鄧德榮（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞鳳崗供電分局，廣東東莞523000）

配電網(wǎng)線損理論計(jì)算和分析的嘗試

鄧德榮（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞鳳崗供電分局，廣東東莞523000）

隨著我國社會及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對電力企業(yè)的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)與要求都有了進(jìn)一步的提升。同時(shí)，線損優(yōu)勢電力企業(yè)在發(fā)展中的一項(xiàng)重要的綜合性技術(shù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，通過線損就能夠準(zhǔn)確的反映出供電企業(yè)日常的經(jīng)營與管理的水平。同時(shí)還能夠通過對線損理論進(jìn)行計(jì)算方法相關(guān)的均方根電流法，平均電流法以及最大電流法等等。通過對這些內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)的分析，能夠準(zhǔn)確的反映出電力企業(yè)的相關(guān)運(yùn)行現(xiàn)狀。

配電網(wǎng)；線損理論；計(jì)算；分析

配電網(wǎng)線損機(jī)損是在一段的時(shí)間內(nèi)，通過計(jì)算配電網(wǎng)系統(tǒng)中所有元件現(xiàn)在運(yùn)行運(yùn)用過程中的能耗。配電網(wǎng)是直接與電力的使用用戶相連，同時(shí)由于系統(tǒng)上所連接的設(shè)備較多，加之電能在轉(zhuǎn)化及運(yùn)輸?shù)倪^程中存在著較多的損耗，因此對配電網(wǎng)的線損技術(shù)有著十分重要的意義與作用。但是在實(shí)際的線損計(jì)算工作的時(shí)候，由于計(jì)算方法以及實(shí)施的手段存在的問題，使得線損計(jì)算工作也出現(xiàn)了極大的問題，造成線損計(jì)算不準(zhǔn)確的情況出現(xiàn)等等。據(jù)此，就需要針對現(xiàn)在的線損計(jì)算進(jìn)行分析與研究，進(jìn)而能夠有效的解決其中存在的問題，更好的進(jìn)行配電網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)的工作。

1 配電網(wǎng)線損計(jì)算現(xiàn)狀

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中的與使用的用戶直接連接的一個(gè)環(huán)節(jié)，直接的為用戶提供所使用的電流及電源。在這個(gè)系統(tǒng)中存在著很多的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)數(shù)量。同時(shí)，由于配電系統(tǒng)中大多數(shù)采用的都是閉式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中具有開環(huán)運(yùn)行的忒單，進(jìn)而就造成了輻射狀的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

目前，我國所使用的配電網(wǎng)線損的計(jì)算方法有很多種，但是這些方法所得出的計(jì)算結(jié)果存在不精確的現(xiàn)象，無法給相關(guān)的工作提供正確的參數(shù)數(shù)據(jù)的支持。同時(shí)，由于配電網(wǎng)存在著一定的特殊性與復(fù)雜性，在計(jì)算的過程中對原始數(shù)據(jù)的收集困難程度較大，進(jìn)而就會造成相關(guān)的計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確的情況。此外，在進(jìn)行線損計(jì)算的過程中，相關(guān)的元件參數(shù)在網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)中的電壓及相關(guān)的負(fù)荷曲線、有功功率以及無功功率等都會隨著時(shí)間的變化而發(fā)生一定程度的變化，進(jìn)而就會造成計(jì)算的誤差出現(xiàn)。對此配電網(wǎng)中的線損計(jì)算問題也一直沒有得到有效的解決。

2 傳統(tǒng)的配電網(wǎng)線損計(jì)算方法

2.1 均方根電流法

均方根電流計(jì)算作為配電網(wǎng)線損計(jì)算的一種手算的方法，可以應(yīng)用在運(yùn)行電網(wǎng)的線損近似值的計(jì)算中。對于配電網(wǎng)來說，在一個(gè)小時(shí)內(nèi)的負(fù)荷變化相對比較頻繁的狀態(tài)中時(shí)，應(yīng)用電度表進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算均方根電力更加的科學(xué)與合理。

在配電網(wǎng)中的元件電阻為R，而通過這個(gè)元件的電流為I，那么這個(gè)配電網(wǎng)元件電阻在24h內(nèi)所消耗的電能值△A的計(jì)算公式為：

由此，若電網(wǎng)日常的的負(fù)荷電流的實(shí)測量值為I1I2I3…I24，則依據(jù)上面的公式可得該日配電網(wǎng)的電能損耗的計(jì)算公式為：

一般來說，均方根電流法的應(yīng)用是在假設(shè)的電流中通過使用均方根電流所消耗的能量與該配電網(wǎng)在相同時(shí)間段內(nèi)的所消耗的電能是相同的。對此，這種計(jì)算的方式僅只適用于電量較為均衡且電量的負(fù)荷變化相對較小的配電網(wǎng)中。均方根公式在應(yīng)用的過程中需要從這一時(shí)間段內(nèi)的末端負(fù)荷節(jié)點(diǎn)開始進(jìn)行逐段的增加，而后在通過每一段的線路電阻進(jìn)行計(jì)算，以此來計(jì)算出所損耗的電量。

