第三节 输配电线路线损计算实用方法

一、输电网理论线损计算方法

输电网线损计算主要以潮流计算为基础。理论上可以采用潮流计算求得任一时刻的有功功率损耗，对时间求积分得出能量损耗。但实际中，由于电力系统结构复杂，关口数量庞大使测量数据难以俱全。加上当前各种非线性装置的应用，14

系统的非线性也越来越严重，波形畸变，获得的数据可信度降低，无法准确地得到线损计算结果。因此目前的计算都是通过对典型日的各采样时刻进行潮流计算，再将得到的线损功率乘以相应的采样间隔，通过累加得到系统损耗电量。这种计算方法是当前各电力部门统计损耗电量普遍采用的方法，也是国家电力网线损计算导则所提出的方法。

（1）通过关口量测的配置进行实时线损计算。电力网潮流的随机性质，电力负荷计量不准确以及时间的不同步等问题随着GPS技术与SCADA技术在电网中的应用、推广与完善，已经在一定程度上得以解决。针对上述问题，部分研究人员提出了以SCADA和GPS为基础的可进行电力网实时线损计算的方法，用GPS保证数据的同步性，同时通过SCADA的遥测、遥信技术取得电力系统的实时数据，大大提高了线损计算的精度（SCADA：调度自动化系统。GPS：全球定位系统）。

比起典型日24点的计算方法，该方法确实能够提高一部分精度，但却以牺牲速度为代价。该方法在计算短期线损时精度会提高，但随着周期的延长，步长的缩短势必引起步数的增加，频繁的潮流计算和庞大的数据存储将花费更大的人力与物力。另外，对于自动化技术普及程度不高的配电侧，由于量测数据的不完整而无法使用该类方法也是其缺点之一。

（2）基于状态估计的线损计算。该类方法通过SCADA系统获得实时电量，再通过状态估计的方法进行在线的电网线损计算。

在SCADA系统中，由于量测设备、转换器件、传送通道等各环节以及量测非同时性、三相信息不同时性等因素，测量实际量与物理量之间存在量测误差。而且这种误差具有随机特性，一般假定为均值的正态分布，误差大小用标准差s衡量。另外，因系统故障、操作、通道故障等对测量产生很大干扰，可以引起很大误差，这种量测量称为不良数据。实际上，误差v＜3s的量测称为正常量测，v＞（6～7）s的称为不良数据，后者必须通过状态估计加以辨识并排除。另外，由于各种原因，某些计算需要的测点数据，遥测系统不能直接提供，这就需要经过状态估计数据来提供。数学上，量测向量维数m与状态维数n相等时，潮流方程组是可解的，即状态估计是可以进行的，但它没有提高数据精度和辨识不良数据的功能。当m＞n时，它才能够提高数据精度和辨识不良数据。（m-n）个量测称为冗余量测，称m/n为系统冗余度。量测冗余度越高，相应的状态估计能力愈强。线损理论计算数据需要具有冗余量测的状态估计来提供，才能保证线损理论计算的精度。

该类方法将某一断面上的潮流计算关口数据精度进一步提高，可以有效地提高一次计算结果的准确性，对以SCADA系统为基础的线损计算有良好的改进，然而它不能从根本上解决线损计算中步长与精度之间根深蒂固的矛盾，也不能有效地给出步长与精度之间合理的结合点。从机理上讲其本质还是逐点潮流计算累加，在一般潮流收敛的情况下，精度进一步的提高意义已不是很大。

（3）应用人工神经网络进行线损计算。采用人工神经网络无需写出输入与输出之间复杂的非线性映射关系，就可以模拟网损与特征参数复杂的非线性关系，经过训练实现其映射。为了提高计算精度，在对样本训练之前，可用Kohonen自组织网络对样本按特征进行分类，以得到用于同一类网损计算的专用的人工神经网络模型，在专用模型上对输入数据用BP算法进行训练，即可对电力系统网损进行计算（Kohonen：芬兰科学家，提出了科霍南自组织网络）。

该类方法近些年来随着数学领域的新发展和计算机计算能力的不断提高而被提出的新方法，神经网络需要的异常庞大的样本库才能达到一定的精度。随着该技术在搜索引擎等领域应用，在线损计算中引入实际应用已为时不远。

