摘 要：隨著國家電網(wǎng)公司加快對數(shù)字化電網(wǎng)的建設(shè)步伐，我國的電網(wǎng)大數(shù)據(jù)水平也日益提高，而線損管理對于電網(wǎng)的運行和管理具有重要意義，基于此本文提出了基于電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的線損精細化分析的研究。首先，對數(shù)字化供電系統(tǒng)的架構(gòu)進行了分析，包括了DSCADA系統(tǒng)，主站系統(tǒng)架構(gòu)及配置，監(jiān)控裝置等，并對數(shù)字化供電系統(tǒng)的功能進行了分析；其次，對精細化管理與數(shù)字化電網(wǎng)之間的關(guān)系進行了研究，并提出了前推回代方法求取電網(wǎng)線損值；最后對電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的線損精細化分析進行了實際算例仿真，理論分析值符合實際值，驗證了本文所提方法的有效性和可靠性。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)大數(shù)據(jù)；線損；精細化管理

中圖分類號：TM744；TP311.13 文獻標識碼：A文章編號：2096-4706（2018）01-0063-02

Research on Line Loss Fine Analysis Based on Big Data of Power Grid

WU Fei1，F(xiàn)U Ting1，CHEN Qian1，LI Jinhu2，LIU Yanqiu2

（1. State Grid Fujian Electric Power Communication Company Engineering Center，F(xiàn)uzhou 350001，China；

2. State Grid Xintong Yili Technology Co.，Ltd.，F(xiàn)uzhou 350001，China）

Abstract：With the state grid corporation to speed up the pace of the construction of digital power grid，the grid data level also is increasing day by day，and line loss management in power grid operation and management is of great significance，based on this is proposed in this paper based on the research of power grid line loss of fine analysis of large data. First of all，analyses the architecture of digital power system，including the DSCADA system，the main system structure and configuration，monitoring device，etc.，and analyses the function of the digital power supply system； Secondly，the relationship between the refined management and the digital power grid is studied，and the method of the forward push back belt is proposed to obtain the grid line loss. Finally，a practical example simulation is carried out on the line loss refinement analysis of the big data of the power grid. The theoretical analysis value is in line with the actual value，and the validity and reliability of the proposed method are verified.

Keywords：big data of power grid；line loss；fine management

0 引 言

隨著我國電力電網(wǎng)事業(yè)的不斷發(fā)展與推進，電網(wǎng)大數(shù)據(jù)得到了廣泛的應用。目前，數(shù)字化電網(wǎng)的應用范圍在不斷增加，作為電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的重要網(wǎng)絡之一，數(shù)字化供電系統(tǒng)在電網(wǎng)領(lǐng)域中具有舉足輕重的地位與優(yōu)勢。數(shù)字化電網(wǎng)的主要工作核心在于促進購電端與售電端的有機統(tǒng)一，數(shù)字化電網(wǎng)集中了計算機技術(shù)、信息管理技術(shù)等的優(yōu)點，能夠有效提升電網(wǎng)運行的效率性。在數(shù)字化電網(wǎng)飛速發(fā)展的背景下，對數(shù)字化供電系統(tǒng)實行精細化管理，已經(jīng)發(fā)展電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的重要選擇。所謂的精細化管理，顧名思義，就是指使用精準、細致的管理方法，全面提升電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的管理科學性和效率性，且可以避免電網(wǎng)管理與運行中的無關(guān)損耗。

1 數(shù)字化供電系統(tǒng)基本概述

數(shù)字化供電系統(tǒng)是數(shù)字化電網(wǎng)中的重要組成部分，數(shù)字化供電系統(tǒng)的主要作用在于使用發(fā)展的新技術(shù)實現(xiàn)供電的效率性和優(yōu)質(zhì)性，有關(guān)數(shù)字化供電系統(tǒng)的概述，進行如下的功能闡述及其分析。

1.1 數(shù)字化供電系統(tǒng)的架構(gòu)

