0　前言

　　配电网作为电力网的末端，电压等级低，直接与用户相连接，线路分布广，网上设备多。长 期以来，我国电力建设一直呈现重发轻输的局面，配电网建设滞后、网架结构薄弱、设施老 化、供电半径过长，导致配电网线损率居高不下。电力市场将逐步在我国实施，电能将作为商品进入市场，各级供电部门，尤其基层供电部门的经济效益直接与配电网运行线损和运行费用相关。
　　为了制定和实施经济合理的线损率指标，要发现电网结构和调度、生产技术、用电、计量管理设备性能及运行状况等方面的薄弱环节，掌握损耗的构成与发展方向，有针对性地采取合理的降损措施，并检查措施的实际效果，必须进行线损的理论计算和降损分析计算。目前很多基层供电部门的线损管理仍处于手工管理状态，资料数据的收集、整理、分析、计算工作十分繁重，且效果不尽人意。现有在配电网线损分析程序多基于DOS操作系统，数据输入、检错、修改不便，输出结果不够丰富、简洁，为此，开发一套适合于基层供电部门线损分析与管理的应用软件系统是很有必要的。

1　改进前推回代法

　　在配电网中，负荷节点数量很多，一般无表计实时记录其运行参数，配电线路R/X的比较大，配电网运行时一般为放射结构，传统的潮流程序难以应用于配电网潮流和线损计算。所以，传统的配电网线损计算方法都是在满足一定精度的前提下，根据一定的简化条件进行计算：(1)假定网络中各节点的电压相等，忽略沿线路的电压损失对能耗的影响；(2)假定各负荷节点的功率因数与首端相等；(3)假定网络中各负荷节点的负荷曲线形状与首端相同。　
　　随着配电网网络的发展和计算机技术在电力系统中的应用，传统的简化方法由于计算精度不高、不便进行降损分析等原因，不能适应现时需要。要想提高计算精度，必须逐步去除上述假定条件，在此提出一种新的配电网线损计算方法--改进前推回代法。由于改进前推回代法以配电网的潮流迭代计算为基础，考虑了无功功率和线路电压损失对线损的影响，去掉了上面假定条件(1)，且便于进行配电网的降损分析。
　　前推回代法针对辐射状配电网的特点，以支路网损为状态量，进行前推回代求解。潮流方程为线性方程，其收敛阶数为一阶线性的^［1］。
　　由于配电网中一般无实时表记记录负荷，缺乏前推回代潮流法所必须的数据。实用的方法是在一定的假设条件下，将馈线出口处(根节点)测得的代表日有功、无功电能以及与网络相连的小电源代表日有功、无功电能按一定比例关系分配到各配变的每一小时，得到用于迭代计算的各配变负荷节点每小时的负荷功率。
1.1　馈线出口处每小时负荷功率的确定
　　变电站每条馈线出口处都有电压、电流表和有功、无功电能表，通常电能表的准确级要高于电压、电流表，故选择代表日的有功、无功电量作为分摊的基础。

P_st=K_stP_s

(1)

Q_st=K_stQ_s

(2)

式中　K_st--馈线出口处第t小时的功率分配系数；
　　P_s、Q_s--馈线出口处代表日的有功、无功电量；
　　P_st、Q_st--馈线出口处代表日第t小时的有功、无功功率；
　　V_st、I_st--馈线出口处第t小时的电压、电流。
1.2　小电源节点每小时负荷功率的确定
　　在配电网中经常有小电源节点(小水电、小火电)存在，在其接入配电网处也有电压、电流、电能表记录运行数据。其每小时的有功、无功负荷功率分别按下式计算

P_ht=K_htP_h

(3)

Q_ht=K_htQ_h

(4)

式中　K_ht--小电源h在第t小时的功率分配系数(若没有24时电压记录，K_ht=)；
　　P_h、Q_h--小电源h代表日的有功、无功电量；
　　P_ht、Q_ht--小电源h代表日第t小时的有功、无功功率；
　　V_ht、I_ht--小电源h代表日第t小时的电压、电流。
1.3　配变节点高压侧每小时负荷功率的确定

(5)

(6)

式中　　　　　K_it--配电变压器i的功率分配
系数；
P^(k)_it、Q^(k)_it--配电变压器i高压侧第t
小时第k次迭代中的有
功、无功负荷功率；
ΔP^(k-1)_it、ΔQ^(k-1)_it--配电变压器i在第t小时第k-1次迭代中的有功、无功损耗功率；
N_t、N_h--配电变压器台数、小电源个数。
1.4　线路和配电变压器功率损耗计算
1.4.1　线路损耗功率
　　线路损耗功率按下式计算

ΔP^(k)_l=(P^2(k)_ji+Q^2(k)_ji)R_l/V^2(k)_j

(7)

