CN108133304A - 一种典型低压台区线损率标杆值的测算方法 - Google Patents

Abstract

一种典型低压台区线损率标杆值的测算方法，属测量领域。其首先根据变压器类型、变压器容量、用电性质对低压台区进行了场景分类，提出该典型场景析构下的分类方案；针对各种典型场景析构，分析对应的区线损率的构成；根据各用电性质台区典型架构，根据平均每户运行容量、典型线路供电能力等因素，析构出该对应典型场景的低压台区典型结构，据此典型结构测算线损率标杆值；以便在低压台区线损率合理范围评估时，得到一个基于影响因素合理范围分析的台区线损率合理范围。可广泛适用于各种低压台区的供电运行及线损管理领域。

Description

一种典型低压台区线损率标杆值的测算方法

技术领域

本发明属于测量领域，尤其涉及一种用于低压台区线损率的测算方法。

背景技术

上海市电力公司开展线损精细化工作已有多年，目前各供电公司已投运了“配 网综合线损管理系统”，可实现逐线、逐台区的线损计算和比对。该项工作为掌握 线损分布提供了依据，但实用中发现存在如下一些问题：

(1)由于关口表接线错误、变户不匹配等问题，低压台区实测线损率常出现 异常值(负值、异常高值)，使得实测线损率丧失了分析线损、指导降损的意义。 为此，急需提出线损率异常原因的辨识方法，尤其是辨识复合原因导致的台区线损 率异常、并对台区线损率做出矫正的方法。

(2)对正常的或异常纠正后的台区线损率，需要提出判定线损合理性的方法。 目前采用统一的阈值(10％)作为台区线损率是否合理的判据，但实际上台区线损 跟线路型号、接线方式、供电半径、用户数、负荷率高低等多方面因素有关，设置 统一的阈值判据并不科学。

(3)线损精细化管理的最终目的是降损、节能、增益，对此，仅实现线损的 计量是不够的，还需要对线损率正常、但不合理的台区分析降损节能的途径和潜力， 更好地指导台区降损节能。

(4)目前对线损率异常的排查采用人工方法，效率很低，亟待运用科学的判 据和判定流程，开发相应的计算机辅助分析模块，实现对异常线损率的自动排查、 矫正和台区降损途径、降损潜力的辅助分析，提高线损管理工作的效率。

低压台区是线损发生的主要环节。目前上海市电力公司在配电变压器二次侧均安装了电能表、杆变低压侧安装了负荷测录仪；在受电侧，对低压大用户安装了负 荷监测终端，其他低压用户也均纳入了低压集抄系统。上述量测系统中的所有电能 计量都采用智能电表，尤其关口电表不仅可测量总有功电能，还可测量分相有功、 电压、电流。上述硬件条件为低压台区线损异常分析和合理性判定提供了可能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种典型低压台区线损率标杆值的测算方法。包括根据变压器类型、变压器容量、用电性质对低压台区进行了场景分类，提 出了典型场景分类方案；进而根据各用电性质台区典型架构，根据平均每户运行容 量、典型线路供电能力等因素，析构出低压台区典型结构，据此典型结构，来测算 线损率标杆值。

本发明的技术方案是：提供一种典型低压台区线损率标杆值的测算方法，包括 对低压台区进行典型场景析构，所述的典型场景析构包括对杆变台区的典型场景析 构和对配变台区的典型场景析构；其特征是：

首先根据变压器类型、变压器容量、用电性质对低压台区进行了场景分类，提 出该典型场景析构下的分类方案；

针对各种典型场景析构，分析对应的区线损率的构成；

根据各用电性质台区典型架构，根据平均每户运行容量、典型线路供电能力等 因素，析构出该对应典型场景的低压台区典型结构，据此典型结构测算线损率标杆 值；以便在低压台区线损率合理范围评估时，得到一个基于影响因素合理范围分析 的台区线损率合理范围。

