殷明凱

摘 要：在我國城市電力配電站全網(wǎng)采用電能轉(zhuǎn)換替代后的場景下，通過設(shè)計試驗數(shù)據(jù)分析設(shè)計結(jié)果得以可知，電能轉(zhuǎn)換替代后城市配電網(wǎng)中具有載荷的調(diào)壓器和變壓器降損用電的正負(fù)荷效率較高，降損用電效果較好。文章以有載直流調(diào)壓電源變壓器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，分析了配電網(wǎng)有載直流調(diào)壓電源變壓器系統(tǒng)降容調(diào)損的原理，研究確定了根據(jù)供電變壓器系統(tǒng)能耗與調(diào)容變壓器負(fù)載的波動關(guān)系，得出變壓器調(diào)容負(fù)載與能耗損耗之間的區(qū)域誤差，選取最優(yōu)化的運行控制方式，實現(xiàn)電力配電網(wǎng)采用有載直流調(diào)壓供電變壓器調(diào)容降損。

關(guān)鍵詞：電能資源替代;電力配套與電網(wǎng);電能有效負(fù)載調(diào)節(jié)電壓專用變壓器;電能降損

中圖分類號：TM421文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1674-1064（2021）09-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.015

為有效減少新型城市污染，建設(shè)可持續(xù)發(fā)展型的城市智慧經(jīng)濟，我國政府提出了有關(guān)使用電能技術(shù)替代的初始政策，促進企業(yè)使用現(xiàn)代綠色清潔能源技術(shù)代替大氣污染清潔能源，以減少CO2、SO2等大氣污染化學(xué)物質(zhì)的大量排放，構(gòu)建一個綠色能源發(fā)展智慧城市[1]。

根據(jù)國內(nèi)外關(guān)于電力配電網(wǎng)絡(luò)的有載負(fù)荷調(diào)壓電力變壓器的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，長期經(jīng)濟效益與變壓器負(fù)荷容量特性大小之間往往存在一定的關(guān)系，進而驗證電力系統(tǒng)負(fù)荷調(diào)壓特性大小對變壓器正常運行的長期經(jīng)濟效益是否有影響。配電網(wǎng)中的電能驅(qū)動損耗問題研究對我國社會經(jīng)濟發(fā)展進程具有重要研究意義，但目前未見任何有相關(guān)文獻深入研究闡述電能損耗替代下的城市郊區(qū)配電網(wǎng)中所有載荷的調(diào)容以及配電改變的總體規(guī)劃設(shè)計問題。

1 配電網(wǎng)有載調(diào)壓變壓器調(diào)容原理

配電網(wǎng)安裝有載直流變壓器有著復(fù)雜的組成部分，包括直流變壓器、調(diào)容控制開關(guān)、智能控制器三部分。在配電網(wǎng)中，有載直流調(diào)壓專用變壓器磁帶結(jié)構(gòu)中的磁帶芯片為雙層疊片磁帶磁芯流結(jié)構(gòu)，通過整體流形成階梯式磁路流結(jié)構(gòu)。斜直接頭，以擴大全斜接頭的流通面積，降低磁道阻力。機械式直流電容電壓開關(guān)的基本電路結(jié)構(gòu)是為了避免開關(guān)卡死電同時發(fā)生，在切斷電源或全功率切換過程中不會產(chǎn)生電弧。將此時設(shè)置的調(diào)節(jié)閾值與所有調(diào)節(jié)容量實時負(fù)載通量閾值進行比較，輸出所有調(diào)節(jié)通量，以調(diào)整此時實時容量控制開關(guān)發(fā)出的所有調(diào)節(jié)通量指令。設(shè)置電流容量自動控制切換額定電流峰值，保證交流變壓器的穩(wěn)定時序性[2]。

2 配電網(wǎng)有載調(diào)壓變壓器動態(tài)降損

為減少配電網(wǎng)中有載調(diào)壓變壓的能耗損失，技術(shù)人員往往會把變壓器負(fù)載與系統(tǒng)負(fù)載進行科學(xué)的分配，可以在很大程度上減少能耗，也可以提高配電網(wǎng)的效率。然而，變壓器負(fù)載調(diào)節(jié)進行的本身也在進行能耗的損失，只是能耗損失的量相對較低。

因此，如果電源材料發(fā)生變化，變壓器中的能量輸出損耗可能會隨著電源負(fù)載溫度的變化而發(fā)生很大的變化。一旦過載負(fù)載不斷增加，殼體材料的過載能量就會大量消耗，因此，變壓器的效率誤差會逐漸出現(xiàn)隨著過載負(fù)載的增加而大幅度下降的正?，F(xiàn)象。當(dāng)直流變壓器的效率達到設(shè)定的電壓閾值時，整個直流變壓器的效率可能會保持穩(wěn)定。根據(jù)以上技術(shù)內(nèi)容，可通過設(shè)計實現(xiàn)有載荷無調(diào)壓方式變壓器最優(yōu)化的運行控制方式[3]。

在模擬實驗分析結(jié)果中，負(fù)荷輸出功率點的輸出點上產(chǎn)生了幾個偶然負(fù)荷功率輸出點，該功率點可能是由于受到外界環(huán)境因素等的影響，從而出現(xiàn)了異常負(fù)荷功率輸出點，由于其異常數(shù)量極少，不利于影響模擬實驗分析結(jié)果，所以在此次模擬實驗中不需要加以分析。

