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摘要：降低电网电能损耗，提高供电企业经济效益，是供电企业致力解决的共同问题。本文通过对电网负荷较大代表日理论线损计算结果的线损分压和分元件构成情况分析显示10kV及以下配电网是电网的重损层，随后分析了产生重损的原因，最后从配电网科学规划布局、经济调度运行和精益运维管理三个方面探讨了配电网技术降损措施。
关键词：配电网 分压损耗 分元件损耗 重损层 技术降损
1 引言
电能损耗是电能通过存在电阻和电晕的输变配电设备时，转化为热能并消散在周围介质中。电能损耗简称为线损[1-2]，是供电企业一项综合性的经济指标，是企业利润的重要组成部分，其大小取决于电网结构、技术状况、运行方式和潮流分布、电压水平，以及功率因数等多种因素，它不仅反映电网的运行管理水平，同时还受电网的规划设计，以及电网建设的制约[3]。
配电网线损分为技术线损和管理线损两部分[4]。技术线损又可称为理论线损，是指配电网中不同元件电能损耗的总和，基于配电网设备参数及运行数据通过理论计算方法获得。技术线损包含可变损耗和不变损耗，主要通过技术降损措施减少损耗。管理线损指因计量误差、故障及抄收时漏抄、错抄等造成数据误差、偷窃电损耗电量等，主要通过提高管理水平减少损耗。
本文基于电网负荷较大代表日理论线损结果分析该电网线损分压和分元件的构成情况，以找出电网的重损层，分析其产生重损的原因，并从配电网规划布局、调度运行和运维管理三个方面探讨配电网技术降损措施。
2 配电网线损构成及重损原因分析
在负荷代表日根据电力负荷和配电网电气参数可理论计算获得电网分压线损、分元件线损和分线路线损情况，为技术降损提供参考。以某电网为例，该电网负荷代表日当天处于电网正常运行网络，当天最大负荷为1078.49MW，为该电网历史最大负荷的88.34％；当天供电量为22242.48MWh，为最大负荷日供电量的96.87％，能够代表该电网较大负荷水平。
2.1 线损分压构成情况
根据该电网负荷较大代表日理论线损计算结果得知各电压等级损耗电量占总损耗电量的比例如图1所示。
图1 该电网代表日损耗电量分压构成情况
由图1得知：400V及以下损耗电量占区域电网总损耗电量的41.0%，此电压层损耗电量最大。10kV损耗电量占总损耗电量的32.7%，位居第二位。将此两层损耗电量合称为10kV及以下损耗电量，将占总损耗电量的73.7%，说明10kV及以下配电网是重损层，是电网降损的重点层，主要因配电线路和配电变压器在电网中数量多、导线长、电压相对偏低所致。
进一步对10kV配电线路线损率分布情况统计分析发现：线损率大于3%的配电线路有183条，占线路总数的51.8%，其中城市配电线路29条，农村配电线路154条，相较而言农村配电线路重损现象更加严重。
2.2 线损分元件构成情况
根据该电网负荷较大代表日理论线损结果得知各电压等级分元件损耗电量占比如图2所示。
图2 该电网代表日各电压损耗电量分元件构成情况
由图2可知：全网线路损耗电量占比达到70%，变压器损耗电量占比为27.2%，因此线路和变压器是全网中最主要的电能损耗元件。10kV层配电线路与变压器损耗电量相近，分别占51.6%和46.5%，也是本层最主要的损耗元件；400V及以下损耗电量全部来自于线路损耗。
10kV及以下网络出现重损的原因主要有：（1）因负荷增长较快，而老旧线路和配变变压器等配电设备改造速度滞后，致使部分线路或配电变压器在大负荷期间出现重载甚至过载现象；（2）受变电站布点和负荷分布影响，导致10kV配电线路供电距离过远；（3）配电网无功补偿配置容量不足，无功电流在配电网中“流动”，致使无功难以就地平衡；（4）部分10kV台区低压线路供电半径大、线路老化严重、线径小、功率因数低、严重三相不平衡，且低压负荷受天气和季节变化影响较大，低压配电网运行经济性较差。
3 配电网技术降损措施
配电网由架空线路、电缆、配电变压器、无功补偿器、隔离开关、断路器、杆塔及一些附属设等组成。本文结合10kV及以下配电网产生重损的原因，在管理线损水平较高的基础上，提出以下技术降损措施来降低配电网电能损耗。
3.1 配电网科学规划布局