通過對數(shù)字化供電系統(tǒng)電網(wǎng)信息的采集與獲取，可以得出數(shù)字化供電系統(tǒng)的相關(guān)架構(gòu)：調(diào)度SCADA系統(tǒng)、配網(wǎng)DSCADA系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)PMS等三大系統(tǒng)，其中，調(diào)度SCADA主要是負責成熟的35kv以上電壓變電站數(shù)據(jù)的采集，其描述的終端信息為10kv饋線。PMS與DSCADA系統(tǒng)是數(shù)字化供電系統(tǒng)改造的主要功能系統(tǒng)，EAI系統(tǒng)為數(shù)字化供電系統(tǒng)的綜合平臺。在數(shù)字化供電系統(tǒng)運行過程中，其配網(wǎng)DSCADA系統(tǒng)具有舉足輕重的地位。數(shù)字化供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

其中包括大量的功能性結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)數(shù)字化供電系統(tǒng)功能的核心在于實現(xiàn)DSCADA系統(tǒng)與其他幾大系統(tǒng)平臺的數(shù)據(jù)共享，并且充分實現(xiàn)對PMS、CIS、配網(wǎng)DSCADA、負控、調(diào)度SCADA等系統(tǒng)數(shù)據(jù)實現(xiàn)信息集成，并根據(jù)電網(wǎng)運行的實際情況優(yōu)化其運行效率，完成精細化線損分析。數(shù)字化供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，主要有服務站、雙LAN、采集工作站、機架Modem等，還有其他的監(jiān)控裝置與主站系統(tǒng)配置。服務器主要用來完成DSCADA功能，并保存實時及歷史數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。采集工作站主要用來進行信息的接收、處理、監(jiān)視與控制，并通過命令發(fā)送、實時信息轉(zhuǎn)發(fā)、與GPS衛(wèi)星時鐘的對時等，可以自動統(tǒng)計通道誤碼率和故障時間，最終形成日志保存。雙LAN有主備工作和并行工作，其中一個LAN出現(xiàn)故障時，通信將自動切換到另一個LAN上進行。其他工作站主要負責系統(tǒng)的操作與維護，還有實時監(jiān)控裝置等，有Mu等分布式監(jiān)控裝置、故障診斷裝置與RTU。數(shù)字化供電系統(tǒng)龐大，結(jié)構(gòu)錯綜復雜，共同為其供電服務提供良好的條件。

圖1 數(shù)字化供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.2 數(shù)字化供電系統(tǒng)的基本功能

數(shù)字化供電系統(tǒng)的功能體現(xiàn)如下：（1）具有購電端與售電端的功能。數(shù)字化供電系統(tǒng)主要功能之一就是用來供電，在供電過程中，其通過購電端與售電端的建立，可以提升數(shù)字化供電系統(tǒng)的安全性和有效性。（2）使用信息技術(shù)、數(shù)字化管理等，具有運行效率高的性能。在我國電網(wǎng)長期發(fā)展過程中，數(shù)字化供電系統(tǒng)逐漸盛行起來，其中先進計算機信息技術(shù)的應用，為其進一步發(fā)展提供了重要的條件保障。

數(shù)字化供電系統(tǒng)的具體功能表現(xiàn)在自我系統(tǒng)維護、遠程實時監(jiān)控、信息采集與處理、數(shù)字供電等方面，在二十一世紀的配電發(fā)展中，具有不可估量的影響和作用。

2 精細化管理與電網(wǎng)大數(shù)據(jù)之間的關(guān)系探究

在電網(wǎng)大數(shù)據(jù)發(fā)展的背景下，精細化管理也被提到了重要的位置。精細化管理與數(shù)字化電網(wǎng)之間具有密切的關(guān)系，精細化管理可以促進數(shù)字化電網(wǎng)運行的安全性和效率性，還可以避免數(shù)字化電網(wǎng)不必要的功率損耗。具體分析如下：

2.1 精細化管理是提升電網(wǎng)大數(shù)據(jù)管理科學性的重要舉措

全面提升數(shù)字化電網(wǎng)運行的科學性，已經(jīng)成為電網(wǎng)發(fā)展的必然選擇。數(shù)字化電網(wǎng)不同于以往的常規(guī)電網(wǎng)，數(shù)字化電網(wǎng)集中了現(xiàn)代發(fā)展的計算機技術(shù)、信息技術(shù)、通信工程技術(shù)、物理學方法等，多種技術(shù)的有機結(jié)合，需要具有一定的管理科學性。實現(xiàn)對電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的精細化管理，能夠準確、科學、真實、精準的管理數(shù)字化電網(wǎng)的發(fā)展，并提升電網(wǎng)運行的安全性和效率性。