3 綜合分析整體實驗結(jié)果

3.1 分析單個變壓器損耗效果

為了采取有效的方法對變壓器進行有效的節(jié)能降損，通過試驗對比單個變壓器的損耗可以發(fā)現(xiàn)，在構(gòu)建過程中要選擇具有高度針對性的解決方法，其試驗?zāi)軌驊?yīng)用遺傳算法節(jié)能損耗方式，并將其方式與本研究所用的方法對比，對于我國某地區(qū)配電網(wǎng)中的不同類型的有載調(diào)節(jié)變壓器進行節(jié)能控制，詳細(xì)分析控制結(jié)果。在選擇具體的配電網(wǎng)變壓電容量的過程中，需要滿足一定條件，對其油耗率小、能源消耗小等諸多條件進行分析，在此過程中，變壓器中的容量與供電范圍需要相符。在實際應(yīng)用過程當(dāng)中，在經(jīng)濟基礎(chǔ)之上，需要對變壓器進行更具針對性的選擇，并且在此基礎(chǔ)之上進行優(yōu)化。需要對機器折舊以及設(shè)施投資等諸多因素進行綜合考量，并對能耗情況進行具體化的分析。在研究過程中可以發(fā)現(xiàn)，此次所應(yīng)用的變壓器節(jié)能降損方式的有效性相對較高。

3.2 分析相同電力網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟指標(biāo)效果

在具體使用過程中，主要對比本研究方法與遺傳方法，在其變壓器容量在50 kV～800 kV的背景之下，對其進行技能降損工作，可以發(fā)現(xiàn)變壓器容量在具體上升時，通過兩種方法的變壓器電費及其運營成本費用將逐步提升，但在投資回收期，則存在一定程度的限時下降。同時，本方法的應(yīng)用過程中，在對變壓器進行控制時，對不同經(jīng)濟運行指標(biāo)進行計算可以發(fā)現(xiàn)，該種模式與遺傳方法相比應(yīng)用優(yōu)勢明顯[4]。

3.3 分析不同變壓器所有的節(jié)能效果

通過研究可以發(fā)現(xiàn)，此次研究所用的方法與遺傳方法相比，有用功相對較高，并且其自身所產(chǎn)生的無用功減少近70 kW，而由此也使得每年在發(fā)展過程中能夠節(jié)約2 955萬元左右，在一定程度上有效縮短其投資回收期。此外，在具體使用過程中負(fù)荷功率輸出產(chǎn)生了部分功率點，而該點在構(gòu)建過程中，由于外界因素影響出現(xiàn)異常點，其自身數(shù)量相對較低，因此不對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響。由此，在實驗中并不加以分析，而其電采暖在電能替代之后，負(fù)荷功率時間為50 s前始終高于300 kW，而在170 s之后，其自身電能代替后負(fù)荷功率高于250 kW。在50 s～170 s之間的電能代替后負(fù)荷功率在150 kW～200 kW的范圍內(nèi)波動。而電采暖在電能替代負(fù)荷功率構(gòu)建過程中始終低于200 kW。

在煤改電之前，整體用電負(fù)荷為居民負(fù)荷，其自身最大負(fù)荷在季節(jié)變化過程中會存在一定程度的現(xiàn)實波動。在煤改電之后，其自身油電采暖進行供電以及供電時段高峰值的負(fù)荷值大幅度的上升。在時間增加的過程中，整體電鍋爐負(fù)荷功率在電能替代前后均維持不變的現(xiàn)實狀態(tài)，在電能替代之后，負(fù)荷功率會維持在300 kW左右，而在整體電能替代之前，負(fù)荷功率始終維持在160 kW左右。在改造之前，電鍋爐的用電負(fù)荷主要包含場內(nèi)的電力設(shè)備。在改造之后，場內(nèi)的電鍋爐的運行時間相對較長，并且以此使得整體電負(fù)荷不斷上升。在電能替代的背景之下，對配電網(wǎng)的有在調(diào)壓變壓器進行電能替代之后，其自身所有的電力負(fù)荷相對較高，由此也證實該種降損方法擁有的降損效果較為優(yōu)質(zhì)[5]。

4 結(jié)語

在我國城市配電網(wǎng)全網(wǎng)被電能轉(zhuǎn)換替代的場景下，從設(shè)計測試數(shù)據(jù)分析可以看出，城市配電網(wǎng)中負(fù)載調(diào)節(jié)器和變壓器的正負(fù)載效率更高，更換電能轉(zhuǎn)換后降低功率損耗效果更好。文章針對當(dāng)前電能可以替代前接后配動力電網(wǎng)應(yīng)用有載自動調(diào)壓直流變壓器需要應(yīng)用的電點高和負(fù)荷低的實際問題，提出了當(dāng)前電能可以替代的大背景下的配電網(wǎng)應(yīng)用有載自動調(diào)壓直流變壓器負(fù)荷降損設(shè)計方法。根據(jù)無限有載電流調(diào)容用電配流改變用電損耗計量關(guān)系原理推導(dǎo)，并給出有限負(fù)載電流調(diào)容用電配變計算依據(jù)，有效率地解決了大型單班制作業(yè)用電車間企業(yè)額外分配電能輸出損耗大的用電現(xiàn)象。文章以變壓器有載直流電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，分析了配電網(wǎng)變壓器有載直流電源系統(tǒng)損耗降低原理，研究確定了根據(jù)供電變壓器系統(tǒng)能耗和可調(diào)容量變壓器負(fù)載波動關(guān)系，得出變壓器可調(diào)電容器負(fù)載與能量損耗面積誤差有關(guān)，選擇最優(yōu)運行控制方式，實現(xiàn)配電網(wǎng)有載直流調(diào)壓電源變壓器的容量調(diào)整和損耗降低。

參考文獻

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