摘要:为了更好地了解县级供电企业线损管理工作以及指导下一步线损管理,某省电网公司开展了区域县级供电企业线损管理对标评价工作,通过线损管理评价体系的建立,形成一套具有地方特色的线损管理评价方法,为后续降损提供指导性意见。本文从线损管理对标评价体系的指标选取选取、指标对降损的作用和对评价结果的影响的角度分析,全方位地挖掘影响线损的指标和分析不同指标在线损管理以及降损过程中的作用。通过对线损管理对标评价体系的结果分析可知,比较符合全省县级供电企业的线损管理情况,说明了体系和指标选取的正确性与合理性。
关键词:线损管理;对标评价体系;指标选取;降损
Index Analysis of BasedonEvaluationSystemofLineLossManagementforPowerSupplyEnterprisesattheCountyLevel
LIUZhengchao1,XU Guozhi2,LI Jian3,WANG Yanjie2,ZHAO Kunming2,LIN Chaobin2
(1.Guangdong Power Grid Corporation, Guangzhou 510080, China;2. HY Power Technology Co., Ltd, Guangzhou 510075,China;1.Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Corporation, Guangzhou 510080, China)
Abstract:In order to better understand the line loss management work for power supply enterprises at county level and guide the next step line loss management, a provincial power grid carried out work of the line loss management on standard evaluation for power supply enterprises at the regional county level by establishing the evaluation system of line loss management, therefore formed a set of evaluation method with local characteristics of line loss management, provided guidance suggestion for subsequent loss reduction. To explore the indicators that affect line lossand analysis the function of different indexes in line loss management and reduction comprehensive, we analyzes the index selection of line loss management standard evaluation system,the effect of the index on loss and the impact on evaluation results.From results of evaluation system of line loss management, it can be known that this system conforms to line loss management of provincial power supply company, and explains the correctn ess and rationality of system and index selection.
Key words: Line loss management; Standard evaluation system; Index selection; loss reduction
1引言
线损是反映电网运行的重要指标,经常作为员工考核以及同其他供电企业相比较的重要指标。一般从电能产生至电能消耗过程中,由于输配电过程中的管理和设备、线路本身等因素,电能在输配各个环节均会产生一定的损耗和损失,线损电量与供电量的比值的被称为线损率[1]。
