新”的状态，在此情况下，由于设备运行不稳定等问题的存在，主路及支路线损率会出现明显的波动现象。4）电网协调性的变化。为抵御电压与电流冲击，电网设备必须具备足够强的击穿力抵御能力，这种电网特性势必会导致整个网络的协调性出现改变，而线损率异常波动则成为了一种随之而来的衍生表现问题。

2电力线路线损监测系统

2.1系统结构框架

电力线路线损监测系统，具有数据采集、数据初步处理、数据上传、云端数据存储、云端数据计算、原始数据及计算结果显示的功能。可根据典型物联网设备架构分为三层:感知层、网络传输层、应用层，设备α安装在城镇线路楼道内的电表箱中，功能是对城镇线路的线损进行监测，包括电表箱进线总电流的采集、电表箱内各用户电能表统计电流的读取以及线损的计算。设备β、设备γ相互配合监测散户线路的线损情况，服务器接收到设备β、设备γ的数据后进行散户线路的线损计算。网络传输层中的基站负责与感知层中的设备α、设备β、设备γ通过NB-IoT模块建立连接。基站作为中间枢纽将数据转存入服务器，服务器对接收的数据进行储存、计算。应用层由Web上位机、手机App组成，调取服务器中储存的原始数据和计算结果，呈现于用户面前。用户可通过应用层向设备α、设备β、设备γ发送指令控制设备立即上传数据，实时掌握设备运行状态。

2.2反窃电异常指标

根据窃电行为及用户切点特点，应选取电流不平衡率、电压不平衡率、相位角、交采电量四类指标作为关键计算参量。其中，电流不平衡率是指常用负序电流与正序电流之比的百分数。若用户能够保持正常用电行为，该项指标的数值水平则与三相电流大小基本保持一致。电压不平衡率是指常用负序电压与正序电压之比的百分数。一般来说，正常用户的电压水平相对稳定，而当出现明显窃电行为时，该数值则可能随之出现异常表现状态。对于供电台区内的反窃电行为而言，功率因数、三相无功、三相有功指标都会影响相位角的数值变化情况，一般来说，若只考虑接入用户的正常用电状态，则可认为相位角指标的数值水平始终处于固定区间范围之内。在供电台区内，用户表采数据、用户交采数据始终保持相同的变化状态，即交采电量的数值表现形式始终相对稳定。

2.3选择监测点并安装监测设备

电能在传输过程中产生线损的原因包括：电阻作用、磁场作用和其他人为因素。因此在构建的配电网多通信信道模型中，设置电阻、电力设备等位置为线损异常的监测点，并在监测点位置上安装监测设备。为了避免监测设备对配电网运行产生负面影响，安装的监测设备为传感器设备，只具有数据采集、存储和传输三个功能。

2.4线损异常自动检测系统软件设计

电网的线损异常检测主要是对采集到的电力信息进行分析和修正的环节，通过实时得到用户的电力负荷和用电状态，及时发现电网线路存在的异常情况。因此要对通信数据的传输模式进行有效管理，营造良好的用电环境，减少电力行业的经济损失，有效提高电网智能监控水平。首先在对数据采集的设备进行终端设计时须根据用户用电量的实时电量状态，将不同类型的通信方式合并成为一种相似性的结果，以该类型将数据上传至服务器。其次在主站机对所流经的电路网针对合并数据进行处理，要对采集到的数据进行清洗，在清洗完毕后所得数据会被分成两组，其一是在合理规划下的电力数据，其二是即刻须处理的电力数据。最后将分类好的电力数据信息按照对应的原数据进行合理规划，直接对即刻处理的电力数据定位到异常用户中，在不考虑空间结构的时间交叉性能上，将庞大的数据信息电力数据直接拆分。按照以数据流的走向为设计依据，制定通信数据的传输管理模式，以电网底层线路的最简单走向实现对整个数据的采集，在多个区域内都能够及时对获取信息进行更新和处理。

2.5线损监控

首先，需要应用大数据技术对配电网络进行全面监测，并根据数据采集终端反馈的信息对配电网络的运行情况科学合理地分析。在全方位掌握配电网络信息的同时，通过大数据的智能化分析，精准把握供电线路的真实线损情况，并根据配电网络的运行数据，建立配电网络线损的发生规律。其次，需要在大数据技术智能系统的支持下，对供电线路在不同区域、时间段所产生的线损情况进行分析。通常情况下，配电线路间距的远近、一年四季线路负载的变化都会对线损带来影响。需要合理利用大数据技术，对线损的变化规律进行充分的分析，并根据系统反馈的数据，提供针对性较强的处理措施，以减少线损，提升线路的运行效果。可以在变压器的进线端安装高压计量箱，将其与大数据系统进行连接，以高压部分作为计量标准，低压计量作为计费标准。在统一管理计量箱的同时，利用大数据技术合理地处理计量装置反馈的信息，提升对线损情况的掌握准确度。

结语

线损管理和治理提供了有效方向和工程经验。在进一步推广应用时，需要结合不同区域电网特点和系统平台建设情况，调整设计方案，提高经济性。

参考文献

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【作者简介】高婕（1979-），女，汉族，山东日照人，大专，助理工程师，主要从事抄表核算收费员工作。