2.2 精細化管理可以避免電網(wǎng)大數(shù)據(jù)不必要的損耗

加強電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的精細化管理，可以對數(shù)字化電網(wǎng)進行實時、動態(tài)的管理，能夠迅速發(fā)展數(shù)字化電網(wǎng)運行中的相關(guān)問題，并采取行之有效的方法，加強對數(shù)字化電網(wǎng)的維護與重構(gòu)。在電力事業(yè)高速發(fā)展的背景下，盡可能得減少數(shù)字化電網(wǎng)的損耗，避免不必要的功率損失，增加其運行效率，已經(jīng)成為數(shù)字化電網(wǎng)發(fā)展的重要課題。因此，在數(shù)字化電網(wǎng)運行過程中，使用精細化管理，具有突出的意義。

一言以蔽之，精細化管理與電網(wǎng)大數(shù)據(jù)之間具有緊密相連的關(guān)系，實施精細化管理，可以進一步提升數(shù)字化電網(wǎng)運行的安全性、科學性和效率性，至關(guān)重要。

3 電網(wǎng)線損值的計算方法

基于大數(shù)據(jù)的電網(wǎng)在發(fā)展過程中，使用精細化管理，首先需要做的一個必要工作就是線路損耗的計算，通過計算各線路的損耗值，可以不斷采取有效的方法，優(yōu)化數(shù)字化電網(wǎng)的運行，從而達到減少損耗的目標。在數(shù)字化電網(wǎng)的精細化管理中，對于線路損耗的計算，主要是使用前推回代方法，具體的方法為：已知配電網(wǎng)的末端負荷和始端電壓，并以饋線作為一個計算單位。計算最初，假設(shè)全網(wǎng)電壓為額定電壓，然后根據(jù)負荷功率進行計算，僅計算元件中的功率損耗而不計算戒掉電壓，然后通過各支路上的電流和功率，求得始端功率，稱之為回代過程。在根據(jù)已經(jīng)提供的始端電壓和計算得出的始端功率，計算各節(jié)點電壓，這是前推過程。一直重復以上的操作，直到節(jié)點功率偏差滿足允許條件。

4 電網(wǎng)線損值的計算仿真分析

（1）從第一層節(jié)點開始，根據(jù)基爾霍夫電流定律，求支路上的電流。（2）從第二層開始逐層計算非末梢節(jié)點的注入電流。（3）由步驟（1）和（2）可求出所有支路的支電流，再利用已知的根節(jié)點電壓，從根節(jié)點向后順次求得各個負荷節(jié)點的電壓。（4）計算各節(jié)點的電壓幅值修正。（5）計算節(jié)點電壓修正量的最大值。（6）判別收斂條件，根據(jù)迭代次數(shù)的求值，若最大電壓修正量小于閾值，則跳出循環(huán)，輸出電壓計算結(jié)果；否則重復步驟（1）-（6），直到滿足條件為止。（7）在得到各個節(jié)點的電壓電流后，就可以計算線路潮流。

單一線路有功功率損失計算公式為：△P=I2R。

式中△P：損失功率，W；I：負荷電流，A；R：導線電阻，Ω。

三相電力線路，線路有功損失為：△P=△PA十△PB十△PC=3I2R。

溫度對導線電阻的影響：導線電阻R不是恒定的，在電源頻率一定的情況下，其阻值隨導線溫度的變化而變化。銅鋁導線電阻溫度系數(shù)為a=0.004。在前推回代計算中，這些要點需要注意。

5 結(jié) 論

通過上述的分析，精細化管理在基于大數(shù)據(jù)電網(wǎng)的數(shù)字化供電系統(tǒng)發(fā)展中，具有舉足輕重的地位。在使用前推回代方法計算數(shù)字化供電系統(tǒng)的線損時，充分考慮其中的電壓與電阻，能夠提升計算的準確性。前推回代方法，在計算電網(wǎng)大數(shù)據(jù)線損中，具有高度的精確性和準確度。

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作者簡介：吳飛（1978-），男，福建古田人，高級工程師。從事信息化建設(shè)管理工作。