具体的，对与杆变台区，其线损由主干线、主干支线、接户线或引下线、进户 线或楼层线、电表5方面的损耗构成，为此线损率按下式评估

上式中，ΔE_z、ΔE_f、ΔE_j、ΔE_h、ΔE_m分别是台区主干线损耗、主干支线损耗、接 户线损耗、进户线(楼层线)损耗和电表损耗；E₀为关口表量测的月供电量。

具体的，对于配变台区，其线损由主干线、分支线、进户线或楼层线、电表4 方面的损耗构成，为此线损率按下式评估

上式中，各变量的含义同前。

进一步的，所述的配变台区与杆变台区的线路结构差异是：①配变台区通常没 有接户线；②大多数情况下配变台区没有分支线，仅当负荷比较分散时，会在馈线 末端引出分支线，以链接方式供给多个较小容量的用户。

更进一步的，对于配变台区与杆变台区这两类特定类型的低压台区，产生线损 影响因素取值范围差异较大的因素包括：

(1)低压线路长度：主要是载流量比较大的主干线的长度，该长度影响主干线电阻值。对于实际台区，主干线长度与负荷分布情况有关，有较大差别；

(2)变压器平均负载率：变压器平均负载率影响着台区内配电线路的总体负载率水平，进而影响线路损耗；

(3)负荷分布特性：计算标杆值时假设各馈线上的负荷分布相同，负荷均匀地分布于台区供电范围内。实际台区中馈线有短、有长，有些线路所供负荷比较密集， 有些则较为稀疏，这也会导致线损率偏离标杆值；

(4)用户数：由平均每户运行容量估算出总用户数的标杆值，实际台区中用户运行容量可能偏离平均值，进而使得用户数偏离标杆值、电表损耗偏离标杆值；

(5)三相负荷不严格平衡：标杆值计算时假设三相负荷严格平衡，这一般是做不到的。当三相负荷不严格平衡时，通常会导致线损率高于标杆值；

(6)功率因数偏离标杆值：标杆值计算时设低压配网中各点的功率因数均为0.9，若实际功率因数偏离该值，则由于无功功率流的变化也会导致线损的变化。

与现有技术比较，本发明的优点是：

本发明的技术方案，提出低压台区典型场景分类方案，建立典型场景理论线损 率计算方法，制定各类典型低压台区的技术线损率标杆值；根据台区实际供电半径、 负载率、负荷形状、用户数等因素的可能取值范围，提出台区技术线损率的合理范 围，对台区实测线损率的合理性进行判定；对线损率不合理的低压台区，根据实际 问题提出降损途径，并评估降损潜力。

附图说明

图1是杆变台区典型结构示意图；

图2是配变台区典型结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本发明的技术方案，提供了一种典型低压台区线损率标杆值的测算方法，包括 对低压台区进行典型场景析构，所述的典型场景析构包括对杆变台区的典型场景析 构和对配变台区的典型场景析构；其发明点在于：

首先根据变压器类型、变压器容量、用电性质对低压台区进行了场景分类，提 出该典型场景析构下的分类方案；

针对各种典型场景析构，分析对应的区线损率的构成；

根据各用电性质台区典型架构，根据平均每户运行容量、典型线路供电能力等 因素，析构出该对应典型场景的低压台区典型结构，据此典型结构测算线损率标杆 值；以便在低压台区线损率合理范围评估时，得到一个基于影响因素合理范围分析 的台区线损率合理范围。

下面分别针对杆变台区和配变台区两种典型供电网络结构，进行进一步的的叙述。

一、杆变台区线损率标杆值的测算

杆变台区线损率的构成

杆变台区线损由主干线、主干支线、接户线(引下线)、进户线(楼层线)、电 表5方面的损耗构成，为此线损率按下式评估

上式中，ΔE_z、ΔE_f、ΔE_j、ΔE_h、ΔE_m分别是台区主干线损耗、主干支线损耗、接 户线损耗、进户线(楼层线)损耗和电表损耗；E₀为关口表量测的月供电量。