ΔQ^(k)_l=(P^2(k)_ji+Q^2(k)_ji)X_l/V^2(k)_j

(8)

式中　P^(k)_ji、Q^(k)_ji--第k次迭代中支路ij末端(有功正向为i流到j)的有功、无功潮流；
　　ΔP^(k)_l、ΔQ^(k)_l--第k次迭代中线路(支路ij)的有功、无功损耗功率；
　　　　　　V^(k)_j--第k次迭代中节点j的电压；
　　　　　R_l、X_l--线路的电阻、电抗。

1.4.2　配电变压器损耗功率
　　由于没有实时记录配电变压器低压侧负荷数据的表记，且对负荷功率是分配到配电变压器的高压侧的，所以不能将变压器等值为等效电路来处理。配电变压器损耗功率按下式计算

ΔP^(k)_fe－it=P_io(V^(k)_it/V_ei)²

(9)

ΔQ^(k)_fe－it=I_io%S_ieV^(k)2_it/100V²_ei

(10)

S^(k)_it′=(P^(k)_it-ΔP^(k)_fe－it)+j(Q^(k)_it-ΔQ^(k)_fe－it)

(11)

ΔP^(k)_it=ΔP^(k)_fe－it+P_ikS^(k)2_it′V²_ei/1000V^(k)2_itS²_ie

(12)

ΔQ^(k)_it=ΔQ^(k)_fe－it+U_ik%S^(k)2_it′V²_ei/100V^(k)2_itS²_ie

(13)

式中　V_ei、V^(k)_it--变压器i的额定电压和第k次迭代中高压侧电压；
　　ΔP^(k)_fe－it、ΔQ^(k)_fe－it--变压器i在第t次迭代中铁心损耗的有功、无功功率；
　　　　S_ie、S^(k)_it′--变压器i的额定容量、除去铁心损耗后的功率；
　　　　　P_io、P_ik--变压器i的空载损耗、短路损耗；
　　U_ik%、I_io%--变压器i的阻抗电压、空载电流。
1.5　对负荷不具备相同负荷曲线的考虑
　　传统的线损计算方法都假定负荷节点的负荷曲线与首端相同，而实际情况并非如此，参考文献［2］认为考虑负荷曲线的不同，可将理论线损与准确线损之间的误差，由20%左右降低到10%以内。所以，应当对改进前推回代法计算得出的线损结果进行修正。
1.6　计算步骤
　　计算步骤：(1)确定馈线出口处每小时的负荷功率；(2)确定小电源节点每小时的负荷功率；(3)确定配变节点高压侧每小时的负荷功率；(4)用改进前推回代法计算线路、配电变压器功率损耗，首次计算时变压器损耗计算公式中，变压器高压侧电压取首端电压；(5)对计算结果进行修正；(6)若结果满足精度要求，该小时计算结束，进行下一小时的计算，否则转步骤(4)迭代计算。

2　降损分析与管理系统

2.1　降损分析系统
　　该软件系统：(1)允许将一条馈线的主干线更换为由用户指定的大截面导线，对更换前后的计算结果进行比较，分析换大导线截面的降损效果；(2)允许将配电网中的高能耗变压器更换为用户指定的节能型变压器，对更换前后的线损结果进行比较，分析更换高能耗变压器的降损效果；(3)允许用户增加首端供电量分析未来的形势；(4)允许将负荷节点的功率因数提高到较高水平分析线损情况；(5)提供确定优先补偿点及补偿容量的功能，以使有限的投资达到最好的效果；(6)允许用户调整首端运行电压，分析调整前后的损耗情况。
2.2　管理系统
　　该软件系统：(1)可自动对一条馈线进行拓扑分析，搜索该馈线的最长供电距离作为其供电半径；(2)可对所有馈线进行统计得到各型号导线的长度、重量及导线的总长度、总重量；(3)　统计配变总台数及总容量、高能耗配变台数及容量、节能型配变总台数及容量，为分析配电网的变压器负载率及高能耗变压器在配电网中所占比重　，提供变压器统计功能。

3　软件总框架

　　降损分析与管理系统总框架如图1所示。

图1　降损分析与管理系统

4　结束语

　　配电网实际运行中，代表日的各个时段首端的功率因数是不尽相同的；小电源作为一种无功来源，　其功率因数较为稳定，但由于受系统影响，其各个时段的功率因数也不会完全相同。要想十分精确地获得配电网代表日24时的功率因数是不太可能的，一种可行的方法是根据统计规律大致确定功率因数随时间的变化，然后根据其变化规律将配电网的供电量分配到各个时段，以此来消除前面的假定条件(3)的影响，能进一步提高计算精度。

参考文献

1　张学松，柳　焯，于尔铿等.配电网潮流算法比较研究.电网技术，1998，22(4)：45～49
2　杨期余，任国梁.配电网线损计算与分析.中国电机工程学报，1985，15(2)