试论配电网线损在线监测系统与计算分析研究刘丹

试论配电网线损在线监测系统与计算分析研究刘丹

刘丹

(安达市电业局)

摘要:本文主要研究了配电网线损计算方法及降损措施。文章首先从配电网线损计算方法出发,对基于等值电流线损计算和基于等值电阻线损计算中的注意事项进行研究;其次,在上述基础上结合具体案例,深入分析了线损计算下配电网的优化措施,对配电网降损控制中的各项内容进行全面挖掘。本文对配电网经济效益的提升具有一定的贡献性作用。

一、配网线损统计方法

配网线损不管在损失电量的绝对数量上,还是在电量的损失比例上,都占据了较大的份额,因此配网线损管理显得尤为重要。

1.理论线损统计

线损理论计算是降损节能,加强线损管理的一项重要技术管理手段。通过理论计算可发现电能损失在电网中分布规律,通过计算分析能够暴露出管理和技术上的问题,对降损工作提供理论和技术依据,能够使降损工作抓住重点,提高节能降损的效益,使线损管理更加科学。

2.实际线损统计

实际线损包括技术线损和管理线损两部分。由于电源点少、供电半径长、线号细、设备老化、无功补偿容量不足、潮流分布不合理、计量装置误差所造成的电量损失属于技术线损;由于计量装置故障、个别人员技术素质和思想素质差造成的漏抄、估抄、错抄、查窃电不力及其它一些外部原因所造成的电量损失属于管理线损。

本文将配电网理论分析的拓扑结果与配网实际采集电量相结合,能够很好的解决配变管理过程中存在的信息分散孤立的情况。

配电网理论线损与实际线损统计分析的数据流程,在配电网模型与参数基础上,的到配网开关、刀闸运行状态,结合电网实时运行方式,进行配电网拓扑分析。在拓扑分析基础上,进行配网理论损耗数据分析和实际损耗统计。

根据配电系统拓扑分析结果,可以知道每台配变在实际运行中所属的馈线,从而可以进行每条馈线的损耗分析。将馈线始端的电量作为馈线的输入,馈线所带的配变的电量之和作为馈线的输出电量,即可得到每条馈线的损耗,统计分析结果更加准确。

二、配电网线损监测系统的总体构架设计

配电网同期线损监测系统是由后台服务站、通信模块和现场用户终端等部分组成。为了实现多系统之间的信息交互,配电网同期线损监测系统使用SOA架构设计,经过ESB服务总线约定和外部系统信息的交互规则。其中,后台服务主站是由Web服务器、应用服务器、前置设备以及多个后台工作站组成,主要负责数据的分析和管理等工作,还会根据分析的结果进行相应的判决,后台服务总站主要使用分布式的架构,虽然每个功能模块都是独立的,但是他们会对各个数据库的资源进行统一管理。按照客户的具体需求,模块功能实现可以集中安装在一台工作站内,也可以分布于多个工作站上。通讯模块主要是采用230M的无线专网及GPRS公网服务于状态数据的计量模块以及通信测试,负责各层设备的单体或者系统级别的联调测试以及上下行数据的传输交换等工作。现场用户终端是由各种现场监控终端所组成,主要负责实时数据的采集和统计等工作。

配电网同期线损监测系统会通过ESB总线把抄读电能表的数据以及采集到的统计量从终端发送到主站端的线损计算采集系统,等到数据初步处理完成结束后,ESB总线还会将数据计算和分析的结果传送给监测系统。这种配电网同期线损监测系统的设计有很强的兼容性及灵活性,可以在系统运行的过程中,实时地根据客户的需求来增减或者更改服务模块、内容和目标,而且更改的过程不会对其他操作造成影响,为多平台异构的服务调用提供了便利

三、线损计算下配电网降损对策

1.线损分析

本次研究的过程中笔者主要以某供电局2018年10月份和11月份供电状况为例,对配电网线损状况进行计算。

依照等值电流法对配电网在不同负荷下的线损数据进行计算时可以发现:该配电网三相电流不平衡达到56.2%,运行电压存在问题,在负荷率为80%的情况下损耗率非常高,线路平均功率因数过低,需进行改善。

