鮑恩奇，姚騰飛

（1.國電南瑞科技股份有限公司，江蘇南京 211100；2.國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司，江蘇南京 211100）

1 線損的概念

配電網(wǎng)完成了電能從發(fā)電廠開始的電力傳輸。在生產(chǎn)、傳輸、升降壓、配電以及營銷過程中，配電網(wǎng)全面地完成了電力的輸送。在這一過程中，電能會被配電網(wǎng)中的各個部分消耗，而消耗的電能并不會參與到供電過程中，這部分消耗的電能，就被稱為配電網(wǎng)的電能損耗，也就是線損。線損的計算，一般由總售電量與供電量之間的差值計算得出，而10kV 輸電線路的配電網(wǎng)線損計算，包括了配電線路以及相關(guān)配件元件所產(chǎn)生的全部電能損耗值。在10kV 配電網(wǎng)出線以及10kV 低壓配電變壓器等具體元件的出線功率、功率因數(shù)、電壓和電流等相關(guān)數(shù)據(jù)中，都能夠反應(yīng)配電網(wǎng)的線損情況。配電網(wǎng)由于不同的線路配置，運行年限等影響因素，線損率從7.5%到21%不等。高線損率意味著過量的線損消耗，對于我國電能資源來說是極大的浪費。

2 線損的分類

線損可以依據(jù)性質(zhì)特點以及不同理論方法，進(jìn)行不同形式的分類。

2.1 線損性質(zhì)分類

根據(jù)線損產(chǎn)生的性質(zhì)可以將線損進(jìn)行分類。具體可劃分為技術(shù)線損和管理線損。技術(shù)線損是發(fā)電廠中生產(chǎn)、傳輸、升降壓、配電以及營銷過程中，電能或電暈形式的電力損耗。這部分電能線損是由傳輸過程中產(chǎn)生的能量損失形成的，具體還可劃分為不變線損和可變線損。技術(shù)線損可以通過理論計算方案，統(tǒng)一求得，同時也可通過具體的維護(hù)技術(shù)手段，對線損進(jìn)行降損操作。可以通過改造電力元件、優(yōu)化電力運行方式等降低配電網(wǎng)的技術(shù)線損。而管理線損，顧名思義就是由供電單位管理不當(dāng)而產(chǎn)生的線損。這部分線損多數(shù)情況由人為原因造成。配電網(wǎng)中可能存在自行改裝、電表竊電、電量漏抄等情況。這些情況會產(chǎn)生一定的線損，但通過管理手段都能夠有效地解決。

2.2 線損特點分類

根據(jù)具體線損產(chǎn)生的特點，可以將其劃分為可變線損、固定線損以及不明線損。固定線損是指電力損耗值和電力設(shè)備的電網(wǎng)電壓波動呈現(xiàn)一定相關(guān)性，電流波動不會影響損耗大小的一類線損。固定損耗類型的線損，主要是由于發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)慣性較大、電壓波動小而產(chǎn)生的配電網(wǎng)損耗。這類損耗影響著變壓器互感器、電機(jī)內(nèi)部鐵芯等具體損耗元件的運行。電壓過高和空氣電離的情況下會產(chǎn)生一定電能損耗，其損耗值一般較為固定。而可變損耗與固定損耗正好相反，其是隨著配電網(wǎng)內(nèi)電流大小的改變而產(chǎn)生的元件功率損耗?？勺儞p耗與電流大小有一定關(guān)系，因此主要形成原因是輸電導(dǎo)線阻抗產(chǎn)生的損耗或變壓器兩側(cè)繞組能量交換產(chǎn)生的損耗。不明損耗的形成原因則較為復(fù)雜，這類線損由人為原因引起的可能性更大。主要由4個部分組成，一是無視用電規(guī)定造成的私用電線損；二是配電網(wǎng)中用電設(shè)備故障或老化引發(fā)的漏電線損；三是抄表人員誤抄或漏抄造成的，計表性線損；四是不明故障導(dǎo)致的誤差線損?？勺冾惥€損以及固定線損都屬于技術(shù)線損范圍，能夠進(jìn)行有效的技術(shù)降損。而不明損耗則能夠通過有效的管理手段完成線損管理。