主干线的线损计算

根据杆变台区主干线链接式供电的特点，主干线月度线损的标杆值可按下式计算

上式中：为负荷结构系数，低压配网采用三相四线制，故取n_z和n_f分别 为台区主干线回路数和各主干线下的分支线数；n_d为目标月天数；r_z,1为单回主干线 每单位长度电阻；l_z为主干线标杆长度，由于《上海电网若干技术原则的规定》中 指出380V低压供电半径不超过150m，综合考虑该要求以及主干线曲折系数，取主 干线线长标杆值为150m；K为负荷形状系数，其定义为

其取值与台区用电结构有关，对供电辖区各类用电结构的统计结果如表1所示；I_pj,z为主干线一个月的平均载流量，该值按如下公式计算

上式中：δ_T,ave％为主变平均负载率，根据对供电辖区杆变实际负载率的统计分析，取δ_T,ave％＝50％。

表1 负荷形状系数的取值

主干分支线的线损计算

从表1可见，由于变压器容量和单个受电点平均运行容量的相对关系的差异， 杆变台区典型结构中存在如下三种情况：

(1)主干支线数和各主干支线上受电点数均为1，如G0200II、G0250II、G0160IC、G0200IC。这类台区单个用户运行容量很大，台区内只有1个大用户。对这类台区 不考虑主干支线，没有支线损耗。

(2)存在多回主干支线、但每回主干支线上的受电点数为1，如G0100CC、 G0200CC等。这类台区单个受电点的平均运行容量较大，且用户基本沿着主干线分 布。对这些用户而言也不存在主干分支线，从主干线引致用户室外第一支持物的线 路视作接户线。

(3)每一主干支线上存在多个受电点。对此情况，根据统计值，按每一受电点之 间间隔l_f,1＝20米计，从而支线月度损耗可按下式计算

上式中，r_f,1为分支线单位长度电阻，其余符号含义同前。

接户线的线损计算

对于主干线、主干分支线、每一主干分支线上受电点数的不同情况，接户线计 算方法也有所不同：

(1)对于主干线、主干分支线、每一主干分支线上受电点数均为1的台区而言， 因为实际上采用的是变压器至用户的放射型接线方式，不计接户线损耗。

(2)对于主干分支线为多回、但每一主干分支线上的受电点数为1的台区，自主 干线至用户室外第一支持物的部分为接户线，接户线月度损耗计算公式为

上式中，l_j为每一受电点的接户线长度，为保证电压质量，规程规定接户线不超过50米，但多数情况下在10～25米之间，因此l_j取25米。

(3)对主干分支线、每回分支线上受电点数均大于1的台区，一个月接户线上发 生的损耗可按下式估计

进户线的线损计算

仅对供居民楼的受电点计算进户线，其他情况下进户线很短或是没有进户线(计量装置在室外的情况)、进户线损耗不计。供居民楼的台区包括变压器容量为 250～630kVA的居民杆变台区。根据对杆变居民台区的统计分析，标杆情况取每一 受电点供一个门洞，每一门洞为一梯两户、5层、每户2kW的运行容量。为此，一 个台区进户线的月损耗可按下式计算

上式中：n_fl＝5为标杆情况下考虑的每回主干线所供楼层数；h＝2.8米，为每层层高； a₁为第一层楼层线长，取为5米。

电表损耗的计算

电表损耗与台区内用户数有关。用户数由配变容量和用电结构决定，可按下式 计算：

其中，表示下取整；η_c为台区内用户用电的同时率，取0.9；τ％为除去公共用 电之外、供用户的用电比例，对居民台区按70％计，对其他台区按90％计；P₁为每 户运行容量，杆变台区中居民用户基本按2kW/户计，对工业台区按每户150kW/户 计，对商业台区按每户30kW/户计，对非工台区按每户70kW/户计。