线损率是衡量各供电企业线损管理水平高低的重要指标,电网网架的合理性、系统运行的经济性、运行管理的科学性和技术设备的先进性等于线损率的大小有着密切的关系。线损管理对标评价体系指标的高低对供电企业规划、技术管理、经营管理、计量管理等从多方面综合管理水平的考研。因此,供电企业降低线损,提高供电企业经济效益需要建立一套科学、完整、严谨的线损管理体系。
本文是在开展线损管理对标评价工作之前,对于影响线损的因素进行梳理,深度挖掘各个影响因素,为后期线损管理对标评价体系的建立提供依据,同时,本文也会用线损管理对标评价体系的结果,来分析指标的合理性与正确性。
2线损构成与分类
2.1线损构成
根据电力工业生产统计标准知,供电量与售电量差值得到电量实际损耗量。线损电量反映了电网管理
与经济运行情况,是一个综合性的指标。如下式2-1所示:
(2-1)
式中 为损耗电量,是指电力企业在生产经营过程中投入的全部电量,分别包括一下电量:
(1)发电厂上网电量:是指发电厂上网电量,表示为 ;
(2)外购电量:指供电企业向地方电厂、其他企业的自卑电厂等购买的电量,表示为 ;
(3)相邻电网交换的电量:指地区相邻电网之间的电量交换,供入表示为 ,供出表示为 ;
上式中 表示供电量,可以得到如下式2-2所示:
(2-2)
上式中 表示供电企业的售电量,是指卖给用户和电力企业供给本企业电力生产的电量。线损率公式如下式2-3所示:
(2-3)
线损原因由众多因素构成,将在下文进行分析。
2.2 线损分类
线损按种类可分为理论线损、管理线损、经济线损、统计线损和定额线损等,根据产生原因也可分为可变损耗、固定损耗以及不明损耗[2]。在电能传输与分配的过程中,当由电网所带负荷情况和输配电设备的参数决定、无法规避、正常合理的电能损耗被称为理论线损,理论线损可以通过理论计算得出,因此也称为技术线损,又被称为不可控损失。
在供电企业生产营销的过程中,各种计量装置与表计的误差和人为影响及其它不明因素造成的电能损失被称为管理线损,又被称为可控损失。
统计线损是根据安装在不同地方的统计电能表的读数计算出来的,即供电量与售电量之间的差值,统计线损又被称为考核线损或实际线损,是上级供电企业对下级供电企业考核线损计划指标完成情况的唯一依据。
统计线损在数值上等于理论线损与管理线损之和。经济线损指的是对于设备状况固定的线路,理论线损并非是不变的数值,而是会随着负荷和潮流分配等的变化而变化,因此,在理论线损变化的区间内,就存在一个值,使得线损率最低,这个相对最低的线损率就是经济线损,对应的电流称为经济电流。定额线损也称目标线损,它是电力企业一段时期内的一个为努力争取的目标值,经过上级批准而作为对线损管理部门考核的线损率。目标线损是由电网线损的历史值、当前实际水平结合下一考核期电网结构、负荷潮流变化等预测以及降损措施安排所综合性得出的一个值,目标线损也不是一个固定值,高度依赖历史值和当前值以及后期的规划值。
图1 配电网线损的分类及其相互关系
3.基于线损管理对标评价体系的线损指标分析
电能从发电厂发出经过升压变电站、高压输电线路到配电网(降压变电站和中低压电网线路)最后到用户端。无论电量通过的变压器还是输电线路都会有电量的损失,有电量的损失是必然的,但过大的电量损失除了一些技术原因,还包括管理的原因,而前期的规划对后期线路设备运行也有一定影响,例如输电线路过长等。因此,本文综合考虑电量损失的整个时期过程,从规划降损、管理降损、运行降损、技术降损[3]四个方面来选取评价体系指标并分析指标对线损的影响。
3.1 规划降损维度指标分析
该维度侧重从网架结构评价线损管理水平,主要选取指标包括供电半径合格率、容载比、变电站无功配置情况、10kV配变无功补偿率、导线截面过小占比共5项。因此,本小节从该五项指标分析其对于建立线损管理对标评价体系的必要性。
(1)供电半径合格率:首先,参照南方电网《110千伏及以下配电网规划技术原则》,对供电区域进行划分。根据相关标准,主要考虑主干线长度,主要按照10kV供电半径≤15千米、0.4kV供电半径≤0.5千米进行划分,并且按照供电分区进行细分。其次,考虑供电线路越长,则线损损耗越大,如下式所示:
(3-1)
过长的线路或者过高的供电半径不合格率,将对线损有较大影响。
(2)容载比:是某一供电区内变电设备总容量与供电区最大负荷(网供负荷)之比,它表明该地区、该站或该变压器的安装容量与最高实际运行容量的关系,反映容量备用情况。当容载比过高或者过低,则从侧面反应了部分设备的重过载情况,例如线路、变压器过载,可能不经济并且损耗加大。
