专业好文档 基于基于 GISGIS 的可视化配电网线损研究的可视化配电网线损研究 海天舒1，朴在林1，宋野2，常滨3（1.沈阳农业大学，沈阳，；2. 本溪供电公司，本溪，；3.沈阳华岩电力技术有限公司，沈阳，）摘要摘要：本文论述了国内外的线损研究工作和电力 GIS 的发展、应用现状及技术，对目前多种理论线损计算方法进行分析。针对农村电网传统线损管理系统的不足和农业电力部门的迫切需要，对基于 GIS 技术实现线损管理功能的思路、技术方法及其总体结构、数据模型和线损计算等展开了深入研究和探讨，并进行了具体实践研究。关键词关键词：配电网,地理信息系统,线损计算The Visual Calculation System for Line Losses in Power Distribution Networks Based on GISHaitianshu1,Piao Zailin1, Song Ye2,Chang Bin3 (1.College of Information and Electrical Engineering, ShenYang Agricultural University, ShenYang, ; 2. BenXi Power Supply Company ,BenXi,;3. ShenYang HuaYan Power Technology co.,LTD, ShenYang ,) Abstract：In this article domestic and foreign progress and status quo of application and technology in line loss research and power GIS are discussed and recountedBased on several common methods of line loss calculation, some research and comparison in accuracy and applicability among these methods are discussed, aiming at the disadvantages of the management system of the traditional rural power network and the hot requirement of the electric departments，the idea and technology based on Geographic Information System to realize the functions of line loss management is discussed，at the same time the general structure，data model and the calculation of line loss have been studied as well as applied to real conditionsKey Words：Distribution Network, Geographic Information System, the calculation of line loss1 引言电力网传送、分配过程中的线路损失与电力 企业的经济效益和电网运行费用是直接相关的。 通过对于线损的分析和计算，可以促使电力企业 采取有效的措施，例如换置电力设备、改造不合 理的供电线路等，达到降低线速率的最终目的。传统线损计算步骤繁琐、数据滞后、误差大， 很难满足电力企业的要求。GIS 形象直观的图形界 面，空间数据与属性数据紧密结合的特点为线损 计算带来了新的生机。2 国内外配电网线损研究现状国内电网线损计算多采用简单、近似的算法 进行计算，制度和软件方面的水平参差不齐。多 年来，对计算软件的功能改进一直是线损计算和 管理的重要目标。国外的配电网建设在自动化和 高级软件的应用方面相比我国有很大的优势。国 际热点是网络化、集成化、智能化。3 数据来源GIS 平台的信息数据与线路、变压器台账获得 的有功无功电量、属性数据和负荷特性等是计算 理论线损的最直接数据来源。 配电线路和设备关系的地理信息数据是通过 GPS 采集得到的，数据拓扑网络的建立是通过杆塔数据、变压器数据、架空线路数据、线路 T 接数 据之间的关联完成的。架空线路图是由杆塔的起 止杆生成的，而线路图是架空线路图和 T 接线路 图的汇总；变压器分布结构图是结合变压器的基 本数据和杆塔数据得到的。线路图和变压器分布 结构图构成了完整的配电网地理信息图。 流程图如下：图图 1 配电线路网络形成流程配电线路网络形成流程4 配电网线损计算类型和算法配电网线损计算一般分为两大类：一类是统 计线损计算，每月一次；一类是理论线损计算， 半年或一年一次。从理论线损和统计线损的偏差专业好文档 中，可以看出管理上的差距，从而分析出可能存 在的问题，然后找出原因并采取措施。4.1 统计线损计算统计线损计算是根据每月代表日的超标结果 进行计算，从而反应实际线损。它是考查各个变 电站、电管所的线损管理工作的重要指标，是反 窃电、电容补偿等工作的重要根据。 4.2 理论线损计算线损理论计算是降损节能，加强线损管理的 一项重要的技术管理手段。通过理论计算可发现 电能损失在电网中分布规律，通过计算分析能够 暴露出管理和技术上的问题，对降损工作提供理 论和技术依据，能够使降损工作抓住重点，提高 节能降损的效益，使线损管理更加科学。 常用的计算理论线损的方法有均方根电流法、 损失因数法、等值功率法等很多种。