在线理论线损分析

在线理论线损分析（共7篇）

在线理论线损分析 篇1

0 引言

线损是电网企业重要的技术经济指标, 综合反映了电力网的规划设计、生产运营管理水平[1]。目前, 在电网理论线损计算中存在诸多问题, 如线损统计口径有待统一, 线损计算分析方法有待统一;计算数据来自人工抄表, 计算结果误差较大, 按照国网公司“四分”统计要求, 分类工作量大, 很难根据结果提出有效的降损措施服务电网的规划和运行[2,3,4]。

为了解决在电网理论线损计算和统计工作中的难题, 本文介绍了一种基于Web发布的电网理论线损在线计算分析管理系统。该系统通过SCADA (调度自动化) 系统获取电网准实时数据, 采用数据挖掘技术和聚类算法实现数据自动筛选, 以Web方式发布汇总电网理论损耗计算结果, 能够灵活方便地在设定条件下进行计算和多种条件下的统计分析, 可以做到全省线损的统一计算、分析和管理, 为全面掌握电网损耗的现状, 有针对性地提出降损措施提供了良好的平台, 能够为电网规划设计、经济运行提供基础数据, 为管理者提供辅助决策依据[5]。

1 系统设计及构架

1.1 系统构架

基于Web发布的电网理论线损在线计算分析管理系统以图形建模为基础, 各个地市从SCADA系统中自动获取电网运行数据, 根据设置的计算内容, 在潮流计算的基础上进行网损分析和综合统计, 能够实现分散计算、集中上报、实时监控、统一模型、统一管理的目标。系统主要由线损数据库、理论线损在线计算服务层、客户端表现层构成, 如图1所示。线损数据库主要实现从SCADA系统中间库获取准实时电网运行数据;理论线损在线计算服务层主要实现理论分析和计算功能;客户端表现层主要实现Web发布功能。

1.2 数据流程

系统采用分布式部署方案, 地市级系统通过网络版绘图分析软件绘制电网图形保存到省公司主站数据库, 并负责从SCADA系统中间库提取电网运行数据到地市线损数据库, 理论线损在线计算服务层根据客户端管理层设置的计算条件进行后台自动计算, 计算结果保存到地市线损数据库, 客户端管理层使用TCP/IP协议与后台计算服务通信, 进行补算、重算、查询后台服务运行状态等操作, 并可导出图形数据在绘图分析软件中进行离线分析。省级主站系统定时从地市级系统提取计算结果, 完成结果汇总及查询操作。系统数据流程如图2所示。

2 系统功能实现

2.1 电网建模

系统具备完善的电网图形建模功能, 根据电网的地理分布及电气接线图快速描述电网拓扑结构, 基于智能电气CAD平台绘图功能进行了电气元件缺省定义, 形成了一整套齐全的电气元件模型库, 同时可以通过系统提供的图形导航以及元件的快速搜索、显示等功能进行精确定位和查看。图3为输电网建模图形, 主网接线图按照实际需求以双 (多) 层或单层的方式绘制, 双层绘制第一层包含所有的变电站和线路, 第二层包含所有的站内接线图, 具体项目有母线、开关、变压器、高压电抗器和等值负荷等元件。系统根据电网遥信、遥测状态可以通过内置的分析机制自动判断图形元件的连接状况, 分析电网拓扑结构并进行计算。

2.2 数据接口

计算数据来自各地市的SCADA系统, 保障了线损计算分析的同时性和准确性。该系统与SCADA系统的数据接口的实现采用中间数据库转存的形式, 数据流向如图4所示。首先, 同I区的SCADA主站之间实现物理隔离, 在III区设立中间数据库保证数据的同步性和安全性, 同时中间数据库开放数据访问权限, 系统通过专用接口程序实现从SCADA中间数据库指定位置定时、自动提取数据。另外, 系统还同SCADA中间数据库中元件 (计量点编号) 之间的数据建立了对应关系以保证数据的唯一性。

2.3 后台实时计算

系统主程序解析从SCADA系统中接收的开关状态、母线电压、负荷有功功率、负荷无功功率、发电机有功功率、发电机无功功率、变压器档位信息等电网运行数据, 采用数据挖掘技术和聚类算法对数据自动筛选, 实现有效的整合和分类存储并与图形结合, 采用屏蔽点设置功能有效剔除系统中的坏数据, 依据理论线损潮流计算算法, 通过计算项目设置的计算周期、计算方法、计算模型等条件, 能够实现实时自动计算。

2.4 数据汇总及报告生成

计算结果能按照国网公司要求的线损分析报告标准格式自动汇总并生成Word文档, 可分区、分压、分元件统计汇总报表, 还能够以曲线图、饼图等方式输出。服务器还提供了运行记录查询功能, 提供查询、导出、导入和删除服务器周期运算结果, 方便用户对中间计算结果的处理。

3 结语

基于Web发布的电网理论线损在线计算分析管理系统密切结合电网理论线损计算需求, 能够实现自动在线理论线损计算, 提高了计算的准确性, 能够通过Web方式实现线损的汇总查询功能, 且能快速、准确地生成国网公司要求的线损理论计算分析报告。该系统已在多个供电企业进行了示范应用, 有效提高了线损管理人员的工作效率和计算分析的精度。该系统将纳入地区智能电网构架体系, 为管理者全面掌握电网及设备运行状况提供平台, 能够指导电网规划建设与技术改造工作, 提升线损专职人员发现问题和解决问题的工作能力, 并对编制电网降损节能规划、制定有针对性的降损措施等工作提供数据等量化指标和决策的科学依据。

摘要：提出了一种基于Web发布的电网理论线损在线计算分析管理系统的设计方案, 介绍了该系统构架及其功能实现。该系统通过SCADA系统获取电网准实时数据, 采用数据挖掘技术和聚类算法实现数据自动筛选, 以Web方式发布汇总电网理论损耗计算结果, 为全面掌握电网损耗的现状、有针对性地提出降损措施提供了良好的平台。

关键词：电网,理论线损,在线计算,统计分析,Web发布

参考文献

[1]中华人民共和国国家经济贸易委员会.DL/T 686-1999电力网电能损耗计算导则[S].北京:中国电力出版社, 2000.

