朱城康

華電環(huán)保系統(tǒng)工程有限公司

配電網(wǎng)節(jié)能降耗與電能質(zhì)量綜合研究

朱城康

華電環(huán)保系統(tǒng)工程有限公司

城市配電網(wǎng)更是電力系統(tǒng)能量損耗的主體部分，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的節(jié)能降耗對(duì)供電企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)利潤(rùn)起著舉足輕重的作用。并且近些年，電力電子裝置、非線性負(fù)載及不平衡負(fù)載的廣泛使用，使得電網(wǎng)中產(chǎn)生更多的諧波電流、負(fù)序電流和無功電流，導(dǎo)致配電網(wǎng)的電能質(zhì)量惡化，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)和電氣設(shè)備安全運(yùn)行與正常使用。因此，需要對(duì)配電網(wǎng)節(jié)能降耗與電能質(zhì)量進(jìn)行綜合的研究，從而更好的促進(jìn)配電網(wǎng)運(yùn)行水平的提升。

配電網(wǎng)節(jié)能降耗；電能質(zhì)量；措施

1 電力系統(tǒng)電能損耗

在電力系統(tǒng)供配電環(huán)節(jié)，電能損耗主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 線路損耗

當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，而配電線路改造相對(duì)滯后，線路供電半徑較長(zhǎng)，輸電線截面積小，這就導(dǎo)致線路損耗加大，同時(shí)線路壓降過大，供電線路末端電壓變低，直接影響用戶用電。

1.2 變壓器無功損耗

變壓器屬于一級(jí)能耗設(shè)備，變壓器通過電磁感應(yīng)變壓，屬于感性無功電力負(fù)載。在整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的無功損耗中，變壓設(shè)備占比約為35%，而輸電線路占比則低于5%。

1.3 電力負(fù)載的無功損耗

在工業(yè)生產(chǎn)中，所使用的負(fù)荷大多數(shù)為感性負(fù)荷，少數(shù)為阻性負(fù)荷，這就導(dǎo)致在配電網(wǎng)中存在大量的無功。無功的存在導(dǎo)致了線損增加，電源利用率低下，直接造成能源和資源的浪費(fèi)。

1.4 非線性負(fù)荷的諧波損耗

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，大功率非線性負(fù)荷在生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致電網(wǎng)中諧波損耗大量增加。諧波含量的增加不但給系統(tǒng)增加諧波損耗，同時(shí)還會(huì)對(duì)其他用電設(shè)備造成影響。

1.5 用電設(shè)備中負(fù)荷突變的影響

用電設(shè)備中的一些突變負(fù)荷，造成配電網(wǎng)負(fù)載功率大幅變化，同時(shí)系統(tǒng)電壓隨之波動(dòng)，也會(huì)對(duì)系統(tǒng)用電造成一定影響。無功損耗也會(huì)發(fā)生較大變化。

2 節(jié)能降耗技術(shù)措施

2.1 加強(qiáng)電網(wǎng)升級(jí)改造與運(yùn)維檢修

電網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)就現(xiàn)階段來說是電網(wǎng)的升級(jí)改造，只有優(yōu)化配電網(wǎng)建設(shè)才能最大限度滿足供電需求，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)損耗的降低。一方面要積極推進(jìn)電網(wǎng)的升級(jí)改造。適度基礎(chǔ)上超前，節(jié)能環(huán)保低損耗是配電設(shè)備管理的基本原則。通過合理分內(nèi)部電源點(diǎn)，堅(jiān)持就近接入，通過供電半徑的縮短奠定線路損耗的基礎(chǔ)。根據(jù)實(shí)際需求，鼓勵(lì)使用小截面的導(dǎo)線，積極推進(jìn)線路增容與改造，解決供電中的重點(diǎn)與難點(diǎn)問題，通過供電質(zhì)量的提升實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗；另一方面要做好配電設(shè)備的日常檢查，避免因?yàn)橥ｋ妼?dǎo)致的線損增加，也能確保用戶的正常用電需求。雙管齊下這是做好節(jié)能降耗的當(dāng)務(wù)之急。

