基于SADA和GIS的理论线损的研究和实践

一． 概述
   电力生产三大指标是安全、优质和经济，线损率是表征电力工业经济效益和技术管理水平的综合性指标。线损有统计线损和理论线损，二者的差异是由于计量装置误差、漏抄、 错抄、违章用电和窃电等因素引起。通过理论线损计算便于运行管理部门进行分析，从而采取切实可行的降损措施，以达到最大的经济效果。
    理论线损还为线路技术改造提供理论依据，当理论线损和统计线
损都超过正常线损率许多时，说明该线路存在技术上不合理的因素，
需进行技术改造，理论线损为计术改造提供了各线段各变压器损耗的
理论依据。
二． 基于SCADA的实时理论线损
    以住的理论线损计算，在电流数值的采集上，均采取近似方法，如典型日法：采用代表日的数据进行计算，代表日每小时内负荷不变，计算结果进行修正后，代表一个月的线损。
    现在，几乎所有的供电局均实现了调度自动化，甚至变电所实现无人值班，在调度端可采集到大量的实时数据。如我局的SWJ-700型SCADA/EMS调度系统，对变电所各端口传输上来的电流、电压、功率除了实时显示外，还以5min一次的频率进行实时数据的保存。
    经测试和资料表明，5min一次的实时数据，完全可以代表电力系统运行状态。用这个数据进行10KV配网的完全、实时理论线损，相对于典型日法，无疑是一大进步，其得到的理论线损，向实际线损又大大地接近了一步。
三． 实时理论线损的研究情况
    根据目前的资料表明，国内在开展实时理论线损研究的线路，主要是35KV及以上的线路，应用在10KV配网上的几乎没有。出现这种情况的根源，在于10KV配网与35KV及以上的输电网的特点有很大的区别：
1． 35KV及以上的电网的特点
（1）.35KV及以上电网线路参数据稳定
一般来说，35KV及其以上的线路，线路结构简单，极少有分支线路，从一个变电所出来后，直接进入另一电压等级的变电所。线路建成后几年，甚至几十年，其线路及主变参数均不会改变。因此，对于35KV及以上线路，建成后在调度端进行相应的线路模型的数据输入，就可以一劳永逸
（2）.理论线损计算与线路的运方无关
35KV及以上输电线路，在线路出口端及主变侧均可获得实时数据，因此，其理论线损的计算与其运行方式的改变无关。以进入我局35KV庄市变的两条35KV线路：静庄3994线、渔基3593线为例。

其理论线损计算公式如下：
ΔA3994=3I2jf3994R3994T*10-3(kw)
ΔA3593=3I2jf3593R3593T*10-3(kw)
ΔA#1变=ΔP0#1+ΔPk#1(I2jf#1/I2e#1)
ΔA#2变=ΔP0#2+ΔPk#2(I2jf#2/I2e#2)
说明: ΔA3994、ΔA3593为静庄3994线、渔基3593线导线线损；
R3994、R3593为静庄3994线、渔基3593线导线直流电阻；
Ijf3994、Ijf3593为静庄3994线、渔基3593线出口端均方根电流；
ΔA#1变、ΔA#2为#1、#2主变损耗；ΔP0#1、ΔPk#1、ΔP0#2、ΔPk#2分别为#1、#2主变的铁损、铜损；Ijf#1、Ie#1、Ijf#2、Ie#2别为#1、#2主变的35KV侧的均方根电流和额定电流。
严格地来说，在变压器停运时，应减去其铁损，但实际上这种情况极少发生、时间也很短，可以忽略。当然，在如需要，也可通过开关状态量、母线电压量的实时数据，来修正。
从上述公式可以看出，无论是哪条线路供电，上述公式均成立，得到的理论线损实际上就是线路及配变的实际损耗。
2． 10KV配网的特点
（1）.10KV配网参数据复杂多变
    １０ＫＶ配电线路是一般县级供电局管理的主要线路，它的数量多，分布范围广，且一般自变电所引出后沿线接有很多不同容量的配电变压器，并且有很多分支线路，而每条分支线路的参数又各不相同，这给线损计算带来很大的困难，而且这种线路一般仅在变电所母线的引出端接有表计，可以实测电流，而在其他分支点则无固定的测量表计。线路参数经常在变，以我局为例，平均每月每条线路均要拆装几台配变，还要进行导线调换、线路移位等。所以，10KV配网线路模型建立后，要随时维护。本人曾长期在用FOXBASE编成的一套优秀软件上进行理论线损计算。线路数据维护是最为头痛的一件事，工作量非常大，维护也相当困难。如果要对10KV配网进行实时理论线损，就要在调度端建立全局所有10KV线路的数据模型，并随时维护。
（2）.10KV配网运行方式的多变性
    为提高供电可靠性，我局对10KV线路进行了分段和联络。一般农村线路以10~16台配变为一段对线路进行分段，城区以6~10台配变为一段进行分段。线路未端进行手拉手形式的联络。因此，10KV配网的运行方式经常在变。
    对于10KV配网，仅在变电所母线的引出端接有表计，可以实测电流，其它分支或配变电流，是按照配变容量（或电量）分配法得来，如果在进行实时线损计算时，实时电流没有与线路实际运行方式相对应，则其产生的误差很大。例如：我局的高新613线与西陆627线通过未端联络，在7月份的某日，其运行方式为：西陆627线通过未端开关与高新613线形成联络，此二条线路均由高新线供电，该日110KV静德变10KV高新线出线电流的日均方根电流为180A，下表列出了理论线损计算中,考虑了实际运行方式与不考虑实际运行方式的理论线损的差别.