2.2 平均電流法

平均電流法是對配電網(wǎng)中的每日在整點(diǎn)時(shí)刻的負(fù)荷電流的平均值與均方根電流的等效關(guān)系，從而來進(jìn)行線損計(jì)算的方法。因此，配電網(wǎng)某日的負(fù)荷電流平均值為：

式中的R代表的是被計(jì)算的配電網(wǎng)中的元件電阻，Ipj表示的是日負(fù)荷電流的平均值，而t表示的是日運(yùn)行的時(shí)間，K代表配電網(wǎng)中的平均電流法在計(jì)算時(shí)所需要計(jì)算形狀系數(shù)。

2.3 最大負(fù)荷損失小時(shí)法

最大負(fù)荷損失小時(shí)法的應(yīng)用需要配電網(wǎng)中的最大負(fù)荷保持不變，進(jìn)而在最大時(shí)間段r內(nèi)所能夠引起的電能損失，即所測量時(shí)間段內(nèi)的實(shí)際負(fù)荷在這個(gè)電阻中所消耗的電能損失。

在配電網(wǎng)中的最大負(fù)荷與最小負(fù)荷所消耗的時(shí)間都是一個(gè)大概的預(yù)估值，其在計(jì)算的過程中可能存在較大的差距。因此，最大負(fù)荷損失小時(shí)法通常用于配電網(wǎng)在規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中對電能損耗的預(yù)估計(jì)算。因此，在進(jìn)行分析與計(jì)算的時(shí)候需要通過進(jìn)行科學(xué)、合理的規(guī)劃與考慮來選擇適合的方案。此外，在進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中通常都是由兩個(gè)確定的值來進(jìn)行計(jì)算的。

3 配電網(wǎng)線損計(jì)算系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

在對配電網(wǎng)線損計(jì)算系統(tǒng)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要加強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)固與穩(wěn)定性。因此通過對系統(tǒng)的需求進(jìn)行分析，進(jìn)而能夠?qū)⑾到y(tǒng)分為幾個(gè)相對獨(dú)立的功能模塊，同時(shí)通過接口來進(jìn)行各模塊之間的信息交換與交流，如圖1所示，該系統(tǒng)主要由表示層、控制器以及算法模塊管理器等部分組成。

圖1 配電網(wǎng)線損計(jì)算系統(tǒng)框架

3.1 前推回代算法模塊設(shè)計(jì)

前推回代算法可以在已知首段電壓及末端功率的情況之下就可以對配電網(wǎng)進(jìn)行線損計(jì)算，同時(shí)還能夠進(jìn)行相關(guān)的潮流計(jì)算，計(jì)算出各節(jié)點(diǎn)的電壓及負(fù)荷的數(shù)值，進(jìn)而計(jì)算出相對應(yīng)的電流以及相關(guān)設(shè)備的等效阻抗的損耗等等。同時(shí)，在前推回代算法模塊中包含了參數(shù)輸入模塊、計(jì)算模塊以及驗(yàn)證模塊和數(shù)據(jù)持久模塊等組成，如圖2所示為這些模塊之間存在的關(guān)系。在新?lián)p計(jì)算的中應(yīng)用前推回代算法中，接受參數(shù)輸入模塊可以用來查詢以及更新相關(guān)的節(jié)點(diǎn)信息。而持久模塊可以利用對象管理器來進(jìn)行相關(guān)線損數(shù)值的計(jì)算，同時(shí)還能夠通過對象管理來對其中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，同步的更新相關(guān)的信息。

3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)估算模塊

在配電網(wǎng)線損理論計(jì)算的過程中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)估算模塊能夠?qū)ο嚓P(guān)的預(yù)測樣本進(jìn)行建模計(jì)算，進(jìn)而能夠得到相關(guān)的預(yù)測值、相關(guān)的真實(shí)數(shù)值以及預(yù)測誤差的數(shù)值。通過進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)估算模塊的建立與使用，依據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況為系統(tǒng)提供不同的參數(shù)選擇，同時(shí)還能夠使用戶進(jìn)行自定義的參數(shù)選擇。進(jìn)而依據(jù)用戶對不同參數(shù)的選擇來確定相關(guān)的輸入層、輸出層等的神經(jīng)元個(gè)數(shù)，建立起預(yù)測的樣本數(shù)值，由此就能夠準(zhǔn)確的計(jì)算出對應(yīng)的線路的線損數(shù)值，如圖3所示為神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)估算的模塊的操作示意圖。

圖2 前推回代算法模塊

圖3 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)估算模塊

4 結(jié)語

近年來，隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在配電網(wǎng)線損理論計(jì)算的過程中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行計(jì)算的方式已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。因此配電網(wǎng)線損計(jì)算相關(guān)的供電分局以及相關(guān)單位中得到了廣泛且深入的研究與發(fā)展。線損理論計(jì)算通過在配電網(wǎng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃工作中的應(yīng)用能夠有效地提升供電企業(yè)的發(fā)展效率，促進(jìn)電網(wǎng)節(jié)能更好的發(fā)展與提升。

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TM76

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2095-2066（2016）34-0073-02

2016-11-23

鄧德榮（1983-），男，工程師，本科，主要從事配電網(wǎng)規(guī)劃工作。