2.2 做好電網(wǎng)無功補(bǔ)償

合理使用配電變壓器無功補(bǔ)償是就電容器來說的，在正常情況下有集中分散和就地結(jié)合兩種方式。電容器自動(dòng)投切的方式主要按照母線電壓的高低及無功率方向大小進(jìn)行。相應(yīng)減少配電網(wǎng)的無功電流量。除了這些還應(yīng)該對(duì)線路負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，實(shí)驗(yàn)證明，在負(fù)荷三相不對(duì)稱的情況下，電路損耗比負(fù)荷大很多，在實(shí)際的運(yùn)行中必須做重點(diǎn)進(jìn)行負(fù)荷不平衡的監(jiān)視，及時(shí)調(diào)整三相負(fù)荷的大小，確保其運(yùn)行的均衡與穩(wěn)定。變壓器要根據(jù)負(fù)荷變化進(jìn)行調(diào)整，這是其處于最佳工作狀態(tài)的基礎(chǔ)要求。如果兩臺(tái)變壓器同時(shí)供電，運(yùn)行方式應(yīng)該根據(jù)負(fù)荷大小靈活調(diào)整，或者是并列運(yùn)行或者是分別運(yùn)行。對(duì)于那些負(fù)荷波動(dòng)較大的用戶可以嘗試用容量不同的子母變壓器進(jìn)行調(diào)控，大負(fù)荷時(shí)用大容量變壓器，而負(fù)荷小的時(shí)候選擇小容量變壓器，通過變壓器的靈活選擇實(shí)現(xiàn)損耗的降低。而調(diào)整變壓器的分接頭也可以提高供電電壓，降低網(wǎng)絡(luò)損耗。

2.3 合理規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

合理規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也是實(shí)現(xiàn)線損管理及節(jié)能降耗的方式。配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)規(guī)劃應(yīng)該結(jié)合網(wǎng)絡(luò)潮流的分布趨向，及時(shí)改變聯(lián)絡(luò)斷路器和分段斷路器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞霓D(zhuǎn)變，從而確保配電網(wǎng)在最佳的運(yùn)行狀態(tài)中工作，這也是降低配電網(wǎng)損耗的一個(gè)方面。網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)作為配電網(wǎng)優(yōu)化的主要實(shí)施手段，其帶來的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益是比較明顯的，其不僅帶來網(wǎng)損的降低，也能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的提升，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的均衡化處理，對(duì)于過載行為起到消除與規(guī)避作用，切實(shí)提升電壓質(zhì)量，確保供電穩(wěn)定。合理規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是基于當(dāng)前配電自動(dòng)化系統(tǒng)及配電調(diào)控一體化系統(tǒng)建設(shè)大趨勢(shì)下的必然選擇，只有做好電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理規(guī)劃才能帶動(dòng)配電網(wǎng)的節(jié)能降損。

3 電能質(zhì)量的改善措施

當(dāng)前，我國(guó)配電網(wǎng)在電能質(zhì)量方面主要存在供電質(zhì)量差、功率因數(shù)低、線損大等幾個(gè)問題，而針對(duì)這些問題的改善，可以從以下幾個(gè)方面著手來加以改善。

3.1 抑制諧波

在現(xiàn)有技術(shù)條件下，針對(duì)諧波的抑制主要可通過預(yù)防性措施和補(bǔ)償性措施2種手段進(jìn)行。其中，預(yù)防性措施包括：通過增加整流器的脈動(dòng)數(shù)或者采用可控的整流來限制整流器諧波；在設(shè)備的制造和配置方面可以改善工藝和技術(shù)以降低諧波。而補(bǔ)償性措施包括改變饋線參數(shù)和采用濾波器等方法。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，諧波的控制經(jīng)常將這2種措施相結(jié)合應(yīng)用，往往能夠取得更好的改善效果。

3.2 無功補(bǔ)償

為了最大限度的提升電網(wǎng)質(zhì)量、提高配電網(wǎng)功率因數(shù)并且有效地降低線損比例，電容器補(bǔ)償裝置的設(shè)置是最為有效的方法。以此為據(jù)，按照實(shí)際的電壓情況和功率因數(shù)數(shù)據(jù)投切電容器組，以保證電壓的平穩(wěn)。配電變壓器就地補(bǔ)償和配電線路分散補(bǔ)償相結(jié)合的方式在實(shí)際應(yīng)用過程中表現(xiàn)出良好的性能特點(diǎn)，對(duì)于提高電能質(zhì)量有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，值得廣泛推廣應(yīng)用。

當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)的繁榮穩(wěn)定發(fā)展，電力需求越來越大，而電力管理中也逐漸加大線損管理及節(jié)能降耗的關(guān)注。因此，要采取有效的措施降低電網(wǎng)的損耗，并將電能質(zhì)量提高，從而更好地促進(jìn)配電網(wǎng)運(yùn)行水平的提升。

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