基于同期线损的低压配电线路电量异常监测系统设计

基于同期线损的低压配电线路电量异常监测系统设计

朱晓燕

内蒙古电力（集团）有限责任公司乌兰察布电业局兴和供电分局 内蒙古乌兰察布市 013650

摘要：在整个输电网络中，这两种线损量始终呈现伴随状态。为避免任务过量分配情况的出现，在实际配电过程中，需要对设备运行参数、实测执行数据进行实时计算，并根据每个配电原件所属网络的应用格局，对输电线路中损耗的电量理论值进行计算，这种计算方式即为同期线损计算。线损率作为同期线损计算中的最重要物理参数，既能表示配电线路中的实时供电百分数，也能反映电解质的耗电总量。在明确系统线损率的前提下，可以通过配置输变电网的方式，达到监测系统电量异常行为的目的。在此基础上，通过计算低压配电线路原件同期线损的方式，完成异常电量监测轨迹对比，再连接所有输入、输出信道，完成异常监测存储数据库建立，实现低压配电线路电量异常监测系统的软件运行环境搭建。结合软、硬件运行环境，实现新型系统的顺利应用。

关键词：低压配电；电量监测；降损节能

随着经济的发展，人民对于电力的需求不断增加，节能降损逐步受到企业和政府越来越高的重视。线损率作为影响供电企业经济效益的直接因素，同时反映了供电企业的基础管理水平，因此加强线损管理、完善降损措施是刻不容缓的事情。随着电网的发展，配电网设备的分布范围不断扩大，高线损情况日益严重，配电网损耗作为电网损耗的主要组成部分，一直是供电企业管理的重点和难点。在低压电量运行参数、实际监测向量保持不变的前提下，进行多次对比实验。对比每一次的实验数据，证明该新型配电线路电量异常监测系统的实用价值。

一、同期线损

同期线损是指在线损计算时，供电量和售电量采用周期内同时刻的表计电量。如同期月线损一般指每个月第一天零点的供售电量和下一个月第一天零点的供售电量进行对比计算，计算结果为同期月线损，同期日线损计算一般采用 24 小时的供电量和售电量，计算结果为同期日线损。同期线损更能反映出线损的真实水平，是目前电网企业采用最普遍的线损计算方法。

二、低压配电线路电量异常监测系统设计

1、低压配电线路电量异常监测系统硬件设计

（1）线损计算模块设计。线损计算模块可以通过读取拓扑分析结构与异常监测存储数据库相连，并在其中对低压配电电路电量数据进行实时调取。该模块在 GIS 设备的促进下，对所有需要登录的用户名称和口令进行及时认证，在确保电量数据监测完整性的同时，限制异常访问信息的访问权限［2］。读取拓扑分析结构是线损计算模块与系统数据库间进行信息交流的唯一通道，可以根据低电压配电网中线路设备参数的配置情况，确定电量节点与配电支路间的连通关系，并通过这种方式为配电监测电路提供固定的同期线损率计算结果，以确保后续电量异常监测指令的顺利运行。

（2）配电监测电路设计。新型系统的配电监测电路具备一个 ADC 模数转换器，可以在模拟低压配电线路电流量、电压量的同时，将所有待监测异常数据转化为数字编码形式，再借由电量输出信道将这些数字参数传输至系统数据库进行长期存储。ADC 模数转换器以 A/D 转换技术作为数据配置原理，可以在高精度、低功耗低压电阻的配合下，对系统回路中的所有线路电量数据进行实时监测［1］。当电阻自身阻抗不足以承载线路配电参数或剩余电量过低时，核心监测原件会陷入空闲工作状态，易造成电量异常数据监测不及时的现象。为避免上述情况的发生，配电监测电路额外负载一个 AMP 放大器，可以同时分配 Vbe1、 Vbe4 两个定向开关，一个负责监测系统输出信道中低压配电线路电量的异常情况，另一个负责监测系统输入信道中低压配电线路电量的异常情况。数据定向划分有效避免了电路监测压力过大的问题，促进系统执行效率的不断提升。

2、低压配电线路电量异常监测系统软件设计。在硬件运行环境的基础上，通过低压配电线路原件同期线损计算、异常电量监测轨迹环节，完成系统的软件运行环境搭建，实现新型电量异常监测系统的顺利运行。

（1）低压配电线路原件同期线损计算。在新型低压配电线路电量异常监测系统搭建的过程中，同期线损的全量不能通过物理计算而得出精准数值，大部分线损率只是在获取特质量测表数值后，利用相关统计原理得到的估计值。因此，在实际配电监测过程中，电镀表供电量与电路实际用电量间的差值成为计算低压配电线路原件同期线损的唯一物理量，也被称为同期统计线损量［2］。在 Vbe1 定向开关保持连续不闭合状态的前提下，配电监测电路中的 AMP 放大器会向低压电阻传输连接电量，直至低压电阻两端的额定电压达到预期数值。设t 代表系统的配电监测时间，P 代表电镀表供电量，E 代表电路实际用电量，利用上述变量条件可将低压配电线路原件的同期线损表示为:

（2）异常电量监测轨迹对比。异常电量监测轨迹是反映系统监测效果的重要指标。随着系统运行时间的不断增加，电量监测数据获取模块抓取到的数据总量呈现幂次增长趋势，线损计算模块面临较大的运行压力。为避免局部电量的不断累积，配电监测电路会加大 A/D 转换力度，对 ADC 模数转换器、AMP 放大器两端的实际工作电压进行有效分配。为保证相关硬件模块的稳定运行，Vbe4 定向开关必须保持长时间的不闭合状态，并借助输入、输出信道传输低压配电线路电量的异常情况。此时，Vbe1 定向开关的连通状态成为唯一影响配电线路原件同期线损量的指标，而线损量计算结果改变带来的直接影响就是异常电量监测轨迹的变化。在2min 的监测时间内，正常电量监测轨迹呈现较为密集的分布状态，超过 2min 后，正常电量监测轨迹呈现相对稀疏的分布状态。而异常电量监测轨迹在 2min 的监测时间内呈现绝对平均的分布状态，超过2min 后，分布曲线无任何规律，如图所示。

新型低压配电线路电量异常监测系统在保留传统系统应用优势的基础上，充分利用各耗电元件同期线损计算结果，对配电电路、存储数据库等运行模块的执行功能进行不断完善。

参考文献：

[1] 王嘉宁,牛新涛,徐子明. 基于无线传感器网络的温室 CO2 浓度监控系统[J]. 农业机械学报,2017,48(7): 25.

[2] 冯智慧,宋春燕,张广洲. 基于分布式多层体系的输变电工程电磁环境智能实时监测系统[J]. 中国电力, 2019(1):13.

[3] 房景辉,邹健,刘毅. 基于物联网技术的水质监测系统中不同溶解氧传感器应用效果初探[J]. 山东农业科 学,2018(4): 18.