二、配电网理论线损计算方法

配电网线损是电力部门一项综合性的经济、技术指标。准确合理的配电网线损理论计算是电力部门分析线损构成、制定降损措施的有力工具，对促进供电企业降低能耗、内部挖潜、提高经济效益、优化电网规划设计方案、加强运行管理具有重要意义。目前，由于配电网结构的复杂性、参数多样性和资料不完善以及缺乏实时监控设备，准确计算配电网理论线损比较困难，一直是个难题。配电网理论线损计算的主要目的是通过对电能在输送和分配过程中各元件产生的电能损耗及各类损耗所占比例的计算，来确定配电网线损的变化规律。配电网理论线损计算方法，主要分为两类：一类是依据网络主要损耗元件的物理特征建立的各种等值模型算法；另一类是根据馈线数据建立的各种统计模型和神经网络模型等算法。传统计算方法，如均方根电流法、平均电流法等，计算结果精度不高，不便于降损分析。针对这种情况，近几年来，部分学者将遗传算法（GA）、人工神经网络（ANN）和模糊识别等理论应用于配电网理论线损计算，研究计算速度快、计算结果精度高的数学模型，丰富和发展了理论线损计算方法，拓宽了研究思路。

1.传统的主要的配电网理论线损计算方法

（1）均方根电流法。均方根电流法是基本计算方法，其物理概念是：线路中流过的均方根电流所产生的电能损耗相当于实际负荷在同一时间内所产生的电能损耗。均方根电流法的优点是：方法简单，按照代表日24h整点负荷电流或有功功率、无功功率或有功电量、无功电量、电压、配电变压器额定容量、参数等数据计算出均方根电流就可以进行电能损耗计算，易于计算机编程计算。缺点是：16

代表日选取不同会有不同的计算结果，计算误差较大。

（2）平均电流法。也称形状系数法，是利用均方根电流法与平均电流的等效关系进行电能损耗计算的，由均方根电流法派生而来。平均电流法的物理概念是：线路中流过的平均电流所产生的电能损耗相当于实际负荷在同一时间内所产生的电能损耗。平均电流法的优点是：用实际中较容易得到并且较为精确的电量作为计算参数，计算结果较为准确，计算出的电能损耗结果精度较高；按照代表日平均电流和计算出的形状系数等数据，就可以进行电能损耗计算，易于计算机编程计算。缺点是：对没有实测记录的配电变压器，形状系数不易确定，计算误差较大。

（3）最大电流法。也称损失因数法，是利用均方根电流法与最大电流的等效关系进行电能损耗计算的，由均方根电流法派生而来。最大电流法的物理概念是：线路中流过的最大电流所产生的电能损耗相当于实际负荷在同一时间内所产生的电能损耗。最大电流法的优点是：计算需要的资料少，只需测量出代表日最大电流和计算出损失因数等数据就可以进行电能损耗计算，易于计算机编程计算。缺点是：损失因数不易计算，不同的负荷曲线、网络结构和负荷特性，计算出的损耗因数不同，不能通用。使用此方法时必须根据电网实际情况计算损耗因数；计算精度低，常用于计算精度要求不高的情况。

（4）等值电阻法。等值电阻法的理论基础是均方根电流法。等值电阻法的物理概念是：在线路出口处，假想一个等值的线路电阻，在通过线路出口处的总电流产生的损耗，与线路各段不同的分段电流通过分段电阻产生的损耗的总和相等。等值电阻法的优点是：在理论上比较完善，在方法上克服了均方根电流法的诸多方面的缺点；不用收集运行数据，仅与结构参数配电变压器额定容量、分段线路电阻有关，计算出等值电阻数据就可以进行电能损耗计算，适合于10kV及10kV以下配电网理论线损计算，易于计算机编程计算。缺点是：需要假设计算条件，影响计算结果精度；对没有实测负荷记录的配电变压器，假设负荷分布按与配电变压器额定容量成比例，各节点负荷率相同，这种计算不完全符合实际负荷情况；假设各负荷点功率因数、类别系数和电压相同，但一般情况下，实际系统各个负荷点的功率因数、类别系数和电压都不相同，计算出的电能损耗值偏小。

2.配电网理论线损计算方法研究新进展

（1）对于10kV配电网理论线损计算，由于配电网表计不全，运行参数无法全部收集，或者网络的元件和节点数太多，运行数据和结构参数的收集整理很困难，无法采用潮流方法。近年来，部分学者在潮流算法方面进行了新的研究，丰富和发展了潮流算法，但都处于理论研究和探索阶段，距离实用化还有一段差距。