日理论线损电量（KWh） 计算配变：容量（KVA）/台 计算线路总长（m）
高新613线 2420.5 4735/40 11300
西陆627线 0 5615/41 15210
高新-西陆联络 1678.3 10350/81 26510
    从上表中可以看出,如果实时线损计算未与线路实际运方相对应，则其计算出来的理论线损电量误差达(2420.5-1678.3)/1678.3=44.22%。
因此，对于10KV配网来说，一旦运行方式改变，就要随即改变线路模型参数。所以，对于10KV配网来说，哪一个时段对应哪一种运方，要由电脑保存下来，以便在月未按各种运方对应的时段进行理论线损计算。
    以上二种要求，如要在SCADA/EMS的调度系统中实现，对调度人员来说工作量非常大，这几乎不可能实现，更会造成调度端人员和系统的运行混乱。
四． 配网GIS地理信息系统的应用
    我局的GIS系统，以ORACLE数据库为信息基础，结合ORACLE空间数据库和Mapinfo SpatialWare的空间数据管理系统而成的，进行地理信息和MIS管理系统的信息综合处理。GIS上的线路图形由MIS中的数据生成，二者的数据库是同一数据库，只是表现形式（界面）不同。
配网GIS地理信息系统，使得数据库中的数据与地理图上的线路相结合，使线路的维护变得相当习观和容易。而相应功能的开发，使得分段或联络开关状态量一改变，运行人员只要在GIS线路联络图上把开关状态量改变，线路运行的数据模型随即改变。因此，此时调度端的实时数据与线路的实际参数和运行方式完全一致。此时，用实时数据来计算10KV配网的理论线损才变为现实。
五． 实时理论线损在我局10KV配网上的应用情况
    我局开发的MIS管理信息系统及GIS配网地理信息系统已投入运行，通过接口，调度端的所有SCADA历史及实时信息接入MIS数据库。我局的实时理认线损计算就在MIS上运行，目前，我局已运用此方法对全局所有的49条10KV线路进行了理论线损计算，结果令人满意。
由于MIS和GIS是自成一体的一个网络体系，与调度系统的关系仅是通过接口从调度系统中获得实时数据及历史数据。所以，该系统对调度系统的运行毫无影响，保证了调度系统运行的安全、可靠。
由于我局所有部门均已光缆连网（见我局光缆布置图），使10KV配网数据维护由各所自行负责，因此，线路一改动后，供电所可及时更正，使线路数据模型维护更准确、更及时。
使用基于SCADA及GIS的理论线损计算，对负责理论计算人员来说，有三大优点：
1． 实时数据由接口自动倒入，不必由人工抄录。
2． 10KV配网数据库的维护由各供电所在MIS及GIS上完成，使理论线损计算人员省去了这方面的工作量。而对于供电所人员来说，MIS和GIS的数据维护，是其基础数据管理的一项基本内容，MIS及GIS的应用，使其线路资料的管理更直观、更科学、更快捷，减轻了其工作量。
3． 理论线损的计算结果更为准备。
但在实际计算中，亟须解决以下二个问题：
1． 联络
对于多条互相联络的线路，由于其联络处没有安装计量表计，因此，在统计线损计算时，把几条互相联络的线路的供电量加起处理，售电量也加起来处理。相应地，理论线损也是几条线路加起来处理。由于线路太多，不易分析线损过高的具体原因。
2． 公用变出口端未安装计量表
由于公用变出口端未安装计量表，因此，在统计线损计算时，把低压线损也计算在内，而理论线损只计算10KV配网线损。这就不能用理论线损去和统计线损分析比较。
为此，建议在10KV线路联络处及公变出口处安装计量表，真正实现线损的分线、分压计算统计、分析，以便找出线损过高的原因，制订相应的对策。