2.降损措施

从上述数据来看,配电网降损的过程中需要对运行电压进行合理控制,在保证电能质量的前提下适当调整运行电压。我国配电网运行的过程中明确指出当配电网固定损耗大于可变损耗时需适当提升电压水平,反之则降低电压水平。本次计算数据该配电网中当负荷率升高时,损耗率上升明显,低压线路条数增多,为降低线损应适当对提升配电网线路电压和功率因数,增强配电网的供电能力,最大限度降低低电压线路引起的电能损耗。与此同时,数据表明该配电网中低压问题严重,需适当设置低压无功补偿装置,通过上述装置降低系统无功功率传输,从根本上控制线损,保证电能传输效益。无功补偿装置设置的过程中可以适当通过并联电容器法实现,严格依照分散补偿、就地平衡原则对低压无功功率进行控制,合理选择集中补偿、随机补偿等形式。除此之外,在对该配电网降损的过程中人员还需要对三相电流不平衡进行处理,依照《企业合理用电》(GB3485-83)中的三相负荷指标对三相电流不平衡问题进行处理,确定三相电流不平衡度并完成相应的调整。一般调整过程中需保证配变口三相电流不平衡度指标在10%以内,低压供电网络始端三相电流不平衡指标在20%以内。

四、配电网线损监测系统功能的实现

配电网线损监测系统可以在线监测和分析配电网损量以及线损原因,可以实现准确实时的在线管理模式,为同期降损提供一定的依据和参考。按照逻辑功能可以将配电网同期线损监测系统分为数据采集层、传输层、处理层以及业务应用层这四个层次,系统会为客户端设定调用接口供其使用,这种调用接口还会实现与其他系统的数据交互。

数据采集层是由终端设备组成的,主要负责现场采集监测数据,然后对数据的完整性进行分析,初步筛选之后,剔除掉无效或者错误的数据,把有效的数据储存在中间数据库内,为线损的计算及分析提供了一定的数据支持;数据传输层作为系统内各个设备和服务主站之间的通信信道,主要负责彼此之间的信息传输工作;数据处理层可以实现线损数据的管理和统计报表的功能,规范化地管理采集到的参数和设备型号等资料,为运维人员的查询和维护提供了便利;业务应用层负责有针对性地分类管理采集到的大量原始数据,然后连接到营销管理业务系统,业务应用层提供的数据可以为电力企业的线损管理和电力营销对策提供参考。

使用配电网同期线损监测系统对福州市某区的供电线路进行了计算和在线监测,该线路主要包括十八个负荷节点,属于10kV的配电线路网路。该系统在六月同期监测的结果和实际线损的监测结果如下:实际的电能损耗为12.5万kw?h,监测到的电能损耗为12.4万kw?h,相对误差为0.8%;实际的线损率为10.2%,监测的线损率为9.87%,相对误差为3.23%。由此可以看出,配电网同期线损监测系统可以有效计算配电线路的电能损耗以及线损率,计算的结果和同期实际测量的线损比较接近。因此,该系统具有很强的有效性及实用性。

结语

配电网线损计算的过程中人员要对基于等值电流和基于等值电阻两种计算原理进行全方位把握,在上述基础上适当分析各线损计算的适应性和有效性,结合具体状况形成针对性线损计算内容。为有效解决线损管理所面临的各项问题,文中在分析同期线损计算与管理需求的基础上提出了相关的线损监测与管理系统设计方案,详述了系统可实现的测试功能及流程。设计了该平台的软、硬件系统,最后进行了工程测试应用以验证该监测系统的有效性和准确性。

参考文献:

[1]翟江山.配电网线损监测系统的研究与实现[D].复旦大学,2010.

[2]张汉敬.配电网线损在线监测及分析系统设计方案研究[D].华北电力大学(北京),2010.

[3]王春雷.配电网线损管理系统的设计与实现[D].东北大学,2015.

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