[2]李晓松.基于SCADA系统实现电网理论线损在线计算的方法[J].云南电力技术, 2008, 36 (3) :5-6.

[3]何仰赞, 温增银.电力系统分析 (下) [M].武汉:华中科技大学出版社, 2002.

[4]冯书安, 王维洲, 姚军, 等.线损无功电压综合计算分析管理系统的开发和应用[J].电力设备, 2008, 9 (1) :23-25.

[5]雷铭.电力网降损节能手册[M].北京:中国电力出版社, 2005.

在线理论线损分析 篇2

随着近几年来电网改造步伐的加快,保定地区电网的供电能力和电网结构都有了显著的提高和加强。因此,如何利用理论手段实现电网损耗的科学化分析,对指导电网节能降损有着非常重要的意义。通过对电网进行理论网损分析研究可以确定电网运行的经济状况,面临当前电网的供用电形势,如何依靠技术措施来指导电网实际的经济运行工作就显得非常重要。

1 系统实施背景

在现有离线理论线损计算分析系统的条件下,河北南网每年组织一次统一代表日负荷实测及线损理论计算工作。受天气变化、电网运行方式等因素的影响,提前确定的“代表日”往往无法有效确保代表性,也无法真实反映电网在不同负荷水平、不同运行方式下的线损理论计算值。以保定电网为例,2007-2009年代表日,都有不同程度的降雨,负荷、电量整体水平不高,未能得到较大负荷水平下的线损理论计算值,不能体现电网经济运行水平。

由于负荷实测需要在1天内记录各个测量点的24 h整点的有功、无功、电量、电压等计算所需的运行数据,同时还要根据运行方式的变化调整电网结构数据。尽管线损理论计算软件给使用者提供了很多方便,但由于数据量大、时间短,使用者的工作量仍然很大。同时负荷实测和线损理论计算对数据的同时性、准确性等要求较高,目前采用的离线计算方式在一定程度上会影响实测的精度,基于此,本文提出了利用实时数据对电网电能损耗率进行在线计算的方法。

2 系统原理与架构

2.1 原理概述

按照国家电力行业标准《电力网电能损耗计算导则》(DL/T686-1999)与调度自动化相结合,直接调用电网实时测量数据进行全方位(分区、分压、分线)的电网线损理论计算,解决线损理论计算工作量大、时效性、准确性不高、只计算代表日理论线损等问题。按照这个系统设计和开发理念,保定供电公司从2010年1月份起,组织开发了“保定110 kV网理论线损在线计算系统”(见图1),目前已在公司系统全面推广应用。

系统采用B/S和C/S相结合的模式,终端采用浏览器访问模式,实现起来快捷方便,有效提高了工作效率。系统采用Microsoft公司的.Net架构进行开发,编码语言使用C#,后台数据库选用Oracle 10g。“保定110 kV网理论线损在线计算系统”主要以图形为基础,依据潮流计算原理,采用牛顿-拉夫逊法实时计算出潮流分布,再根据潮流分布计算出理论线损,实时对全网的理论线损进行在线监测。

2.2 系统架构

“保定110 k V网理论线损在线计算系统”通过实时线损计算,能从SCADA系统中取得实时线损计算所需的数据,根据这些数据修改网络结构及潮流图,调用潮流计算模块计算出潮流,根据潮流分析理论线损损耗,将结果保存到数据库中;分布式查询,用户可以在网络中查询计算结果离线分析,网络结构及潮流图由实时线损计算系统产生后,可以使用OTLAS对潮流图进行计算分析,离线计算结果可以修正实时线损计算结果。

本系统采用三层结构,分为服务层、中间层和客户端。服务层主要负责生成实时潮流图并计算,中间层负责从数据库中读取数据提供给客户端,并根据客户端的命令开启或关闭服务层。客户端负责计算结果的查询显示及离线分析。

2.3 线损及潮流计算

2.3.1 数据需求

理论线损在线系统与SCADA等电力自动化系统采用中间数据库表或视图为载体,按照预先定义的库、表结构定义和权限配置,实现各种数据交换。以电能量采集系统为例,数据集成接口从安全III区的数据库镜像读取数据,计算需求数据分为电网结构数据和电网运行数据2部分。

电网结构数据包括:

1)母线参数:母线名称、母线电压等级、母线节点编号;

2)变压器参数:变电站名称、变压器名称、变压器额定电压、额定容量、空载损耗、空载电流、短路电压、短路损耗、变压器档位信息、变压器运行档位、变压器两侧或三侧的节点编号;

3)线路参数:线路长度、线路型号、线路两端的节点编号;

4)开关参数:开关名称、开关两端的节点编号;

5)发电机参数:发电机名称、发电机类型(PQ、PV、平衡)、发电机节点编号、负荷参数、负荷名称、是否为过网电量、是否为无损电量、负荷节点编号;

6)电容器参数:电容器名称、容量(Kvar)、介质损耗的正切值、是否计算损耗、额定电压(kV)、组数、电容器节点编号;

7)电抗器参数:电抗器名称、额定电流(kA)、一相功率损耗(MW)、一相电抗器容量(MVar)、额定电压(kV)、电抗百分值(%)、电抗器节点编号。

电网运行数据包括:平衡节点的母线电压、发电机负荷的有功电量无功电量、开关的状态、变压器的运行档位、电容器的投运容量。

2.3.2 计算方法

1)计算原理。本软件采用的牛顿法(或称牛顿-拉夫逊法)是潮流计算中解非线性方程组最有效的方法,基本原理是在解的某一邻城内的某一初始点出发,沿着该点的一阶偏导数———雅可比矩阵,朝减小方程残差的方向前进一步,在新的点上再计算残差和雅可比矩阵继续前进,重复这一过程直到残差达到收敛标准,即得到了非线性方程组的解。因为越靠近解,偏导数的方向越准,收敛速度也就越快,所以,牛顿法具有二阶收敛特性,而所谓“某一邻域”是指雅可比矩阵方向均指向解的范围,否则可能走向非线性函数的其他极值点。

