kV配電網(wǎng)線損分析及計算方法選擇綜述線損是指輸配過程中產(chǎn)生的功率損耗。根據(jù)各級電源損耗的比例，10kV線路的電源損耗約占總損耗的27%，在各電壓等級中占比相對較高。10千伏配電網(wǎng)絡(luò)是城市電力系統(tǒng)的重要組成部分，對人民生活和各行各業(yè)都有重大影響。配電網(wǎng)線損對電力企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)，運行管理和經(jīng)濟效益影響深遠，是電力企業(yè)的綜合指標。線路損耗的管理水平不但對電力單位的經(jīng)濟利益有著很大的影響，并且在某些方面也表明了電力單位在管理上的水準。我們通過分析影響10kV配電網(wǎng)線損的若干主要因素，提出降低線損的措施。

1.110kV配電網(wǎng)線損分類

1.1.1管理線路損失

管理線損的原因主要包括：漏電，竊電現(xiàn)象；配網(wǎng)10kV日常維護及運行中出現(xiàn)的問題；電能計量裝置誤差及誤差不在合理范圍內(nèi)；輸電線路安裝不規(guī)范等。

1.1.2技術(shù)線路損失

技術(shù)方面的電能損失主要可以分為兩個方面，即由固定測量產(chǎn)生的電能損失和非固定測量產(chǎn)生的電能損失。在10kV電力線路里，固定測量損耗包括全部電力設(shè)備在電能上的損失。變壓器銅損以及鐵損，線路在傳輸過程中產(chǎn)生的功率損失以及其空載電能損耗和有聯(lián)系的無功補償設(shè)備的損耗。非固定測量損耗通常包括由變壓器線圈的電阻的通過電流時產(chǎn)生的電能損失和輸電線路中電阻產(chǎn)生熱量造成的消耗。固定測量損耗的特征為線損的容量是電力設(shè)備能夠接受的電壓值來確定的，而非固定測量損耗的特征為線損的容量大小與電力設(shè)備流經(jīng)的電流絕對值在數(shù)學(xué)上是平方正相關(guān)的關(guān)系。

1.210kV配電網(wǎng)線損影響因素分析

1.2.110kV配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計不合理

因為配電網(wǎng)絡(luò)在某段線路上的設(shè)計和整體布局的搭建上有不合適的地方，供電線路距離過長，線路阻抗隨之增大，線路損耗呈指數(shù)增長。此外，電路中通電導(dǎo)線的橫截面積以及變壓器內(nèi)部的容量過于小，10kV的輸配電網(wǎng)上的不均勻分布等也能夠?qū)е屡潆娋W(wǎng)絡(luò)電能的損失變大。如果配電網(wǎng)設(shè)計規(guī)劃不合理，往往導(dǎo)致單輻射供電網(wǎng)與其他輸配電分支的連接，電能傳輸線路太長，負荷供電的能力水平低下，從而使線路中電能的損失增大，供電的質(zhì)量降低。1.2.2無功功率如果配電網(wǎng)絡(luò)中無功功率的大小發(fā)生非常大的變動，將對線路中的電壓產(chǎn)生很大的影響，波動電壓會使電網(wǎng)中的固定測量產(chǎn)生損耗以及非固定測量產(chǎn)生損耗發(fā)生改變。假設(shè)在電路網(wǎng)絡(luò)中不能對無功功率進行有用的補償，就會導(dǎo)致無功不能滿足需要，最終導(dǎo)致輸配電網(wǎng)電壓波動，增加線路損耗。

