基于統(tǒng)計分析的低壓臺區(qū)線損監(jiān)測與預測研究

國網(wǎng)冀北電力有限公司唐山供電公司 蔡健存

低壓臺區(qū)作為配電網(wǎng)的末端，負責向居民、工廠、商店等單位發(fā)送電。由于這些變壓器收集的電能較為豐富，因此在進行分析時會遇到一些問題。此外，由于這些變壓器收集的數(shù)據(jù)較為復雜，因此對于電力行業(yè)的發(fā)展來說，其也重要。改善供用電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，減少線路損失，提高供用電系統(tǒng)的整體運行質(zhì)量，有助于改善供用電系統(tǒng)的運行狀態(tài)。為了提升電力計量監(jiān)控的準確性和可靠性，尤其是針對低壓臺區(qū)，開發(fā)出先進的檢測和預報技術(shù)顯得尤其重要。

1 低壓臺區(qū)線損異常監(jiān)測方法

隨著我國電力市場的不斷發(fā)展，配套的輸變電設(shè)施也不斷擴張，特別是當前低壓載波技術(shù)的普及，使得傳輸數(shù)據(jù)的精細化、可靠化，從而極大地降低了傳輸過程的人工成本，提高了傳輸?shù)木珳识?，為企業(yè)提供更高的服務(wù)。智慧用電的核心部分之一就是用電信息采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能夠收集和分析各種用電數(shù)據(jù)，還能夠檢測和分析各種異常情況，并及時向相關(guān)部門報告。該系統(tǒng)不僅僅是一個簡單的收集和分析數(shù)據(jù)的工具，還擁有強大的數(shù)據(jù)分析和預警功能。該系統(tǒng)擁有一個多種多樣的用電信息收錄裝置，其不僅可以收錄多種形式的用電信號，還擁有實時的數(shù)據(jù)處理、多維度的監(jiān)測、遠程的通訊以及遠程的調(diào)度，以滿足不同的需求。

根據(jù)不同的使用環(huán)境，這些收錄裝置被劃分為兩大類，其中一種是集中式收錄裝置，其結(jié)構(gòu)由收錄儀、收錄線路以及收錄機構(gòu)構(gòu)成。通過使用特定的技術(shù)，可在特定的場合使用這種技術(shù)，可收集和管理特定的用電情況，包括電力供應情況和電力質(zhì)量。這樣就可以實時監(jiān)控整個系統(tǒng)的運營情況，同時還可以將收集的數(shù)據(jù)進行分析和處理，以便于將其保持在一個安全的環(huán)境中。隨著收集的數(shù)據(jù)量的持續(xù)攀升，該系統(tǒng)的性能和可靠性得到極大的提升，以滿足當今快速變化的電力市場的要求[1]。

通過應用先進的技術(shù)，能夠更好地檢測和評估某地一個特定地點的低壓變壓器的線損狀態(tài)，其低壓電網(wǎng)的線損狀況如下：低壓臺區(qū)總數(shù)901個、線損正常臺區(qū)占比75.7%、線損異常臺區(qū)占比24.3%，據(jù)此可以發(fā)現(xiàn)，該地點的線損問題相當嚴峻。

2 線損數(shù)據(jù)質(zhì)量校核

由于統(tǒng)計分析方法對線損采樣數(shù)量的要求較多，因此需要通過線損方法分析電網(wǎng)信號中所隱含的信息。所以，在進行低壓臺區(qū)線損率預測之前，必須測試線損信息的品質(zhì)，以去除其中的不良信息。因此，可采用臺區(qū)數(shù)據(jù)合理性分析模型進行線損信息品質(zhì)校核，具體步驟如圖1所示。

圖1 線損數(shù)據(jù)質(zhì)量校核過程

在此基礎(chǔ)上，研究改變低壓臺區(qū)電學特性的各種因素。因為電網(wǎng)構(gòu)造相對復雜，靜態(tài)網(wǎng)損形成的主要因素是由多種要素綜合影響的產(chǎn)物，包括導線電纜化率、導線界面、長度標準化率。在上述要素中對電網(wǎng)的損具有主導作用，因此其和網(wǎng)損率有關(guān)。

充分考慮了線損數(shù)據(jù)指標對臺區(qū)線損控制中的關(guān)鍵作用，以及掌握的困難程度，并篩選了與供電負載大小正相關(guān)的主要電力特征參數(shù)。為在統(tǒng)計過程中不受量綱干擾，對原始線損信息實行了系統(tǒng)的規(guī)范化管理。設(shè)特征參數(shù)為m個，樣本信息集為xn，n為采樣數(shù)量，n=1,2,…,i，標準化過程如下：

