CN106339830A - 基于电网信息数据平台的线损因素控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力经营技术指标研究技术领域，尤其涉及基于电网信息数据平台的线损因素控制方法。本方法根据针对性的电网数据汇集，通过在线数据及历史数据的综合分析,可以实现对数据的实时监控，在大量的电网现有数据库设备基础上扩展出的线损分析模型，易于建立，并针对电网实际情况，通过对差异化试点台区电采数据进行研究、分析和计算，得出各种经济水平和配电设备装备水平台区的运行控制线损水平，既能调动乡所工作人员的工作积极性、提高归属感和向心力又能降低电网运行成本、提高企业收益的目的。
Description
技术领域
本发明涉及电力经营技术指标研究技术领域，尤其涉及基于电网信息数据平台的线损因素控制方法。
背景技术
电网的电能损耗率是国家考核电力部门的一项重要经济技术指标，也是提高生产经营管理、搞好电力供应、减少供电损失、优化服务质量、提高企业自身经济效益的综合反映。线损率的高低综合反映了供电企业网络结构、布局、运行方式及营销过程中的技术经济效果。因此，从某种意义上来说，线损率就是供电企业的投入产出率。强化线损管理，降低电力网损耗对供电企业具有重要意义。
申请号：200910303895.5的中国专利公开了一种配电网线损分析系统,虽然能够获取基础线损资料，并进行数据处理后得出线损信息，但是一方面该分析系统无法自动更新网络站表信息，不利于线路异常时对故障点的快速定位，另一方面，数据分析后无法即时给出有效具体的改进方案。
一直以来，电力部门为了提高系统运行的经济性，常常使得系统运行于安全极限的边缘，这样保障系统运行的安全性就大大的降低了。然而总结近年来世界各地发生的严重停电事故的经验和教训，电网运行的经济性和安全性这两个指标具有很强的相关性。因此迫切需要一种可以综合考虑电力安全与电力经济的系统，也就是通过进行线损因素分析，在保证电路安全的基础上，提出线损控制方案，获取最佳经济效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的在于解决上述技术问题，提供基于电网信息数据平台的线损因素控制方法，通过在线数据及历史数据的综合分析，建立控制数学概念模型，并最终形成可以直观显示的因素控制图。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：基于电网信息数据平台的线损因素控制方法,包括如下步骤:
1）建立电网信息数据平台，所述数据平台包括信息录入端、信息采集端和数据处理端，所述信息录入端录入并读取理论线损数据，所述信息采集端读取实测线损数据，所述数据处理端包括模型建立单元和计算单元；
2）对理论线损数据进行分析，包括供电半径、导线材质、负载分布、功率因数、温度、计量表计的影响，通过对数据因素的的确定与归集，并根据各自的权重乘积算出因素影响参数；
3）对实测线损数据进行分析，包括天气因素、负荷变化、三相负荷不平衡及施工工艺的影响，通过对数据因素的的确定与归集，并根据各自的权重乘积算出因素影响参数；
4)提出实际运行控制线损概念并确定其值，从理论线损出发并考虑实测影响因素的差异，并由两者影响参数生成调整系数K1；
5）根据因素的计算结果，分析影响因素的原因，并由因素方案生成得出降低运行控制线损值的措施方案，其中，措施方案通过二维平面的形式展现，用于降损管理的技术降损和管理的最终目标显示。
进一步地，所述信息录入端包括人机交互接口和网络通讯接口，既可以采集在线以历史电网信息数据，又可以人工录入实时数据信息。
进一步地，所述人机交互接口可以提供查询功能，并可以输入区域影响系数。
进一步地，所述电网信息数据平台通过对外系统接口连接电网数据库，所述电网数据库连接电网GIS平台,并将电网信息数据构建为数据存储层，提供通用数据存储服务,并提供基于标准的通用数据交换, 实现信息互联和信息访问。
进一步地，所述对外系统接口分别与电力气象监测平台、省电力配电监测系统连接。
进一步地，所述网络通讯接口包括可以与所述电网信息数据平台各单元连接的多路通信通道，所述多路通信通道采用无线传输或有限光纤连接。
