陳子浙
(廣東電網佛山高明供電局,廣東 高明 528500)
線損理論計算方法與降損增效技術措施分析
陳子浙
(廣東電網佛山高明供電局,廣東 高明 528500)
介紹了線損理論計算具有代表性的三大方法,基于線損原理,提出了優(yōu)化電網結構、合理提高運行電壓、及時調整三相不平衡率等降損增效技術措施,強調了技術與管理配合,才能真正實現(xiàn)線路降損的有效管理,提高供電企業(yè)經濟效益。
線損;理論計算;降損措施
電網電能損耗是指電力公司經營過程中,從發(fā)電廠輸出的電能至客戶端中止所產生的電能消耗與損失。電網電能損耗率(線損率)既是供電企業(yè)接受國家經濟考核的一項重要指標,也是一項能體現(xiàn)供電企業(yè)生產技術水平和經營水平的綜合指標。通過技術和管理手段實現(xiàn)節(jié)能降損,提高經濟效益是每個供電企業(yè)一項常規(guī)且必不可少的工作。
我國電網線損率比國外的高,節(jié)能降損發(fā)展空間較大,目前計算線路的理論方法比較成熟,較為有代表性的方法有:
(1)等值電量法、電阻法、電壓損失法。等值電量法、電阻法、電壓損失法是靜態(tài)電力系統(tǒng)的經典計算方法,分情況選用合適的方法。如在配電網中能取得全部被測數(shù)據(jù)時,應當采用電量法,這種方法以三相快速牛頓分解潮流為基礎;在配電網沒有綜合測試儀裝置或者有部分綜合測試儀的情況下,應當選用等值電阻法或者改進等值電阻法進行線損計算;電壓損失法以低壓網運行中相關的電壓數(shù)據(jù)為基礎,通過線路阻抗、線路電流以及相電壓轉變成線電壓計算得電壓損耗。另外,將甚至電阻系數(shù)的等值電阻法應用于低壓配電臺區(qū)的線損計算,也可以極大提高計算的精確度。
(2)改進前推回代法。由于配電網實際運行過程中,代表日是各個時段的功率因數(shù)是顯動態(tài)變化的,不可能準確獲得,這就需要一種方法可以利用統(tǒng)計規(guī)律大致確定功率因數(shù)隨著時間變化規(guī)律,再根據(jù)此規(guī)律分配供電量到各個時段,從而提高了計算的精確度。該方法對傳統(tǒng)化簡的配電網線損理論計算方法的一種改進,將無功功率和線路電壓損失對線損的影響同時考慮進去,在處理小電源時顯得更加容易。
(3)改進迭代法。改進迭代法是以前推回代法潮流迭代算法為理論基礎,能完全反映出配電網絡結構特征的動態(tài)鏈表為網絡結構基礎,適用于環(huán)狀、網狀、輻射狀等多種復雜配電網線損理論計算,是在實踐中應用比較廣泛的一種計算方法,如損耗功率插值/擬和法、節(jié)點電壓插值/擬和法、動態(tài)潮流法等方法能克服配電網運行動態(tài)時變性,提高網損計算精度。
供電企業(yè)在降損增效有技術措施和管理措施兩種。從技術角度來看,根據(jù)電力網元件中的功率損耗關系式?P=3I^2 R×〖10〗^3=(P^2+Q^2)/U^2 ×R×〖10〗^3,式中I是通過各元件的電流,R為元件電阻,P、Q分別是通過各元件的有功功率和無功功率,U是加在元件上的電壓。從數(shù)學表達式可以看出,減少流過元件的電流和減少元件的電阻是最基本的降損思路。因此,可以采取以下措施進行降損。
2.1 對電力系統(tǒng)進行科學規(guī)劃與建設