(3)变电站无功配置情况:对变电站进行适当的无功功率补偿,可以稳定电力网络的电压,提高系统的功率因数和电力设备的利用率,同时减小电力网络有功功率损耗和有效提高线路输电能力,平衡电网的三相有功功率,为电力系统提供稳定的电力支撑,提高系统运行的安全性及可靠性,也是电网中重点采用的节能措施[4]。变电站进行无功补偿时,应满足最大负荷时,功率因数满足相关要求,一般按主变压器容量的10%~30%进行配置。
(4)10kV配变无功补偿率:由于配变量多面广,其负荷具有时变性、多样性及三相不对称性。因此,其部分指标的不正常或者起不到支撑的作用,则会对用户产生较大的影响。在配变低压侧安装无功补偿装置可以提高电压质量、降低网损、改善功率因数[5]。配变无功补偿合格标准建议按变压器容量的20~40%配置。
(5)导线截面积:由于导线截面积与电阻有关,但又考虑到经济性,因此,在评价体系中参考南网导则,按照负荷密度的区间分布A、B、C、D、E、F类地区,A、B、C、D类地区“主干线截面偏小”指架空导线截面小于150mm2,电缆导线截面小于240mm2; E、F类地区“主干线截面偏小”指架空导线截面小于120mm2。
3.2 管理降损维度指标分析
该维度侧重从营销管理方面评价线损,主要选取指标包括老旧电能表比例、计量故障差错率、线损异常率、线损异常处置率、四类终端数据采集完整率共5项。
(1)老旧电能表比例:在选择评价体系指标时,考虑到老旧电能表在计量精度以及同步时间上可能对线损管理造成一定影响,因此考虑老旧电能表主要包括南方电网公司淘汰范围内的DD28型、DD86型感应式电能表,同时考虑运行时间超过10年的电能表。
(2)计量故障差错率:电能计量的准确可靠关系到供电企业和客户的切身利益,它影响着电力企业电费的及时回收和线损的准确计算。计量故障差错率是指计量器具在使用中发生故障的比例。
(3)线损异常率:线损异常率包含10kV分线线损异常率和0.4kV台区线损异常率。线损异常主要是由于管理不善和失误等原因造成的,使配电线路或配变台区的线损率超出合理线损率指标范围,从而认定该线路或配变台区线损异常。而综合线损异常率则是存在线损异常的线路与台区数量之和占管辖范围内所有线路与公用配变台区总数量的比率[6]。
(4)线损异常处置率:线损率出现异常时,必须查明原因,并及时处理异常情况,使该线路或公用台区恢复正常的线损率,从而降低管理线损。
(5)四类终端数据采集完整率:包含厂站电能量终端,专变负荷管理终端,配变监测终端和集中器数据终端。该四类终端数据的采集是部分地区电量的主要来源及数据来源,因此,其完整率也非常重要。按照广东电网的考核标准:要求厂站电能量终端数据采集完整率≥97%,专变负荷管理终端、配变监测终端、集中器数据采集完整率≥95%。
3.3 运行降损维度指标分析
该维度侧重从电网运行方面评价线损管理水平,要选取指标包括线路重过轻负载比例、配变轻重过载率、功率因数合格率、综合电压合格率、母线电量不平衡率的合格率共5项。
(1)线损重过轻负载比例:该项指标反映线路运行情况的指标,共分为线路轻载率、线路重载率、线路过载率三类。线损无论处在哪种状态,都会增加线损以及不经济。其中:过载指在正常运行方式下,以线路载流量为基准值,馈线电流超过基准值100%且持续时间超过半小时以上;重载指在正常运行方式下,以线路载流量为基准值,馈线电流超过基准值80%且持续时间超过半小时以上;轻载指在正常运行方式下,以线路载流量为基准值,馈线电流小于基准值20%且持续时间超过半小时以上。
(2)配变重过轻负载比例:该指标是反映配变运行情况的指标,共分为变压器轻载率、变压器重载率、变压器过载率三类。与线路重过轻类似,只是在计算时,按配变负载率计算。
(3)综合电压合格率:是指实际运行电压在允许电压偏差范围内累计运行时间(分钟)与对应总运行统计时间(分钟)的百分比。我国的供电质量标准要求,220V终端电压允许在额定范围的-10-+7%波动;10kV、35kV终端电压允许在额定范围的±7%波动;110kV、220kV终端电压允许在额定范围的-3-+7%波动。
(4)功率因数合格率:是指变压器或者馈线功率因数合格的数占总数量的比例,按照南网要求10kV馈线功率因数在95%及以上合格。功率因数的过低是由于无功功率的不足,则也会导致线损的增加。
(5)母线电量不平衡率:母线电量不平衡是指变电站变压器低压侧进入母线的电量和母线各路出线电量和之差。母线不平衡率的统计和分析是开展分压线损管理中输入电量统计需要考虑的要素之一,是检验计量系统是否准确的重要手段,引入母线不平衡率的分压线损率统计方法可减少分压线损率统计中的偏差。通过分析统计线损率与理论线损率的差异,更好地实施线损率指标考核,在相应电压等级中挖掘更多的降损空间[7]。
