10 kV配网高压线损精益化监控研究、设计及开发

邓威，罗志坤，王灿，张可人

(国网湖南省电力公司电力科学研究院，湖南长沙410007)

10 kV配网高压线损精益化监控研究、设计及开发

邓威，罗志坤，王灿，张可人

(国网湖南省电力公司电力科学研究院，湖南长沙410007)

开展10 kV配网高压线损的精益化监控，是线损 “四分”管理的本质要求，亦是降损增效，实施技术降损措施的基本前提。本文对目前湖南省实施10 kV高压线损精益化监控的关键技术、基本条件进行了详细的阐述，对10 kV供、售电量数据的提取、挖掘、数据甄别、计算方法及分析流程进行了深入的研究。提出了一套适应10 kV线损精益化管理的监控程序架构，基于配电网大数据平台，完成了线损监控模块一期开发。应用效果达到了预期目标，验证了相关技术的可行性。

10 kV；电量数据；统计分析；线损监控

线损管理是电网企业在经营过程中不能忽视的一个重要问题，它是衡量电网企业运营的重要经济技术指标。据统计，在整个电网输变供电环节中，10 kV及以下配电网的损失电量占比整个损失电量的70%以上，因此做好10 kV配网线损管理对提高供电企业的经济运行效益具有显著的作用〔1〕。

实现10 kV配网线损的精益化监控是强化线损管理的基本前提〔2〕。将10 kV配网线损管理划分为高压线损和台区低压线损两部分，并从技术上分别监控，有利于线损管理工作。对技术降损措施的制定、降损重点的准确定位具有非常重要的意义。

1 线损监控的基础条件和关键技术

1.1 线损监控的基础条件

线损监控的基本过程如图1所示，包括电量数据采集、传输、汇总集中、数据预处理、分析计算、监控展示等过程。其中终端电量数据的自动采集和自动传输是实现线损监控的基础条件。

图1 线损监控基本过程

目前在线智能采集终端和信息通信处理技术在电网中已得到广泛应用。湖南省自2011年以来开展了电力用户用电信息系统的建设，目前线路关口、公变台区总表、专变总表的集抄覆盖率分别达到看92.46%，92.82%，81.13%，采集成功率达到95%以上。已基本具备开展10 kV配网高压线损精益化管理的基础技术条件，且随着集抄覆盖率和采集成功率的进一步提升，将会确保准实时、精益化的线损监控全面实现〔3〕。

1.2 线损监控的关键技术

目前湖南省SG186营销系统已有上千万的变电站、发电站、用户、线路、台区等台账数据，包括已实现集抄和未实现集抄的各类关口，电力用户用电信息系统 (简称用采系统)亦有相当数量等级的自动集抄终端台账及采集的电气量数据，涵盖了所有电压等级。其中SG186营销系统作为台账数据源、用采系统作为电气量采集数据源，通过两者的结合，便可提取所需线路、台区、上网电站、用户等关口集抄的电量数据，再通过一系列建模、处理和计算，理论上可得到所需对象的供、售电量和线损电量，最终可监控和分析其线损数据〔4-7〕。

但要实现10 kV配网高压线损的精益化监控，需解决如图2所示的几个关键技术:①实时传递海量数据源，基于SG186营销系统和用采系统数据库结构和结构标志位，通过 SQL语句合理挖掘，从而在海量数据中准确、快速地定位所需的台账和采集数据；②SG186营销系统到用采系统关口表计的一一映射和查询，准确读取电量数据，并进行预处理；③非完整电量数据的偏差分析计算。将上述关键技术进行集成，便可实现线损监控。

图2 线损监控关键技术

10 kV配网高压线损范畴为变电站10 kV母线的出线开关至线路公变台区总表、专变总表。包括10 kV线路、公变变损、高供低计专变变损等。由于SG186营销系统中包括了所有电压等级和类型的表计，在进行10 kV配网高压线损监控时，先需对计量点表数据库进行数据挖掘，得到10 kV线路的出线关口、上网电站关口、配变总表等。

数据挖掘。在线损监控中，定义10 kV出线关口和上网电站关口为供电关口，公变和专变总表为售电关口。在SG186营销系统的计量点表结构中，“CP_TYPE_CODE”表示表计类型，“MP_LEVEL”表示计量等级，采集对象表中的 “OBJ_VOLT_ CODE”表示电压等级。因此10 kV线路供电关口表的筛选条件为:①CP_TYPE_CODE为5或6，表示变电站或发电站表；②采集对象表的 “OBJ_ VOLT_CODE”字段必须等于AC00101，得到10 kV等级的供电表；③通过表计所属线路的 “LINE_ ID”找到线路记录，并根据线路的公专线标志“PUB_PRIV_FLAG IS”过滤掉10 kV专线供电表。