電力系統(tǒng)在投運一些時間后,線路和設備可能會出現(xiàn)重過載或者殘舊,電能損耗也會增加。因此,對電力系統(tǒng)進行科學規(guī)劃與改造,可以提高電力系統(tǒng)的承載能力和經濟運行水平。電力系統(tǒng)改造的技術要點有合理做好電力系統(tǒng)規(guī)劃與改造;采用新型節(jié)能設備,優(yōu)化無功潮流分布;積極使用有載調壓變壓器;重視供電可靠性的管理。具體來說,應當采取以下技術措施:一是簡化電力系統(tǒng)供、配電電壓等級,在有條件的情況下提高電壓等級;二是加大對中高壓線路改造,特別是對供電半徑過長、在在迂回線路、卡脖子線路等重點改造;三是加快對低壓線路的改造,如線徑小、重過載、供電半徑過長以及殘舊線路進行改造;四是加強無功管理,將分散補償、隨機補償和固定補償?shù)榷喾N補償方式相結合,應用自動補償裝置,確保功率因數(shù)在一個合理的水平,既不出現(xiàn)欠補也不出現(xiàn)過補;四是重點對線損率超過11%的臺區(qū)進行改造,將中高壓線路建設在負荷中心,確保電半徑不超過500米。
2.2 合理提高運行電壓
在功率一定的情況下,電流大小與電壓成反比,而線路與變壓器有功損耗卻與電流平方成正比,從這角度來看,提高運行電壓對于降低損耗具有重要的意義。但提高電壓同時也會增加變壓器的鐵損。因此,只有綜合考慮在不同的電力系統(tǒng)經濟運行要求來設置合理的電壓,才能將線損降至最低。例如在負荷高峰時期可以適當提高電壓;在負荷低谷時期可以適當降低電壓;在低壓網供電中可以適當提高電壓等級達到降損目的。電壓調整方式有順調壓、逆調壓和恒調壓三種。順調壓的控制點電壓調整為低谷負荷時的電壓高于高峰負荷時電壓,逆調壓的控制點電壓調整為低谷負荷電壓低于高峰負荷電壓,恒調壓即是控制電壓點保持不變的高壓方式。
2.3 及時對三相不平衡率進行調整
根據(jù)電力運行規(guī)定,配電變壓器出口處的電流不平衡率應當控制在10%以內,主干線和分支線首端的不平衡率應當控制在15%以內,即使是要求較低的中性線,也不能超過額定電流的25%,如果三相電流出現(xiàn)太大的偏差,特別是某一相超過額定電流時,對配電系統(tǒng)產生較大的影響,最顯著的就是變壓器運行和電能質量,這樣必須引起線損的大幅度增加。假設某條線路通過的最大電流為IA=IB=IC=I,電阻為RA=RB=RC=R,那么該線路在三相電流平衡時的有功功率損失應該為?P=3I^2 R,在三相不平衡時,出現(xiàn)零序和負序分量,正序、零序、負序電流分別是I1、I2、I0那么設零序和負序不平衡系數(shù)分別為ε_2=I_2/I_1和ε_0=I_0/I_1,以平衡時正序電流I=I1=IA為計算標準,此時功率損失應當為?P=3(I_1^2 R_1+I_2^2 R_2+I_0^2 R_0)=3I^2[(1+ε_2^2)+ε_0^2 K_R]R,,其中,K=R0/R2,一般大于4。可見,三相電流不平衡率越大,有功功率損失就越大,因此,應當加強對三相不平衡率進行監(jiān)測,及時對其進行調整是降損的一個很好的方法。
在實踐中,還有設置合理的無功補償裝置、合理安排電源和供電距離、調整消峰填谷工作、提高計量裝置的準確度等技術方案進行節(jié)能降損、提高企業(yè)經濟效益。另外,除了在技術法層面上,真正要實現(xiàn)降損增效,還需要從管理層面上下功夫,如加強計量管理、加強防竊電管理、完善線損管理考核機制等等,只有技術與管理并駕齊驅,才能使得節(jié)能降損、提高經濟效益工作做到有的放矢。
[1]黑曉鵬.大東供電分公司線損管理研究[D].東北大學,2007.
陳子浙(1986—)女,河北邯鄲人,學士,助工,主要從事:中低壓配網線損管理工作。