3.4 技术降损维度指标分析
该维度侧重从设备角度评价线损管理水平,主要选取指标包括有载调压主变比例、节能主变比例、老
旧设备比例、高损配变比例共4项。
(1)有载调压主变比例:有载调压变压器即是可以在带负荷的条件下调节变比的变压器,反映电网整体有载调压水平情况。随着用电负荷的提高以及用电性质的复杂化,致使电网的无功功率不足和无功分布不尽合理,从而造成系统电压下降。电压的波动和无功负荷的变化直接影响电网电能质量,因此涉及到电压如何调整,无功补偿装置的正确投入,无功电压优化等方面的技术问题。现今变电站的主要调压手段就是通过调节有载调压变压器分接头的位置和控制无功补偿设备来达到无功优化、提高电网电压和降低线损的目的[8]。
(2)节能主变比例:中国能效标准1级定在S11的水平,2级定在S10的水平,3级定在S9的水平。节能主变指在S11水平及以上。电能损耗在整个电力系统中,主要分为线路与变压器损耗,因此节能主变对于降损至关重要。
(3)老旧设备包括老旧配变、老旧线路等。按20年以上统计各类设备所占台数(或长度)比例情况。一些老旧设备的更换可能需要一定的投入,但是带来的效益也是明显的,因此,在技术降损方面,评价体系考虑了老旧设备。
(4)高损配变比例:配电变器应优先选用S11型系列变压器,运行中的S9型高损耗配电变压器应逐步更换为低损耗配电变压器,S9级以上低损耗变压器比率是评价县网项目对环境影响的重要指标之一。高损耗配变比例即为S9及以下等级配变容量占公用配变容量比例。
线损管理评价体系,主要从上述19个指标中分析权重,对不同地区进行评价,找到在线损管理方面的不足,为降损指明方向。
4、基于线损管理对标评价体系的降损措施
通过本次线损管理对标评价工作,针对部分地区评价得分偏低的意见为:
(1)加强线损对标管理工作的宣传与培训。在线损对标工作,存在部分县区级单位人员业务不熟、数据难以收集以及数据质量难以保障等问题,需加强线损对标管理业务的宣贯与培训工作。
(2)改进完善线损对标评价分析模型。线损管理涉及的管理和技术等多方面影响因素,在线损管理对标分析模型方面,需加强两个方面的改进:一是管理分析维度的全面性与合理性,即所选取的分析指标是否能代表线损管理的主要特征以及全面特性;二是各类权重系数的合理制定,需结合实际工作情况进一步合理优化,其中部分细节参数需进一步改进。
(3)建立线损对标管理的长效工作机制。为更好地实现线损精益化管理目标,对于线损管理对标工作需要建立专项的工作小组,完善落实线损管理体系,做好线损专、兼职人员的工作分配和技能提升,结合多类线损指标分析出非正常线损变化的原因所在,针对这些原因提出降损的具体措施。
(4)配套开展相关科研工作,提升线损管理技术水平。鉴于此次报告分析深度需求,对于每个节能降损措施都可以展开进行进一步的论证和研究,能够较大程度提高基础数据的分析深度和应用水平。建议在条件允许的情况下,成立专门的技术工作组,组织相关技术专家开展一些节能降损子课题的研究。
5、总结
根据线损管理对标评价结果,电网公司将对各县区级供电企业线损管理状况进行初步评估,明确降损重点单位及方向;后续将结合实际情况进一步修编、完善评价标准,确保评价结果更为合理准确,并建立线损对标工作的长效机制。本文主要分析在线损管理体系中各个指标的选取原则以及其对线损的影响,使整个体系更加明确有依据。
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作者简介:
刘正超(1978-),男,广东省广州市,高级工程师,工学硕士,从事继电保护运行管理工作。E-mail:liuzhengchao@tsinghua.org.cn。
徐国智(1984-),男,广东省广州市,高级工程师,工学硕士,主要从事电力系统分析。电话:13480257192,E-mail:1656329505qq.com。
王延杰(1990-),男,河南省息县,工程师,工学硕士,主要从事电力系统仿真分析。电话:15001816383,E-mail:wang1452236658@163.com。
论文作者:刘正超1,徐国智2,李健3,王延杰2,赵昆明2,林
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/7
标签:线损论文; 电量论文; 指标论文; 电网论文; 线路论文; 变压器论文; 终端论文; 《电力设备》2017年第23期论文;