3 基于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端的配電網(wǎng)線損管理解決方案原理

供電企業(yè)完成的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端基礎(chǔ)的配電網(wǎng)線損管理解決方案，是基于企業(yè)內(nèi)部技術(shù)線損完成的線損管理解決方案。這一方案的原理，主要是基于自動化的管理設(shè)備，完成全面的配電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控。能夠通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)以及安全監(jiān)控3個部分，形成完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并將數(shù)據(jù)即時傳輸至DSCADA 主站，實現(xiàn)線損數(shù)據(jù)的有效分析和計算。通過DSCADA 主站對線損數(shù)據(jù)進(jìn)行完整地比對和分析、存儲、記錄，實現(xiàn)對線損問題的針對性治理?；诂F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端的配電網(wǎng)線損管理解決方案，在配置上主要結(jié)合配電室、電氣設(shè)備、通信總線、雙膠線電纜以及遠(yuǎn)程終端設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、光纖等。通過監(jiān)控計算機(jī)連接光纖串口服務(wù)器，實現(xiàn)智能儀表的控制、通信功能低壓斷路器的管理以及變壓器溫度控制器的監(jiān)控。

4 基于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端的配電網(wǎng)線損管理解決方案實踐

4.1 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端配置

現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端的配置主要結(jié)合了變電站的10kV 輸電線路、有功功率監(jiān)測以及無功功率檢測。這2個部分主要監(jiān)測了具體的功率分布監(jiān)測線路終端桿配變的電流、電壓、有無功率情況，采用的監(jiān)測儀器為站內(nèi)智能電力儀表。智能電力儀表輔以綜合后臺的電流電壓量能夠進(jìn)行有效地計算，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度，同時能夠通過繼電器完成電流量及電壓量的上傳，保證設(shè)備數(shù)據(jù)完整性。另外開關(guān)站、接網(wǎng)站、戶外箱式站等桿變終端中均配備了功率采收器，一般設(shè)計為負(fù)荷測錄儀，對具體數(shù)據(jù)進(jìn)行終端采集。

4.2 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)配置

針對現(xiàn)行配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，以光纖通信類方式為主，同時結(jié)合了電力載波通信方式、GPRS 無線上網(wǎng)通信方式，進(jìn)一步實現(xiàn)了智能電器的信息數(shù)據(jù)傳輸。通過這3種通信方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能，能夠更好地結(jié)合通信方式中不同的優(yōu)缺點，實現(xiàn)現(xiàn)有資源的綜合利用，確保數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。

4.2.1 光纖通信方式

光纖通信方式以光纖作為通信傳輸?shù)拿浇?，完成信息載體傳輸。光纖通信是目前通信方式中效果最為突出，通信連接質(zhì)量最好的一種通信方式。不僅能夠有效控制傳輸頻帶寬、傳輸通信容量，同時能夠降低傳輸中的衰減，完成遠(yuǎn)距離地傳輸。光纖通信方式自身的抗干擾能力強(qiáng)、電磁效果好，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量地傳輸。針對光纖通信方式完成的變電站、光纖開關(guān)站之間的連接，可以通過10kV 出線電路表以及線路協(xié)議轉(zhuǎn)換器，完成采集終端數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和打包。

4.2.2 電力載波通信方式

電力載波通訊方式，對于配電網(wǎng)系統(tǒng)來說是一種專有的通訊方式。這一方式中能夠利用電纜的屏蔽層，作為通訊載體完成數(shù)據(jù)傳輸。電力載波通訊方式，在投資方面更少，施工快速便捷，同時通訊安全、實時性好、無中繼距離。其采用的原理，多數(shù)為頻分多路復(fù)用，傳輸信號、頻率調(diào)制和放大方式。通過耦合電容器和結(jié)合濾波器的低阻濾波器高頻信號發(fā)射，完成電力電纜的信號傳遞。通過電力載波通訊方式實現(xiàn)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，可以完成兩端電力載波裝備之間的主從連接，實現(xiàn)傳輸兩端載波裝置的信息傳遞。電力載波通訊對純電纜進(jìn)線街坊站、箱式站中的配變設(shè)置，設(shè)有環(huán)網(wǎng)站、電纜連續(xù)性阻抗匹配器，能夠通過聯(lián)通載波通訊鏈路，實現(xiàn)主載波機(jī)與電能表音頻裝線的連接，確保主載波將載波中的數(shù)據(jù)發(fā)送到主站。