牛顿-拉夫逊潮流计算的核心问题是修正方程式的建立和求解,软件根据对节点注入功率的约束、对节点电压大小的约束和对相对相位角的约束条件自动列出电力网络的修正方程式,然后利用牛顿法迭代原理进行迭代计算。

2)计算过程。计算机进行潮流计算总共分3步:第1步列功率方程组;第2步列修正方程组;第3步计算机进行迭代计算。在实际应用中常用的方法除牛顿-拉夫逊法还有高斯-赛德尔法和PQ分解法等,它们之间的差别主要在于第2步分列“修正方程”不同。

在进行潮流计算时有可能出现计算不收敛的情况,设定最大迭代次数强制收敛后结果一般伴随着节点计算电压的失真,造成此种情况一般是由于基础数据不准确和计算数据采集失真造成的。

3 系统功能说明

3.1 电网建模

可根据电网地理分布及电气接线方式制作系统接线图,为实时理论计算提供设备参数与网络结构。接线图可按照实际需求以(多)双层或单层的方式绘制,双层绘制第一层包含所有的变电站和线路(见图2),第二层包含所有的站内接线图(见图3),具体项目包含母线、开关、变压器,高压电抗器和等值负荷等元件,通过点击不同元件,可修改或查询元件参数或状态。

3.2 理论线损计算

将原有的人工采集数据、离线计算方式转变为系统自动采集、实时计算方式,对电网线损构成的分析由单一对某一时间断面的计算转换为随负荷、电网结构、运行方式等变化的实时连续计算,计算后结果存入数据库,供Web查询使用(见图4)。查询数据可按需求展示为单点、日、月曲线及饼图。

3.2.1 在线计算

用户可以设置图形模板、计算时间和间隔等,其中图形模板主要对计算图形进行选择设置;用户可以通过对计算时间和计算间隔的设置来定义配网理论线损在线计算的开始时间和计算周期。

3.2.2 离线计算与分析

可导出任意时间断面数据进行离线计算,并进行降损分析,包括:优化网络结构、改造和更换设备降损分析;变压器负荷切改降损分析;线损经济计算分析;线损随各种因素变化曲线分析。

3.2.3 补算

由于数据源系统数据不齐全或者数据突变等其他原因造成的计算不准确,系统提供补算功能,用户可以通过补算窗口录入相关数据重新计算,并把最新计算结果存入数据库中。补算功能可以通过设定由系统自行补算,也可以在数据校对、设置后人工进行补算。

3.2.4 数据屏蔽

对于因数据采集装置或通讯问题等造成的数据失真情况,系统提供了数据屏蔽功能,用户可以通过该功能对数据失真点设置正常范围区间进行屏蔽,对超出区间的数值不予采纳,并可以预先设定好一基准数值,当发送数据失真时,可采用此基准值进行计算。

4 应用与实践

4.1 变压器损耗分析与控制

利用本系统,在110 kV变电站不同运行方式下进行实时理论计算,分析线损率的变化情况,可为变电站方式调整、负荷分配提供客观、科学的指导意见。

通过SCADA实时数据可见,2010年5月18日110 kV安泰站2台主变分列运行,1号主变带0.5万kW负荷,2号主变带1.4万kW负荷。通过本系统进行主变损耗计算,安泰站1号主变理论线损率为0.765%,2号主变为0.327%。通过电能计量装置统计,1号主变线损率为0.98%,2号主变为0.47%。通过理论值与统计值对比分析可见,由于主变分列运行,2台主变负载率水平不同,造成轻载主变损失率较高。

由于该站实际运行方式考虑供电安全、可靠性等因素,为了提供主变运行方式对线损率影响的相关数据,通过本系统虚拟该站主变方式调整,并进行计算。首先下载实时在线数据并导入离线计算分析软件,在离线软件中虚拟调整主变运行方式,然后进行理论计算。计算结果如下(见图5)。

通过理论计算可见,110 kV安泰站2台主变并列运行后,负荷分配均匀,在相同的负荷水平下,2台主变的损失率均为0.382%,而分列运行时1号主变为0.765%,2号主变为0.327%,综合损失率为0.533%,主变并列运行与分列运行比较,损失率降低了0.151个百分点。

2010年上半年安泰站供电量为6 823万kW·h,如采用主变并列运行,理论计算可少损失电量10.3万kW·h,全年可少损失20多万kW·h。保定供电公司现有103座110 kV变电站,基本都采用分列运行方式,主变之间存在不同程度的负载率差异,因此,按上述计算结果估算,如都采用并列运行,全年可少损失电量1 000多万kW·h。

运用上述方法综合分析主网线损率,并为经济活动分析等相关工作提供有力依据。在保证电网安全、稳定、可靠的前提下,一方面调度运行部门应根据变电站负荷情况,及时调整主变运行方式,尤其针对负荷水平较低的变电站,适当采用一主一备运行,避免主变轻载运行造成的高损现象;另一方面生产部门应详细梳理变电站出线负荷分配不均情况,进行分析并制定具体方案予以调整,避免由此造成的损失率上升现象。

保定供电公司相关单位及时采取了措施,如110 kV南庄站,由于负荷水平不高,现阶段主变采用一主一备运行方式;发策部、生技部、农电部、调度所积极配合,合理安排变电站出线,协调县市公司调整负荷,以保证变电站母线负荷均匀分布。通过以上工作,公司2010年110 kV网线损率同比降低0.05个百分点,相对少损失电量800多万kW·h。