10 kV线路售电关口表的筛选条件为:①CP_ TYPE_CODE必须等于3或4，过滤得到专公变售电表；②专变通过计量点表 “MP_LEVEL”字段等于1，过滤掉非总表的专变售电表；③专变计量点表的 “TYPE_CODE”必须为01，公变计量点表的 “TYPE_CODE”必须为02，过滤掉非计费的专变售电表和非关口表的公变售电表；④采集对象表的 “OBJ_VOLT_CODE”字段等于 AC00101，AC02202，AC03802，过滤掉非10 kV，220 V，380 V等级的专变售电表。

数据读取与预处理。通过上述数据挖掘，得到所需10 kV供、售电关口表计台账数据，然后通过SG186营销系统与用采系统的一一映射对应关系，提取用采系统中所需表计的冻结电量等数据。再对表计数据开展进一步的处理、计算分析。

其中表计映射、电量数据读取过程如图3所示:①通过SG186营销系统电表结构d_meter的asset_no电表资产编号，映射到用采系统电表结构d_meter的asset_no表资产编号；②映射成功后取用采系统 d_meter的 meter_id电表 ID；③通过meter_id再映射到用采系统R_COLL_OBJ采集对象表的coll_obj_id采集对象ID；④用coll_obj_id采集对象ID映射到用采系统测量点表结构p_mped的mped_id测量点ID；⑤通过mped_id测量点ID，在用采系统的e_mp_day_read表结构中，取抄表表码。通过上述步骤，完成所需表计的表码读取。

图3 电气量数据读取与预处理

由于表计自身计量故障或倍率错误，对提取的表码进行计算所得的有功电量数据存在失真现象，需基于台区配变容量开展数据预处理。如台区额定容量为SNkVA，计算所得的有功电量为APkWh，则预处理公式如下:

根据上式计算得到配变负载率β，对β所处区间分别进行辨别:

β≥1时，可以判断台区额定容量SN或有功电量AP有误，提示相关数据有误，需核实SN、表码和综合倍率。

0.8 ＜β＜1时，如台区为公变，则提示相关数据可能有误，需核实SN、表码和综合倍率。

0＜β＜0.8时， 可以判断相关数据基本正常，符合进行下一步计算。

β≤0时，可以断定有功电量AP有误，需核实表计是否故障。

对上述处理过程得到的β，都应进行存储，并分析、对比其变化趋势，如β变化过大，则应进行预警，提示数据可能有误。

非完整同期数据偏差分析。集抄终端的采集数据自动传输受网络、终端通信故障等因素影响，会出现延时或传输失败，从而导致无法准确、及时计算线损，不能满足监控数据完整性、同期性要求。尤其是线损的月度分析，当部分集抄终端月末24:00:00的冻结电量传输失败时，则破坏了供、售电量数据的完整性和同期性。此时可引入非完整同期数据的偏差分析方法。其步骤流程如图4所示:①自动搜寻和读取上月末24:00:00的冻结电量数据，当读取失败时，则搜寻读取与其最近的日冻结电量，并判断其偏差方向和天数；②自动搜寻和读取当月末24:00:00的冻结电量数据，当读取失败时，则搜寻读取与其最近的日冻结电量，并判断其偏差方向和天数；③根据上月末和当月末24: 00:00的冻结电量数据读取情况，以及偏差方向、偏差天数和偏差电量的计算分析结果，可直接计算或估算当月同期供、售电量和线损数据。

如上月末、上月倒数第 2天、第 3天的24:00:00的冻结电量自动采集均不成功，当月第1天24:00:00的冻结电量自动采集亦不成功，但第2天和当月末24:00:00的冻结电量采集成功，因此自动读取当月第2天的冻结电量，偏差方向为负，偏差天数为2天，偏差电量为当月第2天前后5—7天内的日平均电量与偏差天数的乘积。通过计算得到当月第2天至月末的电量结果，再加上偏差电量，即得到估算后同期电量。

图4 非完整同期数据偏差分析流程

2 线损监控功能设计

2.1 线损监控功能底层设计思路

10 kV配网高压线损监控功能的底层设计思路，采用数据库实时同步技术分别从SG186营销系统、用采系统实时同步10 kV线路、变电站、配电台区、表计等台账，以及供、售电关口表日冻结电量示值。然后根据10 kV线路、台区配变、线路开关、关口表计、综合倍率、计量方式等台账及拓扑挂接关系，计算分析区域和线路的线损情况。图5为底层线台账、数据基本关系架构图。

图5 10 kV配网高压线损台账、数据关系架构

2.2 线损监控分类功能设计

基于10 kV配网高压线损监控功能的底层设计思路，还需考虑目前关口集抄尚未全覆盖、集抄失败、计量突变、相关台账不完备和准确等现实情况。应分类设计关口计量装置、台区/开关/上网变、线路—台区/开关/上网变挂接等子功能块。以开展相应的维护、操作和高级应用分析。

1)关口计量装置功能块。基于数据挖掘、过滤技术，通过时间设置以及查询条件之间的有效性，查询、展示特定的表计及其电量数据。

该功能块可人工创建关口表计台账、对表计状态、一级类型、二级类型、计算类型、计量方式、表计挂接进行维护。亦可查询表计日冻结电量，并对表计月度电量数据进行调整和核准操作。