1.2.3驗電質(zhì)量因素

拿竊電來說明，由于社會的科學(xué)水平不斷的進步，如今大部分竊電者會運用高水平的技術(shù)逃脫電能表的計數(shù)，從而以違反法律的形式侵占盜取電能，這樣做不但會增大線損率的統(tǒng)計值。也能夠?qū)ο嚓P(guān)的電力企業(yè)造成很大的危害。如今，偷電的方式越來越隱蔽，手段越來越精良。由于竊電，10kV的配電系統(tǒng)經(jīng)常會發(fā)生停電以及跳閘等現(xiàn)象，給配電線路的安全性和穩(wěn)定性造成了很大的影響。1.3傳統(tǒng)的主要的配電網(wǎng)理論線損計算方法1.3.1均方根電流法均方根電流法是基本的計算方法。均方根電流法的物理概念是，流過線路的電流產(chǎn)生的功率損耗相當于實際負載同時產(chǎn)生的功率損耗。該方法的基本思想是，通過導(dǎo)線的均方根電流產(chǎn)生的電量損失相當于所有用電負荷同時產(chǎn)生的電量損失。計算公式為：公式里R是電力器件的電阻值，ΔΑ是這一段線路損失的電量(KWh)，Iijf是線路中的均方根電流，t是運行的時間。均方根電流Ijf的計算公式如下：公式里Ii是日負荷電流，ijf表示均方根電流。若pi，Qi，Ui為實測值，均方根電流Ijf可以化簡為Qi是電力設(shè)施在一天中產(chǎn)生的無功功率(kvar)，Pi是電力設(shè)施在一天中產(chǎn)生的無功功率，Ijf是平均平方根電流，Ui是和Pi、Qi同時的線路電壓值。計算功率損耗的式子是：公式里Qi是電力設(shè)施在一天中產(chǎn)生的無功功率，UI是與pi、qi同時的線路電壓值，Pi是一天中通過電力設(shè)施的有功功率，t是設(shè)備運行的時間，R是組件的阻值。如果測量為電壓，無功功率，有功功率，線路中均方根電流可以改寫為：Ari表示代表日無功電量，Aai為代表日有功電量，UI是與Aai、Ari同時的線路電壓值。電量的損失計算公式是：其中Ari是一天全部時間流經(jīng)電力設(shè)施的無功電量(kvarh)，Aai是在一天的全部時間流經(jīng)電力設(shè)施的有功電量(kWh)，Ui是和pi、qi同時的線路電壓值，t是線路運行的時間，R是電力器件的電阻值。均方根電流法廣泛應(yīng)用于供電平衡和電網(wǎng)負載的峰谷差值小的情況。但是在現(xiàn)實生活的使用之中也有很多的限制。例如所選代表日之中的線損率的值與月度，季度，年度線損率的要求不同；如果需要計算支線和干線的均方根電流，只會采用代數(shù)加減負的方法，考慮不到負荷曲線的形態(tài)以及不相同的負荷功率因數(shù)的區(qū)別。均方電流法的最大優(yōu)勢是：計算方式簡便，可以根據(jù)每天的負荷的電流或者有功功率，無功功率，電壓，配變額定容量，參數(shù)等數(shù)據(jù)計算均方電流值，便于使用電腦進行計算。缺點是不一樣的代表日選擇會有不一樣的結(jié)果，計算得到的結(jié)果和實際值相比存在很大的差異。因此，通過對均方根電流的進一步改進，形成了容量共享均方根電流法和功率共享均方根電流法兩種方法。如果配網(wǎng)表裝置配備齊全，每臺配變均可計量用電量。適用于采用第二種方法根據(jù)配電變壓器的實際功耗分配均方根電流。這避免了均方根電流根據(jù)額定容量分配的第一種情況。1.3.2平均電流法平均電流法也能夠被稱之為形狀系數(shù)法，是一種由上述電流法和平均電流在數(shù)學(xué)上的的等效聯(lián)系，在均方根電流法的基礎(chǔ)上形成的損耗計算方式。平均電流法的物理概念為，流過線路的平均電流同時產(chǎn)生與實際負載相同的功率損耗。平均電流法的基礎(chǔ)思路為電網(wǎng)中的平均電流同時消耗與所有電力負荷損失相同的電量。式中：公式里ΔA是電路中能量的損失，R是電力器件的電阻值，t是傳輸線路運行的小時數(shù)，IAR是網(wǎng)絡(luò)中的平均電流，K是形態(tài)系數(shù)。計算形狀系數(shù)K的方式是：其中iif是所選日一天內(nèi)通過電流的均方根的數(shù)值，iar是在選定一天的時間內(nèi)電流的的平均值。假設(shè)有無功，無功電量和電壓值，公式也可以寫成：公式里Aa是選取的代表日里產(chǎn)生的有功電量，Ar選取的代表日里產(chǎn)生的無功，Uar是選定日的電壓平均值。