4.2 电网运行方式分析

通过110 kV在线理论计算,为电网检修工作提供了有力依据,合理安排运行方式,最大限度地缩短检修工作时间,以及电网非正常方式运行时间,可为企业带来经济效益。

公司2010年6月上旬为配合高速重点工作建设,计划开展220 kV保易双回、易白双回线路停电检修工作。此项工作是保定供电公司有史以来涉及作业范围最大的一项工作,同时也是涉及电网运行方式调整最多的一项工作,共涉及5座220 k V站(白石山、易州、高碑店、涿州、容城)及其供电小区内12座110 kV变电站运行方式的调整。

5月下旬在制定检修期间电网运行方式调整方案后,通过“110 k V理论线损在线计算”系统对运行方式调整前后的电网理论计算值进行了对比分析。

计算结果表明,在正常方式下,5个供电小区理论线损值合计为1.14%,检修期间非正常运行方式下,理论线损值为1.62%,相对上升0.48个百分点,5个供电小区6月份日供电量约2 000万kW·h,原计划3天工期,电网非正常运行方式下增损约30万kW·h。

保定供电公司多次组织研讨检修工作方案,并召开检修工作部署动员会,在保安全、高质量、高效率工作的前提下,将运行方式调整安排在零点后进行,并且,在每天凌晨5:00后就开始工作,最大限度地缩减工作时间,2天即完成了此项工作,恢复了电网正常运行方式,减少了非正常方式运行下的增损电量。

5 结语

为提高110 kV线损理论计算管理水平,进一步摸清保定电网110 kV网线损情况,提出了一种利用实时数据进行电网电能损耗率在线计算的思路,即根据电网线损理论计算软件的计算原理,通过与SCADA等电力自动化系统接口,获取实时数据,转化并实现在线计算分析。同时,通过潮流核对,可确保当前运行方式与线损计算的条件一致,以达到实时了解和控制系统真实运行情况的目的。在减少人为错误、提高效率的同时,也可提高计算的准确性和精度。

参考文献

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[2]卢志刚,李爽.厂站量测信息不完整时的全网理论线损计算[J].电网技术,2007,31(16):23-55.LU Zhi-gang,LI Shuang.Theoretical Net-work Loss Calculation of Whole Power System under Incomplete Injected Mea-sured Data of Partial Plants and Substa-tions[J].Power System Technology,2007,31(16):23-55.

[3]陈渝,秦开大,田亮.基于PowerDesigner的信息系统数据模型建设[J].昆明理工大学学报(理工版),2004,29(1):45-47.CHEN Yu,QIN Kai-da,TIAN Liang.Building Data Model of Information Sys-tem by Using PowerDesigner[J].Journal of Kunming Univemity of Science and Tech-nology(Science and Technology),2004,29(1):45-47.

[4]Freeman E.Head First设计模式(中文版)[M].北京:中国电力出版社,2007.

在线理论线损分析 篇3

2.首次在云南电网内实现了配电网10kV线路实时在线式的理论线损计算

理论线损实时在线计算系统充分利用了现有的调度自动化资源, 通过数据接口模块自动从电能量采集系统、配电MIS系统直接获取计算用模型的拓扑数据, 电气元件参数、典型日1-24点整点 (甚至每3分钟取一次数据) 的潮流数据, 完成一次计算仅需要10多分钟的时间。

在线理论线损分析 篇4

2.首次在云南电网内实现了配电网10kV线路实时在线式的理论线损计算

理论线损实时在线计算系统充分利用了现有的调度自动化资源, 通过数据接口模块自动从电能量采集系统、配电MIS系统直接获取计算用模型的拓扑数据, 电气元件参数、典型日1-24点整点 (甚至每3分钟取一次数据) 的潮流数据, 完成一次计算仅需要10多分钟的时间。

在线理论线损分析 篇5

配网线损在整个电网线损中占有相当比例, 有效降低配网线损对实现电力系统经济运行具有重要的意义。目前配电网统计线损计算方法分为利用监控与数据采集系统的实时数据和远抄系统数据方法2类。监控与数据采集系统的实时数据是通过遥信、遥测收集的电网实时数据反映电网的实际运行状态, 缺点是计算量大、时间长, 而且依赖于遥信、遥测数据的准确性。以远抄系统数据为依据的计算方法, 便于人工参与决策并且能给出符合工程实际的较优解, 以1个月的电量采集为计算单位, 方便实用。

2004年泰安市供电公司使用的营销MIS系统中的“线损管理子系统”已随着MIS退出运行而停用。根据集团公司“提高线损管理科技含量, 逐步实现线损率管理信息化”的要求, 迫切需要开发一套新的线损在线监测、计算及分析功能强大和为降损措施提供决策的高级软件。针对目前同类系统未能将理论线损和统计线损有机结合起来的问题, 提出一种综合线损分析系统, 充分利用现有各种信息渠道, 实现系统线损各小指标的自动生成、分析与考核, 实现线损的单、多值自动条件分析和降损措施的辅助制定功能, 建成综合性、智能型线损分析系统, 从而达到提高线损分析工作效率和管理科学化的目的。

1 系统总体设计

1.1 设计目标

建立以公司的内部局域网系统为基础, 集成“变电站抄表管理”、远程抄表系统等支持的运行数据的综合管理系统。贯穿于电网的输电、变电、配电、供用电各个环节, 通过稳定的信息采集渠道, 建成覆盖企业各部门的电力信息资源共享体系, 在线监测、自动生成、线损指标计算和趋势分析, 及时掌握运行情况, 帮助管理者了解电网线损、变损、负荷、电能质量等重要运行参数, 据此线损多项计算结果进行深入的相互对比分析, 自动提供可供采用的降损措施。