3 低壓臺區(qū)線損異常監(jiān)測及分析結(jié)果

3.1 電流電壓異常

通過使用用電信息采集系統(tǒng)，擁有一個專門的檢測功能，其負責檢查電力的變化情況，包括電力的不均勻性、變化幅度、變化頻率等。記錄所有的電力變化情況，包括閾值、變化幅度、變化頻率等。當這些變化達到預期的閾值、變化幅度、變化頻率等特征時，會根據(jù)這些變化情況來調(diào)整相應的控制策略，從而確保安全使用。通過使用該模塊，不僅可清晰地展示出設(shè)備的故障狀態(tài)，而且還可為設(shè)備的配置、供電的品質(zhì)和安全性提供有力的依據(jù)。經(jīng)過監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)在抄收低壓臺區(qū)總表的過程中，電流在10h內(nèi)保持穩(wěn)定。經(jīng)過分析，認為在抄錄這些低壓臺區(qū)的總表時，相關(guān)的計量模塊出現(xiàn)問題，導致了計量失準和臺區(qū)線損錯誤。

在對低壓臺區(qū)母線損耗的日常檢測試驗中可以看到，在使用三相四線制下，線損會降到最低點；但如果三相負載不均衡，或者其中的某相負載嚴重時，線損就會有所增加；而如果三相負荷不均衡，當其中一相負載為平均重量，而其余二相出現(xiàn)最大壓力差時，線損就會增長；另外，當一相負載更重時，線損也會有所增加，這都是由線損的大小不同所造成的。而如果三相負荷不平衡，那么線損的增加會變得更加顯著，甚至可能達到極限。即使負荷分配方式發(fā)生了改變，線損的增長也會隨著電流不均衡度的提升而加劇。

3.2 表計歸屬模糊不清

異常表現(xiàn)。某些臺區(qū)的電纜損耗狀態(tài)發(fā)生了巨大的突變，導致電纜的損耗率一直處于高位，而周圍的電纜的損耗率則呈下降的態(tài)勢，一些電纜的損耗率更是達到了極限，這種狀態(tài)使得電纜的收益率呈上升的態(tài)勢。

異常成因：由于低壓載波抄表的出現(xiàn)，導致線損異常的臺區(qū)內(nèi)的公共設(shè)備與實際使用者的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了差距，而且由于實際使用者與設(shè)備的聯(lián)系模糊，使得該類問題得到了廣泛的解決。在部分臺區(qū)，由于地理位置的限制，大多數(shù)的低壓電力都是通過地下敷設(shè)的。此外，這些部分臺區(qū)的電力也很難被發(fā)現(xiàn)，在需要改造的情況下，如果沒有完整的信息，難以區(qū)別開每家的戶表與配變之間的隸屬關(guān)系。由于缺乏與市場發(fā)展趨勢的緊密聯(lián)系，營銷系統(tǒng)未能及時調(diào)整，從而造成了存儲的信息與實際狀態(tài)的偏離，從而影響了基于營銷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集，引發(fā)了臺區(qū)線損的錯誤判斷。

處理方法。采用在營銷系統(tǒng)中存儲的用戶信息與已有原始資料實施核對，并在現(xiàn)場開展采樣與核對，最后根據(jù)采樣的結(jié)果對系統(tǒng)中不正確的信息進行更改。如果臺區(qū)中用戶及配變關(guān)系不確定，線路實際走向模糊不清，則可借助相應的戶變識別裝置和變壓器一一核對，以此盡快處理歷史問題。若沒有識別裝置，須按照地下電纜所設(shè)標識牌進行仔細排查，并采用掌機進行抄讀（要求所用掌機必須具備載波模塊），以此給出初步判斷結(jié)果，必要的情況下采取停電法進行識別，從而徹底處理線損異常的實際問題。

3.3 表碼異常

表碼異常可在很多地方見到，如總表和居民表計等。除了以上提到的總表方面的原因之外，使居民表計的表碼出現(xiàn)突變的原因為配變經(jīng)過補點之后，未及時刪除抄表系統(tǒng)中的舊檔案，導致臺區(qū)之間產(chǎn)生串擾。若相同臺區(qū)設(shè)置了兩臺抄表集中器，未對重復檔案進行刪除同樣會產(chǎn)生以上問題；部分抄表系統(tǒng)的集中器在載波路由方面存在一定缺陷，產(chǎn)生由其他表計的表碼對未抄到的表的表碼進行代替的情況。除此之外，竊電行為、居民表計與總表的倍率出現(xiàn)錯誤以及缺抄等都會引起線損異常。