进一步地，所述模型建立单元包括仿真制图软件，所述计算单元包括处理器芯片。
进一步地，所述仿真制图软件包括matlab仿真程序，所述处理器芯片为单片机或DSP芯片。
本发明方法的有益效果可主要体现在以下几个方面：
1、实用性。本方法根据针对性的电网数据汇集，通过在线数据及历史数据的综合分析,可以实现对数据的实时监控，在大量的电网现有数据库设备基础上扩展出的线损分析模型，易于建立，并针对电网实际情况，通过对差异化试点台区电采数据进行研究、分析和计算，得出各种经济水平和配电设备装备水平台区的运行控制线损水平，因此具有很高的实用性。
2、指导性。本方法具有指导性的体系结构，在考虑理论线损、地区经济水平和配电设备装备水平的前提下，差异化的计算出运行控制线损水平，结合目前的线损考核指标和奖惩制度，合理的给出台区线损考核值。达到既能调动乡所工作人员的工作积极性、提高归属感和向心力又能降低电网运行成本、提高企业收益的目的。
3、经济性。本方法通过计算运行控制线损水平，同时结合现有线损考核指标和奖惩制度，制定合理的运行控制线损水平作为技术降损的最终目标，从而提高电网电能利用率，增加电费收入，增强电网企业的赢利水平。
附图说明
图1是本发明的方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，基于电网信息数据平台的线损因素控制方法,包括如下步骤:建立电网信息数据平台，数据平台包括信息录入端、信息采集端和数据处理端，信息录入端录入并读取理论线损数据，信息采集端读取实测线损数据，数据处理端包括模型建立单元和计算单元；信息录入端包括人机交互接口和网络通讯接口，既可以采集在线以历史电网信息数据，又可以人工录入实时数据信息。人机交互接口可以提供查询功能，并可以输入区域影响系数。电网信息数据平台通过对外系统接口连接电网数据库，电网数据库连接电网GIS平台,并将电网信息数据构建为数据存储层，提供通用数据存储服务,并提供基于标准的通用数据交换, 实现信息互联和信息访问。对外系统接口分别与电力气象监测平台、省电力配电监测系统连接。网络通讯接口包括可以与电网信息数据平台各单元连接的多路通信通道，多路通信通道采用无线传输或有限光纤连接。模型建立单元包括仿真制图软件，计算单元包括处理器芯片。仿真制图软件包括matlab仿真程序，处理器芯片为单片机或DSP芯片。
对理论线损数据进行分析，包括供电半径、导线材质、负载分布、功率因数、温度、计量表计的影响，通过对数据因素的的确定与归集，并根据各自的权重乘积算出因素影响参数；对实测线损数据进行分析，包括天气因素、负荷变化、三相负荷不平衡及施工工艺的影响，通过对数据因素的的确定与归集，并根据各自的权重乘积算出因素影响参数；提出实际运行控制线损概念并确定其值，从理论线损出发并考虑实测影响因素的差异，并由两者影响参数生成调整系数K1；根据因素的计算结果，分析影响因素的原因，并由因素方案生成得出降低运行控制线损值的措施方案，其中，措施方案通过二维平面的形式展现，用于降损管理的技术降损和管理的最终目标显示。
下面以某台区的线损控制因素分析计算为例，对本方案进行进一步说明，并最终提出降低运行控制线损值的措施方案：
一、理论线损分析
本次计算采用电量法，功率因数为0.85，负荷曲线形状系数K为 1.15（理论线损值的取值条件：分别取单日最大供电量和单日最小供电量的24小时负荷，确定负荷曲线波动系数；按农村一般低压线路的功率因数，取值0.85；以8月份供、售电量按电量法进行理论计算；4、未考虑环境温度变化的影响），计算方法满足《导则》和《农电节电技术规格》。计算结果：某台区8月份的有功供电量为12622千瓦时，售电量为12202千瓦时，实际线损率为3.33%，理论线损率为1.49%，其中，导线损耗占总损耗的56.59%，表计损耗占总损耗的43.41%。
通过分析，影响理论线损的因素为：
（1）供电半径。本线路的供电半径为0.35km。
（2）出口主干导线材质不同，损失率不同。在导线选择上，架空绝缘线与裸铝导线同等型号下导电的能力不同，两类导线的电阻率直接影响线路的损耗。
表1 主干导线损耗占比表
单位：米、千瓦时、%