1.2 系统整体结构

汲取泰安供电公司发展策划部、生计、调度等各方面专家的相关意见, 结合国内外典型的线损计算实例, 以远抄系统数据为主, 以人工补录数据为辅的双轨制获取数据的计算方法, 实现分压、分部门线损计算, 并与理论线损计算进行对比分析, 提供降损导航功能。系统整体结构如图1所示。

1.3 功能框架

采用基于网络数据库的开发平台, 通过接口与电量自动采集系统连接, 充分实现数据共享, 并提供强大的、精确的计算分析功能。线损管理系统功能框架如图2所示。

2 线损计算及降损导航

线损计算流程, 如图3所示。

降损导航设计流程, 如图4所示。

3 系统软件设计

采用3层B/S结构, 包括表示层、中间层和数据层。以SQL Server2000为后台数据库, 采用JSP+JavaBeen+Hibenate技术开发, 用户界面采用树状结构的功能导航。以Java语言作为脚本语言, 在传统的网页HTML文件中加入了Java程序片段和JSP标记, Web服务器在遇到访问JSP网页的请求时, 首先执行其中的程序片段, 然后将执行结果以HTML格式返回给客户。程序片段可以操作数据库、重新定向网页以及发送E-mail等。所有程序操作都在服务器端执行, 网络上传给客户端的仅是得到的结果, 对客户端的配置要求较低, 结果展示窗口做到信息表现友好、实用、完整, 所有输入均有操作提示, 所有计算都有自动校验功能。

3.1 数据库设计原则

为了提高软件开发的质量和效率, 针对线损在线智能分析及降损导航系统研究开发所采用的软件环境, 在基于SQL Server 2000为后台数据库设计中遵循以下原则:

(1) 层次分明, 布局合理。数据库系统必须层次分明, 合理布局。数据信息应自下而上, 逐层浓缩、归纳、合并、减少冗余, 提高数据共享程度。

(2) 保证数据结构化、规范化、编码标准化。系统的数据来源于原有公司的变电站远抄系统、配变负荷综合监测系统, 上述系统是不同时期、不同厂家开发的产品, 信息编码混乱、概念不清。本系统提供了编码规范, 很好地统一了编码, 减少数据的冗余量, 应尽量避免库结构的重复。

(3) 数据的独立性和可扩展性。应尽量做到数据库的数据具有独立性, 独立于应用程序, 使数据库的设计及其结构的变化不影响程序, 到“一处维护, 方便可用”。

(4) 共享数据的正确性和一致性。应充分考虑数据资源的共享, 合理建立综合数据库。采用数据库分层管理, 使不同层次的信息数据共享。

3.2 系统功能

3.2.1 用户权限管理

用户权限根据用户登录时获取的单位信息, 在所有的JSP页面中进行功能和数据的过滤, 使得用户只能看见自己所能操作的功能和数据, 从而保证了数据的安全性。

3.2.2 各功能模块

系统分为7个模块:系统维护、基本信息维护、电量数据维护、线损计算、线损分析、报表管理和降损导航。

(1) 在系统维护模块中, 可以实现用户权限管理、单位部门维护、电量数据采集、数据管理4项功能。电量数据采集实现了从远程抄表系统取出本月电量数据, 存入本系统数据库中。数据管理则是实现对数据的保存和删除;

(2) 在基本信息维护中实现了对变电站、电厂及其所属主变、各种报表基本来源、各电量、基本参数、线损计算关系等的维护;

(3) 在电量数据维护中, 实现了远抄数据查询、远抄电量查询、手工抄表电量上报、小电厂电量上报。本系统引入数据流的双轨制, 来源不同的2套数据可以相互检错, 从而保证了计算数据的正确性及可靠性, 图5为某220kV站手工上报电量表;

(4) 在线损计算模块中, 实现了分类线损的统计计算与理论计算;

(5) 在线损分析中实现了月指标台账、月累计台账、线损率同期柱图、线损率走势图、分压损失电量图。月指标和月累计直观显示了本月的电量损失情况, 并根据其数据形成了更为直观的柱图、走势图及饼图, 为随后的线损比较分析建立依据。该模块实现了按月、按年、分压、分部门进行显示分析;

(6) 在报表管理模块中实现了供电计量点报表、分压报表、小指标报表、分线分台区线损报表功能。其中分压报表中实现了按部门、按报表名称、按电压等级的智能化的电量统计, 提高了工作效率;

实现了线损及各小指标报表:分级、分压、分区、分线线损率, 关口电量所在点和10kV母线电量不平衡率、电容器投运率、进线及各系统力率等的自动生成, 解决了线损数据统计计算量大和时效性、准确性不高的问题。

系统引入数据流的双轨制, 来源不同的2套数据可以相互检错, 从而保证了计算数据的正确性及可靠性;

(7) 降损导航模块分为计算比较和降损决策2部分。计算比较部分实现了分压线损、变压器和线路、母线不平衡率的比较分析。

4 结语

系统已在山东泰安供电公司正式运行, 得出如下研发经验:

(1) 注重系统的通用性和可扩充性。开发背景是山东泰安供电公司电网, 但是在功能设计和实现中, 充分考虑报表种类和报表项目的通用性、可扩充性和灵活性、每个项目涉及电表的变化性以及用户操作的简便性, 做到“一处维护, 方便可用”, 只要将任何一个单位的数据导入, 通过基本数据维护, 系统立即为该单位的统计线损提供已有服务。系统的通用性和可扩充性, 使其具有推广应用价值。

(2) 注重系统技术的先进性和多渠道数据的整合。系统采用的是B/S结构、开发技术采用JSP动态网页技术+Heibenate数据持久层技术。对电量数据采集采用“双轨制”, 数据一方面来自远抄系统;另一方面几乎在每个数据的入口通过Web页面预留了人工电量数据通道, 一线抄表员可以用熟悉的方式将电量数据存入Excel电子表格, 由专职人员通过本系统的数据接口导入即可。“双轨制”既加强了电量数据的纠错功能, 又通过对大量数据的整合及统一编码, 提高了信息的可靠性, 保证了统计线损计算数据的准确性。