这些方法基 本都是为了得到一个与实际出线电流相近似的 “等效电流” ，把该电流为流过线路出口的等值电 阻时产生的电能作为线路损耗。这样，线损计算 转化成计算线路等效电流和出口等值电阻的过程。算法举例 一、均方根电流 均方根电流法，又称代表日负荷电流法，是 比较传统而常用的经典算法。等值电阻为 r，通过 电流为 i 的线路 24 小时的线损电量根据日负荷曲 线可以得出以下计算式：24230310Ari dt根据这个日线损电量计算式，可得出222 1224. 24jfiiii（、分别为每小时负荷电流）1i24i是线路首段负荷电流的均方根值，即均方jfi根电流，即均方根电流。有了均方根电流，线损 的计算就很容易了。 均方根电流法的计算式为：2233()10p g jf rjAAi rtA N其中，p gA为该线路实际有功供电量；rjA为代表日平均每天有功供电量；N为投运天数。 二、前推回代潮流法 前推回代法是近几年计算网速潮流方法中比 较常见的一种算法。其编程简单，收敛性好且得 出的线损数据精确，误差小。 前推回代的基本原理是： （1）一般假定节点电压且节点负荷为已知， 全网电压都为额定值。 （2）首先，根据负荷功率由网络末端向始端 逐段推导，计算元件的功率损耗而不计算电压降 落。 求得全网的功率分布及根节点的注入功率即 始端功率这是回代过程。 （3）然后，根据给定的始端电压和求得的始 端功率，从始端向末端进行逐段推导，求得全网 的电压分布及末端电压这是前推过程。 （4）计算负荷节点电压与前一次计算电压的 偏移量，记录最大偏移值。 （5）如此重复上述过程，直至各个节点的电 压偏差满足我们所定义的收敛条件为止。 （6）根据各节点电压电流值，计算各支路线 路潮流和网损。 三、电量法 电量法又被称为电能表取数法，它把用户的 电能计量表所记录的电量作为线损计算的依据， 是现在普遍常用的新方法，线路的有功和无功供 电量都从电能便可读取，只要有用户抄表电量， 随时可以考核每月以及每个用户的电能利用率和 损失率，而且还可得到损失电量值，进而找到原 因达到降损目的，保障农网运行的稳定性。这些 优势使这种方法简单易行，并且由于读取电量数 值准确明了，大大的提高了线损理论值的可信度。计算式如下： 导线的线损电量2 223 12 1()10d d P gQ g pjK RAAAU t 变压器负载损耗电量2 223 2()10d b bP gQ g pj bK RAAAU t 整个配电网络的损耗电量2 223 2()()10d dd b kbP gQ g pj jKRRAAAU t 线路的固定损耗电量专业好文档31()10mgdo ib iAPt 线路的总损耗电量kbgdAAA 其中、是线路有功和无功供电量；P gAQ gAK 是负荷曲线特征系数；和为导线和变d dRd bR压器绕组和的等值电阻； 是平均运行电压；pjU、和分别为线路实际运行时间、变压器综1tbtjt合运行时间以及线路与变压器综合平均运行时间；是每台变压器的空载损耗。o iP5 基于 GIS 的网损计算的实现以一个简单的配电网络为例，如图 2 所示。图图 2 某某 10KV 线路结构图线路结构图图 3 是系统主界面，以及根据该算例在软件 上绘制的线路图。图图 3 在系统界面上绘制的示意图在系统界面上绘制的示意图在对线路上导线和变压器等参数进行录入后， 进行网损计算，按照已知输入线路首段参数，如 图 4 所示。图图 4 线路首段参数线路首段参数图 58 为软件的运行结果截图。图图 5 线损总体分析与参数界面线损总体分析与参数界面图图 6 线损分段分析和参数界面线损分段分析和参数界面 1专业好文档图图 7 线损分段分析和参数界面线损分段分析和参数界面 2图图 8 线损计算结果图示线损计算结果图示根据计算结果可以得出，在这条 10KV 的配电 线路中，相对于可变损耗的固定损耗在总损耗中 占得的比重要大得多，可以得出这条线路是轻负 荷线路或者处于轻负荷状态的结论。6 结束语 线损计算是一项数据采集和处理量都非常大 的工作，随着我国配电网规模的扩大，难度也会 不断增加，传统的管理模式的已经不能满足其要 求，只有不断改进管理和计算的方法才能推进电 力企业的发展。本系统的目标就在于对配电网网 损管理方法进行革新，改进传统管理模式，增强 可视化程度，从而达到提高供电可靠性、降损、 提升电力企业管理水平等目的。基于 GIS 的网损 计算系统更好的实现了可视化管理，大大提高了 软件的实用性，不需人工干预。开辟了线损计算 的新篇章。该模块使管理人员能方便、快捷的利 用网络数据信息进行电网理论线损的计算，发挥 了 GIS 的优势，避免了大量重复性的工作，较大 地提高了电网管理水平和工作效率。7 参考文献参考文献1边馥苓等.地理信息系统原理.北京：测绘出版 社，1996.3-102 2 李红梅.配电网线损计算与无功优化D.沈阳 工业大学,2005 3刘学工等.配电管理地理信息系统的开发与实 践J.华中电力,2003,10,52-55 4朱义勇,王孟龙.配电管理系统的技术要点.电 力自动化,20(3):30-33 5吴信才,白玉琪.地理信息系统(GIS) 发展现状 及展望J.计算机工程与应用, 2000,3,19-22 6颜伟,刘方,王官洁,等.辐射型网络潮流的分层前 推回代算法.中国电机工程学报,2003,23(8):76-80 7廖学琦.农网改造线损计算分析与降损措施M.中 国水利水电出版社.20(3):25-36专业好文档 Editors note: Judson Jones is a meteorologist, journalist and photogr