| 型号 | 长度 | 售电量 | 损耗电量 | 占总损耗百分比 |
| JKLYJ-120 | 47 | 0 | 35.57 | 12.82 |
| JKLYJ-120 | 42 | 0 | 33.43 | 12.05 |
| 合计： | 69.00 | 24.88 |
（3）低压分支线线径的影响。分支线路型号：LJ-25；LJ-50;LJ-95。导线截面越小，损耗越大。
（4）负荷分布的影响。本线路负荷分布不均，落差大，线损率高。
（5）功率因数的影响。功率因数的变化直接导致理论线损的数值，功率因数越大，线损率越低。
表2 功率因数与线损率关系表
单位：千瓦时、%
| 功率因数 | 损耗电量 | 线损率 |
| 0.5 | 574.25 | 3.05 |
| 0.6 | 435.49 | 2.31 |
| 0.7 | 351.85 | 1.87 |
| 0.8 | 297.58 | 1.58 |
| 0.9 | 260.38 | 1.38 |
（6）温度的影响。温度对导线的电阻率有一定的影响，本线路的计算温度是20 ℃，下表是温度对线损率的影响。经软件测试，在同一参数下，温度的变化影响理论线损0.08%-0.01%之间。
表3 温度与线损率关系表
单位：摄氏度、千瓦时、%
| 温度 | 损耗电量 | 线损率 |
| -30 | 245.93 | 1.30 |
| -25 | 249.07 | 1.32 |
| -20 | 252.21 | 1.34 |
| -15 | 255.35 | 1.35 |
| -10 | 258.49 | 1.37 |
| -5 | 261.63 | 1.39 |
| 0 | 264.77 | 1.40 |
| 5 | 267.92 | 1.42 |
| 10 | 271.06 | 1.44 |
| 15 | 274.20 | 1.45 |
| 20 | 277.34 | 1.47 |
| 25 | 280.48 | 1.49 |
| 30 | 283.62 | 1.50 |
（7）计量表计的影响。
表4 各类型表计按照国家标准自身损失电量
单位：千瓦时
| 电表类型 | 单相表 | 三相四线表 | 三相三线表 |
| 电子表 | 0.7 | 2.1 | 1.4 |
| 机械表 | 1 | 3 | 2 |
二、实测线损数据分析
（1）某台区同期线损对比表
表4-8 某台区同期线损对比表
单位：千瓦时
结论：2014年全年平均线损6.08%，2015年2月-12月平均线损3.22%，下降2.86个百分点。
理论线损与实际线损差异因素分析
以8月份为例，理论线损1.49%，实际线损3.33%相差1.84%，其影响因素。
1）天气因素的影响（理论线损计算时未考虑）：8月份气温高，随着温度的升高，导线电阻增大，载流量降低，线损增大；
2）负荷变化的影响：降温负荷增加较大，在线路结构不变的情况下，线损增大；
3）三相负荷不平衡：一般情况下三相负荷不平衡可引起线损率升高2％-10％；
4）其它因素：施工工艺的影响。如施工期间对接头处理不好，造成一些不明损失，甚至故障，影响线损。
（三）运行控制线损值
提出实际运行控制线损概念并确定其值（从理论线损+考虑影响因素的差异，取调整系数K1）。在目标0.4千伏配电网架的理论线损计算值的基础上，考虑到运行负载率和温度影响，实际运行工况，采取K1值系数加以调整，作为实际运行时不考虑管理线损的“运行控制线损值”，用于降损管理的技术降损和管理的最终目标值。
以某台区理论线损计算值为1.49%为例：
（1）负载率的影响
从负荷曲线看，不同季节0.4千伏线损运行的负载率不同，同一天的负载率也不同。取8月份单日最大供电量1039千瓦时、单日最小供电量342千瓦时；经查JKLYJ-120导线的载流量345A，负载率=用电量/线路允许运行电量
线路允许运行电量=3U×I×cosΦ×T=3×220×345×0.85×24=4645千瓦时
日平均负载率=日用电量/线路允许运行电量；
日最大负荷率=1039/4645×100%=22.37%;
日最小负荷率=342/4645×100%=7.36%
年平均负荷率=141050/（4645×365）×100%=8.32%