(3) 注重系统细致量化管理和全面的分析功能。系统充分利用现有各信息渠道, 建成了综合性、智能型线损分析系统。在线损各项小指标的自动生成、分时段的趋势分析、明确的权限归属、降损导航功能的设计、方便的浏览查询及报表管理等方面, 体现了在线智能化过程。实现了分压、分线和分台区线损率的自动生成、智能分析, 根据每天在线线损率变化异常情况, 找出变化原因, 及时找出管理上的薄弱环节, 堵塞了电量损失的漏洞, 实现了对线损指标的动态管理和细致量化管理的总目标, 达到了提高线损分析工作效率和管理科学化的目的。

在线理论线损分析 篇6

系统充分利用了现有的管理信息系统、负荷控制系统、营销技术支持等系统提供的数据源，对通辽电网220kV、66kV、10kV各电压等级关口计量点原始电量数据进行整合，并按照东北电网有限公司制定的线损管理要求及综合统计报表制度进行功能的设计，力求实现在一个公用界面就可以查询生产、营销二大系统的电量数据;实现输、配电网购电关口表及大客户电量的数据分析功能;实现各种线损报表、北部网损报表自动生成及线损分析与核查、线损预测及历史台帐等功能;实现供电企业生产统计管理系统中关口计量原始数据表数据、售电量月报表数据2个模块自动采集功能。其主要内容包括线损专业，如：关口设置与关口计量原始数据传输模块、线损指标计算与管理模块、线损预测模块、线损管理历史台账模块、数据分析模块、北部网损管理模块及电网关系及系统关系维护模块等。实现通辽电网线损的全过程管理，为实现线损精细化、标准化管理和开展同业对标等管理提供有效手段;综合统计专业，如：自动生成关口计量原始数据表数据、售电量月报表数据2个报表功能。

1 系统平台设计

1.1 基本要求

(1)安全性和稳定性。由于系统要向客户提供开放的服务，所以要求其安全性和稳定性要放到第一位;

(2)实用性。在开发中要充分考虑到系统的实用性和可扩展性，操作方便，并实现与营销现代化系统的连接;

(3)灵活性。系统业务流程的设计上，按业务的自身固有规律制定业务流程，减少重复和交叉，以提高效率;

(4)先进性。充分考虑到可扩展性和超前性;

(5)可维护性。在业务处理功能上要具备组件化，根据实际情况，采用三层结构的B/S体系结构的方式提高软件适应变化的能力，以及软件的自动重组能力。

1.2 模块化集成体系

为满足设计原则和设计目标，系统由不同的功能模块搭建而成，形成有机整体，以适应实际工作情况的变动，最大限度地保持了软件系统的通用性。尽管系统各个功能模块的工作方式不同，但从软件工程的角度分析，一个管理系统的框架结构基本上由菜单系统、权限控制、数据管理和流程管理等部分构成。实际工作情况的改变意味着框架结构中某些对象的改变，对框架架构的定义与描述组成了管理系统的构造系统。管理系统根据构造系统，由目标系统生成器生成符合实际工作情况的目标系统。构造系统由系统管理员维护，目标系统由具体应用人员使用(见图1)。

1.3 人机界面

人机界面的规范性和人机界面友好性优秀;查询方便，可多条件查询;界面汉化度100%;输入方式兼容性好;窗口风格为IE风格;权限识别度100%;支持分辨率适应力。

1.4 风格特点

(1)用户界面风格一致，操作友好，满足业务需求;

(2)操作灵活方便，编制详细的操作手册，提供灵活的联机帮助;

(3)采用Browser/Service方式，客户、服务器数据分布合理，系统运行稳定;

(4)提供完善的系统维护功能，保证小范围业务变化对系统的影响较小;

(5)合理的数据库设计，较低的数据冗余度，高效灵活的数据检索方式。

1.5 开放灵活性

(1)系统采用键盘、鼠标操作方式，设置快捷功能键，使操作得心应手;

(2)系统开发端为.Net开发平台，模块化设计，系统维护简单，功能增减容易;

(3)完善的接口功能，为各个系统的连接预留接口，方便系统整合。

1.6 应用设计

(1)网络操作系统：主机服务器采用Windows 2003 Server或UNIX;

(2)数据库管理系统：采用Oracle 10g数据库管理系统软件;

(3)服务器端开发平台：基于.Net平台的Asp.Net/C#开发;

(4)报表工具：采用超级报表。

2 网络环境

(1)支持TCP/IP协议，支持HTTP传输协议;

(2)主干线≥100M，供电局与电业局间服务器传输速率不低于100M;

(3)单点≥10M，电业局与供电局的终端传输速率不低于10M;

(4)远程终端访问≥2M。

3 软件体系结构

系统采用分布式三层应用软件体系结构(见图2)。

3.1 基于B/S三层体系结构简述

数据访问层：实现对数据的访问功能，如增加、删除、修改、查询数据;业务逻辑层：实现业务的具体逻辑功能，如统计分析;页面显示层：将业务功能在浏览器上显示出来，如显示线损分析结果报表。

3.2 采用三层体系结构的主要优势

(1)专业高效的管理。采用三层体系结构，数据和应用分别集中布置和管理，将更有助于数据库服务器和Web应用服务器的维护和管理。随着系统的运行，数据量不断增长，系统用户访问量和频率增大，数据库和应用服务器日常管理与维护工作的强度和深度也随之增大，只有具备专业化和专职化的系统管理才能保证系统的正常运转。

(2)数据的安全访问。采用三层体系结构，数据和应用分别集中布置和管理，将提高数据和应用访问的安全性。

(3)方便的升级和维护。采用三层体系结构，将更有助于应用系统的设计、开发、实施和维护。随着业务的变更和扩展，应用系统的维护和升级也是持续不断的，采用三层结构，将更加方便的对系统进行维护和升级。