（1） 合理缩短供电半径。分析现有配电网网架结构，预测未来负荷增长趋势，结合电源点分布情况，将电源布置在负荷中心，避免迂回供电、近电远送等，在负荷较重区域可多布点，缩短供电半径，改善供电质量，有效降低电能损耗。10kV配电线路供电半径宜控制在15千米内，400V及以下线路供电半径宜控制在500米内。
（2） 合理选择导线截面。配电线路的电能损耗主要来源于导线的电阻大小，而导线电阻与导线截面积成反比，即截面越大，导线电阻值越小，其电能损耗也越小，因此应根据导线经济电流密度进行选择，实现经济性最优。
（3） 合理布点配电变压器。根据低压用户分布和现场通道情况，尽量将变压器安装于负荷中心或重心，并根据负荷大小选择合适的容量，避免轻载或重载，并选择节能型变压器型号。同时，以三相四线制方式增加低压侧出线，以便负荷电流三相平衡，减少电能损耗。
（4） 合理接入分布式电源。随着国家政策对清洁能源并网的大力支持，越来越多的小型分布式电源接入到配电网中，若接入位置和方式选择得当，将对降低配电网线损起积极作用，因此应对分布式电源接入配电网的位置和方式进行科学计算，经济性对比分析，降低分布式电源接入配电网产生的损耗。
3.2 配电网经济调度运行
（1） 制定经济运行方式。在保证配电网安全稳定可靠运行的前提下，根据负荷变化规律和负荷预测及时调整配电网运行方式，通过合理控制配电网潮流和经联络开关调整配电网负荷分配，降低配电网损耗，提高配电网运行经济水平。
（2） 适当提高运行电压。配电网线路和变压器损耗与运行电压成反比，即运行电压越高，电能损耗越小，因此在保证配电网电压不越限的情况下，尽量提高配电网运行电压，可降低配电网损耗。
（3） 配电变压器经济运行。由理论线损计算结果可知配电变压器损耗占总损耗电量的46.5%，是配电网损耗的主要“贡献者”之一。经计算可知当配电变压器负荷率在60%左右时损耗最低。因此在保证供电可靠性的基础上，可停运季节性空载或轻载变压器，减少配电变压器损耗。同时在大负荷时期应合理调配负荷，避免变压器重载或过载，减少变压器损耗。
3.3 配电网精益运维管理
（1） 加强老旧设备改造。对老化严重、线径偏小的配电线路进行扩径增容改造，淘汰老旧高耗能选用新型节能配电变压器，提高线路和配电变压器供电能力及降低损耗。结合配电网升级改造和老旧小区改造项目，对台区及低压线路实施整片改造，合理选择低压线路供电路径，消除迂回供电现象，缩短供电半径，合理选择导线截面和线制方式，尽可能减少配电变压器轻载和重过载现象。
（2） 加强无功补偿管理。完善用户无功补偿自动监测功能，加大力度对高压供电用户功率因数不达标考核，实现无功负荷就地平衡。根据无功负荷情况和损耗程度，逐年在线路或公变台区加装无功补偿设备，可采取分散补偿、集中补偿或两者相结合的方式，并根据电压情况实现电容器的自动投切，提高线路末端电压和功率因数，降低配电网因无功不足产生的损耗。
（3） 三相不平衡度调整。目前，公变台区已实现低压侧负荷实时监测，运维人员可利用此功能对三相不平衡率大于25%的公变台区负荷进行分析，发现其三相不平衡规律，通过改接低压侧负荷或加装低压三相不平衡调节装置，改善配电变压器三相不平衡状态，降低配电变压器因三相不平衡产生的损耗。
（4） 配电设备定期检修。在春、秋季检修黄金时节，按计划、分步骤的对配电网线路和设备进行登杆检查，清扫绝缘子表面污秽、更换不达标绝缘子，重拧接头等，以提高设备健康水平、减少漏电现象和降低接触电阻，从而降低配电网损耗。
4 结束语
配电线路和变压器损耗是配电网损耗的主要“贡献者”，可通过配电网科学规划布局、经济调度运行和精益运维管理等技术措施来降低配电网技术损耗，提升配电网经济运行水平，提高供电企业经济效益。
参考文献
[1]贺先豪,彭建春,龚演平.配电网降低线损的误区研究[J].电力系统保护与控制,2010,38(1):96-99
[2]DL/T686—1999．电力网电能损耗计算导则[S]．中华人民共和国电力行业标准，1999．
[3]赵全乐.线损管理手册[M].北京：中国电力出版社，2007.
[4]胡炜全.中低压配网线损分析及降损措施探讨[J].科技与创新,2016(5):141.
[5]柯青峰.配电网线损分析法[J].东北电力技术,2006,27(6):31-33.
论文作者:郑永伟
论文发表刊物:《防护工程》2017年第29期
论文发表时间:2018/2/8
标签：配电网论文; 负荷论文; 电网论文; 电量论文; 变压器论文; 线路论文; 线损论文; 《防护工程》2017年第29期论文;