4.2.3 GPRS無線上網(wǎng)通信方式

GPRS 無線上網(wǎng)通信方式，是通過無線的分組業(yè)務(wù)完成固定頻段、固定寬度、固定結(jié)構(gòu)的節(jié)點連接。實現(xiàn)安全功能和接入控制，完成中繼連接到基站的交換系統(tǒng)。GPRS 無線上網(wǎng)通信方式，能夠結(jié)合純電纜電線的10kVP 型W 型和桿變，完成公共系統(tǒng)的建立。對各區(qū)域?qū)崿F(xiàn)實時地監(jiān)控子系統(tǒng)，完成監(jiān)控數(shù)據(jù)的有效采集和匯總。

4.3 DSCADA主站配置

DSCADA 主站，能夠連接光纖通信、電力載波通信，以及無線GPRS 通信，通過3種通信方式，編制不同的主站端通信程序，連接具體的通信內(nèi)容，完成實時的數(shù)據(jù)接收。

DSCADA 主站的數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)是一個實時的通信接收系統(tǒng)，主站通過現(xiàn)場采集終端的連接，能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)線損信息的實時收集，根據(jù)處理后的實時數(shù)據(jù)，對應(yīng)用服務(wù)展開實際的命令下達(dá)。同時對遠(yuǎn)方的配電站完成調(diào)控處理。通過采集的電壓、電流、功率變化、變化曲線等數(shù)據(jù)，能夠設(shè)定不同的復(fù)合命令，完成對配電網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控。

DSCADA 主站，在實時通信方式下，每天會定時完成負(fù)荷監(jiān)測儀的通信采集，包含智能電力儀表、通信功能低壓斷路器以及變壓器溫度控制器等多種智能儀器的負(fù)荷信息，并準(zhǔn)確地記錄和存儲信息。主站每天定時采集的信息，包含了前一天的歷史數(shù)據(jù)，可以對每一天的數(shù)據(jù)，進(jìn)行系統(tǒng)的補(bǔ)報，確保數(shù)據(jù)形成連貫性。

5 基于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端的配電網(wǎng)線損管理解決方案應(yīng)用

完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端的，配電網(wǎng)線損管理配置后，針對DSCADA 主站的數(shù)據(jù)分析，可完成線損管理解決方案的有效應(yīng)用。一是查詢DSCADA 主站內(nèi)存儲的10kV 線路和配變運行情況。對數(shù)據(jù)內(nèi)線損較大的線路和配變進(jìn)行針對性地分析研究。二是繪制10kV 出線功率曲線、10kV 變壓器功率曲線，分析配變最大負(fù)荷日，當(dāng)日功率峰值功率變化、異常現(xiàn)象等。針對配電所供電用戶分析具體線損性質(zhì)、線損特點，定向查找線損原因。確定電網(wǎng)中電阻及感抗的影響，電網(wǎng)中磁場的影響，或電網(wǎng)管理層面的影響，具體分析外在因素和內(nèi)在因素的線損問題。結(jié)合具體數(shù)據(jù)，觀測線損發(fā)生原因、負(fù)荷異常值、功率因素異常點。針對技術(shù)性原因，完成技術(shù)處理；針對管理問題，盡快完成管理措施補(bǔ)救。配置相應(yīng)元件裝置、制訂相應(yīng)管理機(jī)制，降低配變負(fù)荷率，完成線損管理。

6 結(jié)語

基于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端的配電網(wǎng)線損管理方案，能夠通過實時的數(shù)據(jù)搜集取代傳統(tǒng)的線損管理方法。通過智能化的網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)搜集技術(shù)降低分析誤差，提升數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，為10kV配電網(wǎng)提供電網(wǎng)內(nèi)配變及元件的監(jiān)控。深入完成配電線損分析，提升線損管理效果。