3.3 模块化、平台化设计

管理信息系统是企业的一个管理平台, 基于这种思想, 进行系统的模块化和平台化设计, 将整个系统和数据库设计成营销管理的工作平台, 如业务处理平台、工作管理平台、统计分析平台、通用接口平台;将企业内部的管理划分为若干部分, 进行模块化设计, 如客服子系统, 这样的设计可以满足不同用户的需求, 使系统更具有实用性和可移植性。

4 结语

南方电网线损理论计算与分析 篇7

以2013年南方电网线损理论计算为研究对象, 阐述线损理论计算遵循标准、计算范围、计算软件要求、计算时段选取等基本原则;提出由各分子公司代表月 (日) 理论计算线损率折算为南方电网全网年度理论计算线损率的计算方法;对理论与统计线损率的差异、西电东送损耗、500k V主要重损设备、县级供电企业等进行损耗分析, 总结在线损理论计算中存在的主要问题, 并提出相应的措施和建议。

1 线损理论计算条件

1.1 线损理论计算标准

线损理论计算应遵循南方电网公司两个企业标准, 即《线损理论计算技术标准》[2]和《线损理论计算软件技术标准》。

1.2 线损理论计算范围

线损理论计算范围包括:35k V及以上交流输电网;20/10/6k V配电网;0.4k V低压网;其他元件 (电容器、电抗器、互感器、调相机和站用变等) ;高压直流输电系统。

1.3 线损理论计算软件的要求

线损理论计算软件不要求统一, 但计算方法符合南方电网公司《线损理论计算技术标准》中所推荐的方法。0.4k V及以下电力网主要采用典型台区法 (部分具备计算条件的单位采用全台区法) , 按负荷分类, 要求各地市供电局、供电所选用典型台区不得少于技术标准中的9个且不得低于低压台区总数的5%。

1.4 计算时段选取原则

计算时段是为了简化计算, 按一定原则选取的某个月 (或某一天) 作为代表月 (日) , 计算全年月 (日) 平均线损率的时段。计算时段选取的原则:电力网的运行方式、潮流分布正常, 能代表计算期的正常情况, 负荷水平在年最大负荷的85%~95%之间;代表月 (日) 的供电量接近计算期的平均月 (日) 供电量;计算期有多种接线方式时, 应考虑多种对应的形式;气候情况正常, 气温接近计算期的平均温度;代表月 (日) 负荷记录应完整, 能满足计算需要, 一般应有电厂、变电所、线路等一天24小时正点的发电 (上网) 、供电、输出、输入的电流, 有功功率和无功功率, 电压以及全天电量记录。

2 线损理论计算方法及结果分析

2013年南方电网线损理论计算的单位包括广东、广西、云南、贵州、海南等5家电网公司, 广州、深圳2家供电局, 以及负责西电东送的超高压输电公司共8家单位。这里, 广东电网公司不含广州、深圳供电局。

2.1 计算时段的选择

2013年南方电网线损理论计算未统一计算时段, 各分子公司根据自身实际情况选取, 具体如表1所示。其中广东、广州、深圳等3家单位选取代表月, 其余5家单位选取代表日。此外, 由于西电东送通道的糯扎渡、溪洛渡 (简称“两渡”) 电站送出工程普侨、牛从直流工程分别于9月3日、10月13日投产, 不同时期西电东送接线方式发生较大变化, 故需对三个不同时期的代表日进行线损理论计算。

2.2 计算方法

南方电网及各分子公司的供电量取2013统计值, 在对各分子公司选取的代表月 (日) 各电压等级供电量及线损电量进行全年折算时, 以各分子公司实际全年供电量为基准进行归一化处理, 全网的线损电量由各子公司的线损电量折算为全年并进行累计。

南方电网线损理论计算公式为:

式中, a为时间折算系数, 当代表月折算至年度时, a取12;当代表日折算至年度时, a取365。

各分子公司理论与统计供电量折算系数:

南方电网年度线损理论计算的具体步骤如下:

(1) 各分子公司根据实际情况进行代表月 (日) 线损理论计算。

(2) 根据式 (1) 、 (2) 将代表月 (日) 的线损理论计算供电量、线损电量折算至年度值。

(3) 各分子公司根据年度实际供电量, 根据式 (3) 、 (4) 对理论线损电量进行折算。

(4) 根据式 (5) 计算南方电网的年度线损理论线损率。

2.3 理论与统计线损率对比分析

2013年南方电网理论线损率计算结果见表2。

注:超高压公司以普侨、牛从直流投运日期为分界点, 按天数将3个时段的供电量和线损电量折算到全年值。

从表2可以看出, 2013年南方电网理论线损为6.64%, 较年度统计线损率低0.55个百分点。由于各分子公司的电网发展水平、用电负荷结构、用电特性等差异较大, 从而线损率相差亦较大, 其中深圳供电局理论线损率最低 (仅为3.58%) , 而云南电网公司理论线损率最高 (为7.02%) 。各分子公司理论与统计线损率偏差为0.16~1.24个百分点, 主要原因是:

(1) 计算时段选取的影响。广西、云南、贵州、海南电网公司和超高压输电公司采用代表日方式计算, 由于代表日方式计算结果具有一定程度的偶然因素, 并且广西、云南、贵州西部三省区水、火电装机容量构成差别较大, 丰、枯期电网潮流差别明显, 代表日只能反映电网丰期或枯期的一种特性, 不能充分反映该省区电网全年运行情况。

(2) 统计不同期的影响。统计线损率需要保证供、售电抄表的同期性, 归纳结算点的一致性, 才能形成有效的对比分析。但实际上供、售电量抄表存在一定偏差, 售电量无法准确反映一个周期内的实际用电情况, 统计线损率存在一定偏差。