（2）遗传算法与人工神经网络算法为解决配电网理论线损计算困难，近年来，部分学者将遗传算法（GA）与人工神经网络理论（ANN）引入配电网理论线损计算方法中，虽然计算精度有明显提高，但由于受配电网结构类型多样性制约，需要建立学习样本并进行训练，比较复杂，通用性和实用化差，需进一步深入研究。

（3）基于区间算法对负荷曲线形状系数的区间性进行了详细分析和论证，给出了形状系数的区间值获取方法，指出基于平均电流法的配电网线损区间算法的计算结果是各损耗区间值，为用户提供了更多信息，需进一步研究。

（4）模糊识别技术应用该方法采用模糊理论中的模型识别原理对支路电流的分配进行修正，使计算结果尽可能准确，即理论运行状态尽可能接近实际运行状态，提高了线损计算的精度。但该方法在对电流大小及变压器负荷率的大小进行模型判别时，隶属函数的选择较难，在实际应用中较困难。

3.发展方向

常规配电网理论线损计算方法，都是在现有数据（包括配电网元件参数和运行数据）基础之上，按照传统或现代的等值模型、统计模型进行计算的，缺少实时性和全面性。由于配电网外部环境和内部结构参数、运行方式、负荷不是固定不变的，因此计算出来的理论线损变得滞后、粗放和失真。随着调度自动化系统（SCADA）、配电网自动化系统（DMS）和综合信息管理系统（MIS）等技术的不断发展和广泛应用，研究与之相结合的在线实时配电网理论线损计算方法，是未来发展方向和必然趋势，是配电网理论线损计算的发展要求。

三、基层供电企业常用四分线损率计算

为实现对电力营销业绩的考核和对相关部门、基层站所线损管理的考核，供电企业要分级、分压、分线、分台区统计线损率指标，常用的线损率如下：

（1）企业综合线损率。

企业综合线损率=统计供线电损量电量×100%=全网总购全电网量总-购全电网量总售电量×100%

（2）高压综合线损率。高压综合线损率即10kV及以上综合线损率，计算公式为：

高压综合线损率=高压总供高电压量总-供高电压量总售电量×100%

（3）各级电压综合线损率。

本级电压综合线损率=本级电压总本供级电电量压-总本供级电电量压总售电量×100%（4）10kV公用线路线损率。

1（0综kV合）公线用损线率路=10kV公用线1路0总kV供公电用量线-1路0总kV供公电用量线路总售电量×100%

（5）10kV单条公用线路线损率。指本企业多个用户共用的一条供电线路。10kV单条公用线路线损率的计算公式为：

单条公用线路线损率=本线路总本购线电路量-总本购线电路量总售电量×100%

上式中总购电量为以下电量之和：本条线路10kV受电（网）侧电量、本线路购入电量（一些地方的小水电或企业自备电厂直接在10kV线路的干线或分支上并网上网）。

总售电量为以下电量之和：本条线路各10kV专变用户售电量、10kV公用变（含农村统管公用变、农业变）总表抄见电量、以10kV电压向相邻电网输（售）出的电量。

（6）0.4～10kV综合线损率。为了加强对供电所10kV及以下配电网线损管理考核，需核定的一个综合指标。

其计算公式为：

0.4～10kV综合线损率=10kV供电量-10kV及以下售电量

×100%

10kV供电量

式中：10kV供电量等于该供电所辖区内各条10kV线路购电量之和（与前面所述定义相同，即每一条线路的购电量为本线路10kV出口电量与10kV线路中购入电量之和）。0.4～10kV售电量为以下电量之和：本条线路0.4～10kV各专用变用户和全部低压用户售电量，以10kV电压向相邻电网输（售）出的电量。

（7）低压综合线损率（统计区域可以是全县、县城、农村或各供电所等）。低压综合线损率计算公式为：

低压综合线损率=低压总供低电压量总-供低电压量总售电量×100%

式中：低压总供电量等于所有公用配变（含农业排灌公用变）总表抄见电量之和。低压总售电量等于所有低压用户（含低压电力抽水机井、泵站）抄见电量之和。

（8）公用配变台区（含农业排灌公用变）低压线损率。城乡低压线损必须实行对单个公用配变台区（含农业排灌公用变）的低压线损率考核。公用配变台区（含农业排灌公用变）低压线损率的计算公式为：

台区低压线损率=台区总供台电区量总-供台电区量总售电量×100%

式中：台区总供电量为该台区低压侧总表抄见电量。台区总售电量为该台区所有低压用户抄见电量之和。

需要说明的是，在统计计算各级线损率时，均应将相应的本企业自用电量统计在售电量之内。