4 低壓臺區(qū)降損的具體措施

4.1 加強線損治理的制度構(gòu)建

多年來，相關(guān)人員一直致力于研究和解決電網(wǎng)的故障和問題，并根據(jù)當前的市場狀態(tài)和公司的需求，建議建立一個特定的故障處理團隊，由特定的故障處理團隊負責協(xié)調(diào)和解決問題。線損率的準確評估至關(guān)重要。為此，必須組織專職的檢查團隊，嚴格把控線損的狀態(tài)，確保線損的高效控制。同時，還必須完善線損治理的各項法律法規(guī)，以確保線損的高效控制，同時要采取有效的鼓勵政策，充分調(diào)動人員的自主性，讓他們更加負責地完成線損的治理，以達成最佳的線損控制效果[2]。

4.2 降損的技術(shù)措施

在低壓臺區(qū)技術(shù)上降損是實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的有效性的關(guān)鍵，其有效性可以通過多種方式得到提升，從而更快地實現(xiàn)降損的目標。

4.2.1 合理調(diào)整供電臺區(qū)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

隨著我國城市化的迅猛發(fā)展，一些地區(qū)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不再符合當?shù)氐陌l(fā)展需求，而傳統(tǒng)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也無法滿足當前的需求，導致電力設(shè)備的負荷過大，輸電線路的長度也變得更加困難，從而嚴重影響了電網(wǎng)系統(tǒng)的線損問題。為了滿足當?shù)氐挠秒娦枨?，電力企業(yè)應該根據(jù)城市規(guī)劃的要求，合理安排輸電線路的布局，并且合理調(diào)整低壓臺區(qū)的變壓器位置，以期達到最佳的電網(wǎng)效果。為了確保低壓臺區(qū)的變壓器能夠在城市的中心位置安全運行，需要對整個低壓供電區(qū)域進行精心規(guī)劃和調(diào)整，使其與其他分段線路的距離盡可能接近，并且能夠有效地將變壓器的能量傳遞給周圍的環(huán)境。

一是隨著城市化的發(fā)展，越來越多的用電用戶需要電力服務(wù)，而這些用電用戶的電力需求往往較大，因此，電力企業(yè)必須采取措施，縮小供電半徑，減少輸電線路的距離，以便滿足這些用電用戶的電力需求；二是由于輸電線路太長，線損也會變得更加嚴重，因此縮小供電半徑，減短輸電距離，有助于防止電能線損的發(fā)生。電力企業(yè)在選擇電纜線路時，應注意選擇具有良好的耐用性和耐磨性的電纜，以確保其能夠滿足輸送電壓的要求。如此，即使在輸送過程中由于電阻的影響，也能夠有效地減少電能的消耗，從而達到節(jié)約能源的目的。

4.2.2 合理調(diào)整電網(wǎng)運行情況

首先對電網(wǎng)的電壓狀態(tài)進行調(diào)整。電壓對于電網(wǎng)的正常運行至關(guān)重要。當電壓值較高時，電力的輸送能力會更強，并且線路的損耗也會更少。因此，通過提高電壓值，可有效地提升電力的輸送能力，并減少線路的損耗。

其次線路經(jīng)濟運行。輸電線路是線路損耗的重要組成部分。輸電線路的經(jīng)濟運行對降低線損具有重要的作用。主要體現(xiàn)在以下兩方面：一是在經(jīng)濟的電流密度下運行，二是增加平行線。通過相關(guān)的計算和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，可以知道當前運行是比較經(jīng)濟的，必須保證在這個電流條件下運行，避免電能的大量浪費；最后，變壓器的研究和工業(yè)在降低線損方面也有很好的表現(xiàn)。變壓器的線損通常分為負載損耗和固定損耗，由于線損是不可避免的，所以固定損耗不會隨著負載的變化而變化。負荷損耗是變壓器的一項重要損耗，因此要及時更換配電網(wǎng)中的舊變壓器，不要使用空載運行的變壓器。

綜上所述，通過采用基于低壓臺區(qū)線損的智能終端收集數(shù)據(jù)，不僅可以實時監(jiān)測計量裝置的實際狀況和異常情況，而且可以將線損、潮流以及設(shè)備參數(shù)清晰地展示出來，從而更好地提升系統(tǒng)的效率和可靠性。通過利用先進的系統(tǒng)技術(shù)，結(jié)合實地檢測、應急處置和人工智能分析，可以有效地解決臺區(qū)線路線損的問題。