2)台区/开关/上网变功能块。通过时间设置以及查询条件之间的有效性，查询、展示特定的台区/开关/上网变及其用电量明细数据。

表计每日将其正反向冻结电量、计算类型、综合倍率、抄表类型等数据保存在所挂接的台区/开关/上网变里，台区/开关/上网变根据这些数据可计算出其每日的正反向电量。

该功能块可人工创建台区/开关/上网变台账，可对其状态、类型、电源类型、计算类型、以及与表计、线路的挂接关系进行维护。并可对台区/开关/上网变的月电量进行调整核准。

3)线路—台区/开关/上网变挂接功能块。该功能块通过对线路与台区/开关/上网变挂接关系的维护，可以准确的反映出线路上的供电点和售电点，以及线路之间的互联关系。是开展分线线损准确计算、分析的基本条件。

该功能块同时可对台区/开关/上网变—表计的挂接关系进行维护，还可维护线路、台区/开关/上网变、表计的相关可维护项。同时可以查询台区/开关/上网变、表计每天的详细数据。维护后，还可以按日、按月等方式回算、查询线路线损情况。

通过上述功能子块的设计，从而可以基本实现分线线损的监控。

3 线损监控模块开发

10 kV配网高压线损监控模块在配电网大数据应用平台上进行开发，目前该模块已完成1期开发，包括区域线损、变电站线损、线路线损、关口表维护、线路维护、馈线组线损等6个功能部分。后续将会继续开发表码数据智能甄别、自定义线损建模、母线电量平衡、理论线损计算等功能部分。进入线损监控模块后的总界面，展示了全省及各地市公司上月线损的整体情况。各部分界面通过点击主界面右上角的图标即可打开。

总界面右上角从左到右分别是关口表维护、线路维护、线路线损、馈线组线损、变电站线损、区域线损等功能子块。其中关口表维护功能子块可对表计类型、状态、计量方式、计算类型进行维护。线路维护功能子块可以维护线路与表计挂接关系、线路资产性质、类型、状态、互联关系等。线路线损以变电站馈线为基本监控单元，可查询每条线路供、售电点的明细电量和线损电量，并可根据线路互联情况形成馈线组。馈线组线损展示了互联馈线打包后的供、售电量和线损电量。

变电站线损和区域线损分别在线路线损计算的基础上，通过对该站和区域所有10 kV出线的线损进行统计而得。

4 结论

通过实施线损监控模块1期建设，对营销系统中10 kV线路、供售电关口表计及挂接关系等台账数据库进行了一系列的挖掘，建立与用电信息采集系统中表计读数的一一对应关系，从而可以计算分析变电站馈线、区域的线损情况，实现10 kV配网高压线损的精益化、准实时监控和管理。

〔1〕叶晋.加强配网线损管理提高企业经济效益 〔J〕.广东科技，2011，20(14):224-225.

〔2〕任婷婷，郭亮.电力营销信息化条件下配网线损的精细化管理分析 〔J〕.信息系统工程，2014(7):47-47.

〔3〕王咏晶.用电信息采集系统深化应用研究 〔J〕.工业C，2015 (62):158-159.

〔4〕谢珍贵，陈振宇.电力企业应对大数据时代的技术策略研究〔J〕.重庆文理学院学报，2015，34(2):135-138.

〔5〕刘志勇.10 kV线损实时计算系统的研究 〔J〕.现代工业经济和信息化，2014，80(10):60-61.

〔6〕苏凯，李一红.配网线损管理模型在营销系统中设计与实现〔J〕.广东输电与变电技术，2006(4):31-33.

〔7〕桓露.用电信息采集系统数据分析与处理技术探索 〔J〕.电子技术与软件工程，2015(19):206-206.

Study，design and development on the lean monitoring of the 10 kV high voltage distribution line loss

DENG Wei，LUO Zhikun，WANG Can，ZHANG Keren

(State Grid Hunan Electric Power Corporation Research Institute，Changsha 410007，China)

The lean monitoring of the 10 kV high voltage distribution line loss is the essential requirement of line loss“four levels”management，and it is also basic premise of loss reduction and implementing loss reduction measures.Firstly，the key technology and fundamental condition of implementation of the lean monitor of the line loss of 10 kV distribution gird in Hunan province are described in detail in this paper.Secondly，the extraction，mining，distinguishing，calculation method and analysis process of power data are all researched deeply.Finally，a set of monitoring program structure for lean management of the line loss of 10 kV distribution gird is proposed，and the development of line loss monitoring module is completed based on big data platform.The application results of line loss monitoring module achieve the expected goal，and the feasibility of the related technology is verified.

10kV；power data；statistical analysis；line loss monitoring

TM711

B

1008-0198(2016)04-0009-04

10.3969/j.issn.1008-0198.2016.04.003

邓威(1983)，男，湖南娄底人，博士，主要从事智能电网、节能降损、电压无功等方面研究。

2015-12-25 改回日期:2016-01-25