計算輸電線路電量損失的式子是：公式里Aa是流經(jīng)電路器件等效電阻的有功電量加在一起的總和，Ar則是無功電量，R是電力器件的阻值，Uar是電路中電壓的平均值，t是線路運轉(zhuǎn)的小時數(shù)，形狀系數(shù)k按負荷曲線f和最小負荷率進行計算。平均電流法的優(yōu)點是在現(xiàn)實生活中可以獲取準確的電量，在參數(shù)的獲取上更加的方便，得出的數(shù)據(jù)相對來說比較正確，精確度很高。缺點是形狀系數(shù)不易確定，沒有測量記錄的配電變壓器計算誤差較大。1.3.3最大電流法我們在生活中也可以把最大電流法叫做為損耗因子法，這種方法是由均方根電流法導(dǎo)出的功率損耗計算方法。其中應(yīng)用了均方根電流與最大電流值在數(shù)學(xué)上的等效關(guān)系。它的物理概念為，流過線路的最大電流同時產(chǎn)生與實際負載相同的功率損耗。最大電流法的基礎(chǔ)思路為電網(wǎng)中的最大電流消耗的電量與所有電力負荷在同一時間內(nèi)的損失相同。式為：公式里ΔA是在電能傳輸線路上消耗的功率，t是傳輸線路運行的小時數(shù)，imax是通過傳輸線的最大電流，R是傳輸線電力器件的電阻值，F(xiàn)是傳輸線路的損耗因數(shù)。由下列公式可得F：其中：Iif是所選取的代表日子的均方根電流，IAR在選取的那一天負載電流的平均值。損耗因數(shù)F的值與配電線路中中負載的大體構(gòu)成情況，損耗的種類以及負荷曲線形狀有較大的的差別，特別是負載率f，通過對大量數(shù)值的分析，我們可以得知損耗因子F與呈拋物線和直線之間的關(guān)系，即：其中：β是與配電網(wǎng)中負荷的曲線及其特性有關(guān)的確定的數(shù)值，一般在0.1-0.4之間。計算損失因子F的方式有三種類型.一為采取數(shù)學(xué)中統(tǒng)計的方式來得到F(f)相近的公式，二為用理想中的負荷曲線的特點性質(zhì)推導(dǎo)出F(f)，三為利用積分的方法積分的方式獲得F(f)。關(guān)于第一種方式，國內(nèi)的科學(xué)家以兩條理想中負載曲線為極限情況，通過不斷的探究發(fā)現(xiàn)了以下的公式：式中，F(xiàn)是損失因數(shù)，f是負載率，β是常數(shù)。關(guān)于第二種方式，F(xiàn)損耗因子采用二項式進行近似計算。利用二項式，法曼·詹森得到式中，F(xiàn)是輸電線路損耗系數(shù)，f是負載率。1928年，美國布勒由二項式得：式中，F(xiàn)是輸電線路損耗系數(shù)，f是負載率。。上世紀70年代，在沈陽被廣泛使用：式中，F(xiàn)是輸電線路損耗系數(shù)，f是負載率。。在20世紀70年代，在上海被廣泛使用：式中，F(xiàn)是輸電線路損耗系數(shù)，f是負載率。。用多項式可得：式中，F(xiàn)是輸電線路損耗系數(shù)，f是負載率。。最大電流法的優(yōu)勢是需求的數(shù)據(jù)量較少，只要有最大日電流以及損耗因數(shù)的數(shù)據(jù)就可以計算功率損耗，便于計算機編程計算。這種方法的缺點也比較明顯缺點：損耗因數(shù)的獲取比較困難，負荷曲線也不是完全相同的，配電線路的構(gòu)成以及負荷特征不一樣，得到的損耗因數(shù)也不同，這種狀況下一般不能夠使用。所以，當采用這種方法時，需要依據(jù)現(xiàn)實的狀況算取損耗因數(shù)，計算精度低。1.3.4等值電阻法等值電阻法也是以均方根電流法作為它的基本運算。等值電阻法的物理概念為，在配電網(wǎng)絡(luò)的源頭，假設(shè)一個等值線電阻，線路出口總電流產(chǎn)生的電能損耗等于配電網(wǎng)絡(luò)每一段中，分段的電流流經(jīng)分段的電力器件電阻在電能上的消耗之和。等值電阻法在理論上來說是相對完整的的，與均方根電流法相比。它解決了很多均方根電流法解決不了的問題。在不采集運行數(shù)據(jù)的情況下，通過計算機編程容易計算功率損耗，只和電力變壓器的額定容量和分段線電阻有關(guān)。它的缺點為：必須假定條件，這對結(jié)果的精準程度會有較大的影響。本文之后對此方法進行了深度的探究，在此不多贅述。1.3.5潮流法潮流法是傳統(tǒng)線路損耗計算方法中精度最高的方式。配電線路潮流法的基礎(chǔ)單元為饋線，推導(dǎo)配電線路的狀態(tài)變量，即饋線上每一條母線上的有功值或者電壓值是其最基礎(chǔ)的。