(3) 理论线损计算方法的影响。主网采用潮流算法, 无法计及架空线温升的损失和电晕损失;低压网采用典型台区法, 受人为因素影响较大, 理论计算结果存在一定的误差。

2.4 线损电量构成分析

南方电网各电压等级损耗构成见表3。从该表可见, 各类损耗中, 线路损耗比重较大, 达74.4%;其次为变压器, 占比约21.0%, 其他元件及低压表计损耗约占4.6%。

南方电网线损电量占比见表4。由该表可见:

(1) 10k V和0.4k V电压层为南方电网的重损层, 两者线损电量合计占比达到44.2%;500k V电压层因受西电东送长距离、大规模电能输送的影响, 线损电量占比为16.6%。

(2) 广东主、配网线路损耗占比属南方电网平均水平, 表明其电网结构相对均衡。

(3) 西电东送电网具有“强直弱交”特性, 表现为超高压公司的其直流线损电量占比较高, 约占七成。

(4) 深圳电网20/10/6k V电网线损电量占比偏高, 反映10k V配网为其重损层, 主要原因是深圳10k V配电网负荷较密地区配网损耗量偏高, 且500k V电网仅含主变损耗、35k V以上主网损耗整体偏低, 导致中低压配电网线损电量占比相对偏高, 从而使10k V线损电量偏大。广西、云南电网因主网损耗占比偏大, 是导致其10k V配网线损电量占比偏低的主要因素。

(5) 广州、海南电网0.4k V电网线损电量占比偏高, 反映低压网为其重损层。广州0.4k V低压网主要受配变轻载等问题影响, 损耗电量偏大;而海南全省负荷密度较小, 且低压网平均供电过长、配变轻载等原因, 导致其低压损耗较大。

2.5 西电东送损耗分析

“两渡”直流工程投运对西电东送理论线损率影响较大, “两渡”未投产、普侨投产、“两渡”均投产3个时段的理论线损率分别为4.25%、6.30%和7.12%。这是由于糯扎渡直流工程投产初期时只有极2低端阀组投运, 单阀组运行电压为400k V, 而牛从双回直流投产初期时只完成了单回单极调试, 直流系统均处于单极金属运行方式, 线路阻抗大, 因此线损率均处于较高状态, 从而提高了西电东送通道的损耗率。

2.6 500k V重损设备分析

广东、广西电网500k V主要重损线路如表5所示, 广东电网500k V主要重损变压器如表6所示, 这些重损线路和变压器基本代表了南方电网重损设备的特点。500k V重损线路通常为长距离、大容量输电, 为大型水电站或发电厂的送出线路, 或是西电东送主通道线路。广东电网的500k V重损主变均在东莞, 主要原因是该区域的主变负荷较重, 其中莞城站4台主变的负载率均超过了85%, 可考虑新建变电站或扩建主变来均衡负荷, 使主变运行于经济区间内, 从而降低损耗。

2.7 县级供电企业线损理论计算分析

各省区县级供电企业理论线损率最高单位见表7, 这些县级供电企业理论线损率较高, 主要原因是:电网网架薄弱, 线路老化严重, 配网难以满足负荷增长需求;地处山区, 用户分散且小用户多, 高耗能配电变压器大量使用;配网无功补偿装置配置率偏低, 导致无功传送较多, 功率因数偏低, 损耗加大。

此外, 广东省陆丰供电局和云南省宁蒗供电公司统计线损率比理论值分别高出4.76、5.32个百分点。除上述客观原因外, 陆丰供电局主要是由于窃电问题较为严重, 管理线损仍有较大压缩空间;宁蒗供电公司则是由于上划不久, 人员严重不足, 抄表不同期造成线损率偏高。

3 线损理论计算存在的问题

(1) 计算基础条件仍需进一步完善。目前各分、子公司使用的线损理论计算软件均为单机录入版本, 计量自动化系统未全部覆盖, 仍需要组织众多基层人员进行海量数据录入。由于基层单位线损管理人员变动较频繁、各级培训水平不一、部分单位分工不明确等, 计算的准确度极易受到影响。

(2) 计算时段未能完全代表全年运行方式。广西、云南、贵州、海南电网以及超高压公司均采用代表日方式计算, 计算结果具有部分偶然因素。此外, 广西、云南、贵州西部三省区水电资源丰富, 丰、枯期电网潮流差别明显, 代表日只能反映电网丰期或枯期的一种特性, 因此代表日亦不能充分反映地区电网全年总体运行情况。

(3) 部分计算条件未能严格执行。理论线损低压网计算采用典型台区法, 而典型台区的选取受抄表条件的限制, 部分地区未能严格按城市、郊区、农村的三类性质台区以及重、中、轻三种负荷的分类选取, 造成各类型台区容量统计存在一些误差。另外, 由部分典型台区来推算整个低压网的损耗, 也可能会带来一定偏差。

4 措施及建议

(1) 推进全网统一输电网层级线损理论计算。考虑到220k V及以上的输电网网架相对稳定, 且信息自动化水平较完善, 建议建立全网220k V及以上统一的线损理论计算系统, 每年实施多次全网统一的线损理论计算。

(2) 实施理论线损在线计算。110k V及以下电网通常由各地市供电局管理, 各地区经济、技术差异较大, 建议各单位根据本单位信息自动化水平程度, 实施线损理论在线计算。

(3) 精心组织开展线损理论计算工作。线损理论计算涉及部门较多, 各部门之间需加强联动性, 职责清楚, 做到横向协调、纵向贯通, 提高线损理论计算的工作效率和质量。

参考文献

[1]蒙文川.南方电网西电东送通道线损计算分析及降损措施研究[J].南方电网技术, 2013, 7 (6) :122-125

[2]南方电网公司.线损理论计算技术标准 (试行) [Z].南方电网公司, 2008