低压台区中用户有单相、三相四线两种接线方式。两类用户在一个台区中所占 的比重与台区用电性质及其混合情况有关，据统计：居民台区中95％为单相供电、 5％为三相供电，工业用户均为三相供电，商业用户40％为单相供电、60％为三相供 电，非工用户中14％为单相供电、86％为三相供电。按上述公式计算出用户总数， 再据上述比例情况分配单相、三相用户，结果如表2所示。此外，对用电性质混合 的台区，先按比例将台区总供电容量分配给各类用电性质的用户，再按各类用电性 质的单户运行容量确定其用户数和单相、三相用户数，再将各类用电性质的单相用 户数相加、三相用户数相加，得到台区内总的单相和三相用户数。

单相、三相四线制供电的用户数求得后，台区内电表上发生的月度损耗可按下 式计算，其中对单相电能表按1kWh/月计、对三相电能表按3kWh/月计

ΔE_m＝n_c1+3n_c3

上式中，n_c1和n_c3分别表示台区中单相供电的用户数和三相供电的用户数。

表2 各类配变台区中单相和三相用户数标杆值

二、配变台区线损率标杆值的测算

配变台区线损率的构成

配变台区线损由主干线、分支线、进户线(楼层线)、电表4方面的损耗构成， 为此线损率按下式评估

上式中，各变量的含义同前。

配变台区与杆变台区的差异是：①通常没有接户线；②大多数情况下没有分支线，仅当负荷比较分散时，会在馈线末端引出分支线，以链接方式供给多个较小容 量的用户，这种情况常见于供小商业用户的台区。

主干线的线损计算

由于配变台区主干线采用放射形接线，故主干线标杆值计算公式为

上式中：为负荷结构系数；n_z为台区主干线回路数；S_N,T为变压器额定容 量；δ_T,ave％为变压器平均负载率，根据对市北供电公司实际配变台区的统计分析， 取30％；U_N＝0.38kV为低压线路额定线电压；η_z为主干线负荷同时率，取0.9；负 荷形状系数K的取值如表1所示；r_z,1为每回主干线单位长度的电阻，配变台区主干 线按YJV02-4×120考虑；l_z为每回主干线的标杆长度，同样按不计曲折系数情况下 的供电半径限值150米考虑。

分支线的线损计算

在负荷点分散、每一负荷点受电容量不很大的情况下，配变台区可能设分支 线。经对实际台区的分析，发现这种情况主要发生在变压器容量为315～800kVA的 配变商业台区中，为此仅对此类配变台区计算分支线损耗。

与杆变台区不同的是，这些分支线通常设在线路末端。在各典型场景中，仅对 配变商业台区考虑末端分支线，

上式中，n_s为每一主干线末端分支线上分部的受电点个数，取5；r_f,1为单位长 度分支线的电阻；l_f,1为分支线上相邻两个受电点的间隔距离，取20米。其余符号 含义同前。

进户线的线损计算

进户线是从电缆分支箱至用户表箱的一段线路。对商业、工业、非工性质的用 户，计量点即配电线路与用户内部供电线路的交界点，故可忽略进户线；对居民台 区，则还需要计入电缆分支箱至楼层表箱这一段的进户线(楼层线)的损耗。

设标杆情况下考虑的每回主干线所供楼层数为n_f，每层层高为h，第一层楼 层线长为a₁，每回主干线的月平均电流为I_pj，则进户线总发生的月线损为

上式中，据对实际台区的统计分析，对于变压器容量为315～1000kVA的配变台区，每一受电点的容量P_s按6层、每层4户、每户5kW/户计，对于1250kVA的配变台 区，P_s按3层、每层4户、每户12kW/户计。其余符号含义同前。