常規(guī)潮流方法包括損耗加法，方法，等效節(jié)點功率法，迭代法，PQ分解法，正向法等。隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，電路節(jié)點的量非常大，采集全部的數(shù)據(jù)是非常困難的，所以傳統(tǒng)的線損計算的方法已經(jīng)不適合現(xiàn)在的狀況了，需要對現(xiàn)有的方法進行改良，需要探索出一種新的潮流計算方式。改良后的潮流計算方式采用前推回代法，基于間隔算法的三相潮流計算法，改進迭代法以及匹配潮流法等等。新的計算方法需要進一步的研究和逐步的實際應(yīng)用。由于牛頓一拉夫遜潮流算法幾乎在所有配電線路中都著很好區(qū)間收斂性，所以，從理論上講，該方法的精確程度相對較高。潮流法是已知電路中的功率大小，然后推算出電流以及電壓，因此，如果知道配電線和變壓器的損耗，以及電力變壓器的空載時的能量損失，可以得到整個配電網(wǎng)的功率損耗。其中的某個時間段的功率損失計算可歸因于每日能量損失計算。一天內(nèi)線路電量損失的計算方式包含兩個類型：（1）功率法，依憑每個小時發(fā)電機產(chǎn)生的電壓的數(shù)值、電流通過負載時產(chǎn)生的有功以及無功的數(shù)值、網(wǎng)絡(luò)頂部結(jié)構(gòu)和電路器件的參數(shù)對潮流進行計算，得到每一個節(jié)點處的電壓值，進而計算各個支路上產(chǎn)生的電能損失。增加分支所產(chǎn)生的損失相加就是整個網(wǎng)絡(luò)的損失。在24小時內(nèi)的損失之和即是一天的線路電能損失。（2）電量法，因為電能表的精確程度與功率表相比精準的多，所以如果可以用電量進行計算的話，獲得結(jié)果的準確程度就會有很大的提高。它的基礎(chǔ)思想是，把每天24小時中配電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處的負荷依據(jù)對應(yīng)的總功率轉(zhuǎn)換成負荷以及分配的系數(shù)，然后把具有代表性的天數(shù)的產(chǎn)生的電量和對應(yīng)的負載和分配系數(shù)相乘，得到24個小時里每一處節(jié)點上負載通過電流后產(chǎn)生的有功和無功，用潮流法對這些數(shù)據(jù)進行運算。其它的計算過程與功率法基本一致。在實際應(yīng)用中，如果可以采集到一個月內(nèi)詳細的數(shù)據(jù)，則把一個月分為31×24=744個分開的時間段落，每一段再使用潮流方法運算一次，即選取得代表是整個月份，可以稱之為一個完全的潮流計算方式。假如一個月內(nèi)數(shù)據(jù)采集的不夠充足，可使用具有代表日的潮流計算方式。潮流法的優(yōu)勢是為擁有較高的精確度，缺陷是必須采集到大量的足夠多的數(shù)據(jù)，如果網(wǎng)絡(luò)有太多的組件和節(jié)點，或者表格不完整，都會對運算結(jié)果造成較大的影響。1.3.6最大負荷損耗小時法這種線路損耗計算的的物理概念為，在一個計算周期T中，最大負載電流的功率耗損與時間T內(nèi)負載電能的損耗相同。該算法可以綜合考量配電線路設(shè)計中的很多主要因素，從而挑選出最適合，最具有經(jīng)濟性的方法。線損并不是它考慮的主要因素。因此，其缺陷是精度不高。1.3.7模型法統(tǒng)計統(tǒng)計模型法又稱回歸分析。該方式是取線損值中有代表性的那一部分和特征參數(shù)當做回歸分析的案例，并在數(shù)學(xué)上建立方程。此方法可以在不計算線路損耗的情況下，如果電網(wǎng)的構(gòu)成和運轉(zhuǎn)過程中參數(shù)產(chǎn)生了改變，就可以快速計算線路損耗。這樣可以盡量少用原始數(shù)據(jù)，達到一定的線損計算精度，并且回歸方程可以清楚地指出損失減少的方向。1.410kV配電網(wǎng)線損研究方法的選擇線路損耗計算的方式分為很多不同的類別，如平均電流法、等效電阻法和潮流算法等等。由于10kV配電臺區(qū)多條支線的影響及配電變壓器二次側(cè)負荷波動，理論線路損耗值難以準確計算，其中潮流算法計算過程復(fù)雜，難以獲得準確數(shù)據(jù)。一般不會考慮采用。等值電阻法的基礎(chǔ)是均方