负荷率的变化影响负载波动系数（注：α为最小负荷与最大负荷之比）
公式={α+(1-α)2×1/3}/{(1+α)2/2}2
={0.33+(1-0.33)2×1/3}/{(1+0.33)2/2}2=8.5%
经计算负荷率变化对线损的影响量为：8.5%。
（2）功率因数的影响
经实测数据，在负荷最大的8月份，功率因数为0.89，而在其它大多数的情况下，功率因数均在0.99-1，根据提高功率因数与降低损耗的关系：
公式:△P%=（1-cos2Φ1/cos2Φ2）
=（1-0.892/0.992)=19.2%。
经计算功率因数的变化对线损的影响量为：19.2%。
（3）环境温度的影响
8月份平均气温在30℃，较理论计算取值高10℃，将引起导线电阻、载流量发生变化，经查表计算温度变化的影响量为4%（注：公式：△R=R20α（ Tar -20）α一般取值0.004， Tar代表平均环境温度）。
结论：综合以上因素，K1值调整系数=1+负荷率（8.5%）+功率因数（19.2%）+环境温度（4%）=1.317，
运行控制线损值=1.49%×（1+8.5%+19.2%+4%）=1.96%
某台区实际的控制量=1.96%-1.49%=0.47个百分点。
通过上述分析与计算，可以得出降低运行控制线损值的措施：
1）加强三相负荷不平衡治理，降低因三相不平衡造成的表计误差；
2）在大功率用户端就地安装无功补偿装置，提高电压质量；
3）对临时用电及时安装集抄表计。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.基于电网信息数据平台的线损因素控制方法,其特征在于，包括如下步骤:
1）建立电网信息数据平台，所述数据平台包括信息录入端、信息采集端和数据处理端，所述信息录入端录入并读取理论线损数据，所述信息采集端读取实测线损数据，所述数据处理端包括模型建立单元和计算单元；
2）对理论线损数据进行分析，包括供电半径、导线材质、负载分布、功率因数、温度、计量表计的影响，通过对数据因素的的确定与归集，并根据各自的权重乘积算出因素影响参数；
3）对实测线损数据进行分析，包括天气因素、负荷变化、三相负荷不平衡及施工工艺的影响，通过对数据因素的的确定与归集，并根据各自的权重乘积算出因素影响参数；
4)提出实际运行控制线损概念并确定其值，从理论线损出发并考虑实测影响因素的差异，并由两者影响参数生成调整系数K1；
5）根据因素的计算结果，分析影响因素的原因，并由因素方案生成得出降低运行控制线损值的措施方案，其中，措施方案通过二维平面的形式展现，用于降损管理的技术降损和管理的最终目标显示。
2.如权利要求1所述的基于电网信息数据平台的线损因素控制方法,其特征在于：所述信息录入端包括人机交互接口和网络通讯接口，既可以采集在线以历史电网信息数据，又可以人工录入实时数据信息。
3.如权利要求1所述的基于电网信息数据平台的线损因素控制方法,其特征在于：所述人机交互接口可以提供查询功能，并可以输入区域影响系数。
4.如权利要求1所述的基于电网信息数据平台的线损因素控制方法,其特征在于：所述电网信息数据平台通过对外系统接口连接电网数据库，所述电网数据库连接电网GIS平台,并将电网信息数据构建为数据存储层，提供通用数据存储服务,并提供基于标准的通用数据交换, 实现信息互联和信息访问。
5.如权利要求4所述的基于电网信息数据平台的线损因素控制方法,其特征在于：所述对外系统接口分别与电力气象监测平台、省电力配电监测系统连接。
6.如权利要求2所述的基于电网信息数据平台的线损因素控制方法,其特征在于：所述网络通讯接口包括可以与所述电网信息数据平台各单元连接的多路通信通道，所述多路通信通道采用无线传输或有限光纤连接。
7.如权利要求1所述的基于电网信息数据平台的线损因素控制方法,其特征在于：所述模型建立单元包括仿真制图软件，所述计算单元包括处理器芯片。
8.如权利要求7所述的基于电网信息数据平台的线损因素控制方法,其特征在于：所述仿真制图软件包括matlab仿真程序，所述处理器芯片为单片机或DSP芯片。
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