电表损耗的计算

配变台区电表损耗的计算方法同杆变台区。

标杆值测算结果

综合前述的分析结果，即可测算出各种典型低压台区的线损率标杆值，从中可见：

(1)杆变台区线损率标杆值在2％～7％的范围内，配变台区线损率标杆值在2～4％ 范围内；

(2)对绝大多数低压台区而言，85％以上的损耗发生在主干线上，因此主干线是降损的主要方向。

本发明的技术方案，提出低压台区典型场景分类方案，建立典型场景理论线损 率计算方法，制定各类典型低压台区的技术线损率标杆值；根据台区实际供电半径、 负载率、负荷形状、用户数等因素的可能取值范围，提出台区技术线损率的合理范 围，对台区实测线损率的合理性进行判定；对线损率不合理的低压台区，根据实际 问题提出降损途径，并评估降损潜力。

本发明的技术方案，可广泛适用于各种低压台区的供电运行及线损管理领域。

Claims (5)

1.一种典型低压台区线损率标杆值的测算方法，包括对低压台区进行典型场景析构，所述的典型场景析构包括对杆变台区的典型场景析构和对配变台区的典型场景析构；其特征是：

首先根据变压器类型、变压器容量、用电性质对低压台区进行了场景分类，提出该典型场景析构下的分类方案；

针对各种典型场景析构，分析对应的区线损率的构成；

根据各用电性质台区典型架构，根据平均每户运行容量、典型线路供电能力等因素，析构出该对应典型场景的低压台区典型结构，据此典型结构测算线损率标杆值；以便在低压台区线损率合理范围评估时，得到一个基于影响因素合理范围分析的台区线损率合理范围。

2.按照权利要求1所述典型低压台区线损率标杆值的测算方法，其特征是对与杆变台区，其线损由主干线、主干支线、接户线或引下线、进户线或楼层线、电表5方面的损耗构成，为此线损率按下式评估

上式中，ΔE_z、ΔE_f、ΔE_j、ΔE_h、ΔE_m分别是台区主干线损耗、主干支线损耗、接户线损耗、进户线(楼层线)损耗和电表损耗；E₀为关口表量测的月供电量。

3.按照权利要求1所述典型低压台区线损率标杆值的测算方法，其特征是对于配变台区，其线损由主干线、分支线、进户线或楼层线、电表4方面的损耗构成，为此线损率按下式评估

上式中，各变量的含义同前。

4.按照权利要求1所述典型低压台区线损率标杆值的测算方法，其特征是所述的配变台区与杆变台区的线路结构差异是：①配变台区通常没有接户线；②大多数情况下配变台区没有分支线，仅当负荷比较分散时，会在馈线末端引出分支线，以链接方式供给多个较小容量的用户。

5.按照权利要求1所述典型低压台区线损率标杆值的测算方法，其特征是对于配变台区与杆变台区这两类特定类型的低压台区，产生线损影响因素取值范围差异较大的因素包括：

(1)低压线路长度：主要是载流量比较大的主干线的长度，该长度影响主干线电阻值。对于实际台区，主干线长度与负荷分布情况有关，有较大差别；

(2)变压器平均负载率：变压器平均负载率影响着台区内配电线路的总体负载率水平，进而影响线路损耗；

(3)负荷分布特性：计算标杆值时假设各馈线上的负荷分布相同，负荷均匀地分布于台区供电范围内。实际台区中馈线有短、有长，有些线路所供负荷比较密集，有些则较为稀疏，这也会导致线损率偏离标杆值；

(4)用户数：由平均每户运行容量估算出总用户数的标杆值，实际台区中用户运行容量可能偏离平均值，进而使得用户数偏离标杆值、电表损耗偏离标杆值；

(5)三相负荷不严格平衡：标杆值计算时假设三相负荷严格平衡，这一般是做不到的。当三相负荷不严格平衡时，通常会导致线损率高于标杆值；

(6)功率因数偏离标杆值：标杆值计算时设低压配网中各点的功率因数均为0.9，若实际功率因数偏离该值，则由于无功功率流的变化也会导致线损的变化。