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        供電網(wǎng)極限線損及降損措施優(yōu)化探討

        2016-08-20 18:55:32李紅艷楊冰
        大科技 2016年18期
        關(guān)鍵詞:降損損率導(dǎo)線

        李紅艷 楊冰

        (國網(wǎng)安徽省電力公司亳州供電公司 安徽亳州 236800)

        供電網(wǎng)極限線損及降損措施優(yōu)化探討

        李紅艷 楊冰

        (國網(wǎng)安徽省電力公司亳州供電公司 安徽亳州 236800)

        為對供電網(wǎng)線損因素進行全面的分析,并針對性的制定降損有效措施,現(xiàn)階段供電企業(yè)對供電網(wǎng)極限線損分析問題極為關(guān)注,特別是現(xiàn)階段人們生產(chǎn)生活對電力資源的依賴性不斷加大的現(xiàn)實情況下,降損措施的優(yōu)化問題已經(jīng)不再是只關(guān)系到供電企業(yè)利益的問題,更關(guān)系到社會的發(fā)展和能源的利用等方面,所以受到社會各界的高度關(guān)注,在此背景下,本文通過對供電網(wǎng)極限線損分析及降損措施優(yōu)化兩方面展開探討,為供電企業(yè)的提供借鑒。

        供電網(wǎng);極限線損;降損措施優(yōu)化

        前言

        電網(wǎng)的運行情況很大程度上可以通過線損和線損率進行體現(xiàn),一直受到電力企業(yè)的高度重視,但在供電網(wǎng)發(fā)展的過程中供電企業(yè)發(fā)現(xiàn)完全采用一種線損或線損率作為對供電網(wǎng)運行狀態(tài)的衡量標準并不科學(xué),使降損潛力未得到充分挖掘,所以針對供電網(wǎng)極限線損分析及降損措施優(yōu)化展開探討具有重要的現(xiàn)實意義。

        1 供電網(wǎng)極限線損分析

        1.1 供電網(wǎng)極限線損分析指標

        1.1.1 極限線損和極限線損率

        線損率通常會隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、運行方式和負荷等因素的變化而發(fā)生改變,在供電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運行方式相對穩(wěn)定的情況下,線損率將直接受到電荷的影響,電荷率作為對用電程度進行衡量的重要指標,在其不斷向1接近的同時供電網(wǎng)中的峰谷差也會隨之不斷的縮減,這在一定程度上說明電氣設(shè)備的利用率較高,在降損節(jié)能方面具有優(yōu)越性[1]。極限線損是結(jié)構(gòu)一定的饋線在負荷特性和負荷分布也穩(wěn)定的情況下,最大限度采取供電網(wǎng)可實現(xiàn)的降損措施后存在的線損,此時的線損率即綜合極限線損率,可見在供電網(wǎng)進行極限線損分析的過程中,導(dǎo)線的分布結(jié)構(gòu)、電荷的特性和分布都是給定的,處于相對穩(wěn)定的狀態(tài),而且此時供電網(wǎng)可以應(yīng)用的降損方法均已經(jīng)采用,例如極限截面、無功補償、改善變壓器型號、均衡三相負荷等,而且每項措施都已經(jīng)達到供電企業(yè)可以進行的極限標準[2]。在理論上雖然認為線損和線損率的極限為0,但其需要建立在理想的環(huán)境中,在供電網(wǎng)的實際運行狀態(tài)中,會存在諸多影響因素,所以其極限線損是在供電企業(yè)采用所有可以采用的降損措施后,所獲取的最小線損或線損率,其雖然未能達到理想的程度,但其可以顯示出供電網(wǎng)中供電企業(yè)間線損運行管理的能力差異,而且可以為供電企業(yè)降損措施優(yōu)化指明方向。

        1.1.2 截面極限線損率和降損率

        在導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)、負荷特性與分布等均穩(wěn)定的情況下,如果供電網(wǎng)的全部導(dǎo)線均應(yīng)用其規(guī)定的統(tǒng)一截面型號的導(dǎo)向,此時則可以將線損率等同于截面極限線損率,如果對導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)、負荷特性與分布等均穩(wěn)定的情況只是通過提升導(dǎo)線截面的手段實現(xiàn)降損,在實現(xiàn)最大降損是的線損率即截面極限降損率,供電網(wǎng)通過對截面極限線損率和降損率的分析,可以對自身截面降損的能力產(chǎn)生客觀的認識[3]。由于線路能量損耗和電阻之間具有正相關(guān)性,在增加導(dǎo)線截面的同時可以達到減少損耗的效果,但導(dǎo)線截面的增加也會導(dǎo)致線路建設(shè)投資的增加,所以供電網(wǎng)在進行截面極限線損率和降損率分析的過程中,需要結(jié)合自身的投資能力等進行。

        1.1.3 供電半徑

        將供電電源視為中心,將供電企業(yè)的供電距離作為半徑所形成的圓的覆蓋范圍就是供電網(wǎng)的覆蓋范圍,其中以配電變壓器為中心的直線距離是低壓供電的半徑,結(jié)合我國相關(guān)規(guī)定可以發(fā)現(xiàn),我國針對不同電壓等級的供電線路的供電半徑進行了明確的范圍規(guī)定,例如380V的供電線路的供電半徑應(yīng)在0.5km以下,而10kV的供電線路的供電半徑應(yīng)在15km以下等,另外,國家相關(guān)供電標準中支出在負荷密度相對較小的區(qū)域,在電壓質(zhì)量和線損達到設(shè)定標準的前提下,10kV線路的供電半徑具有延長的空間等,可見,供電網(wǎng)在對極限線損進行分析的過程中,可以結(jié)合國家對供電半徑的相關(guān)規(guī)定進行優(yōu)化。

        1.1.4 優(yōu)化運行極限線損率和降損率

        在導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)、負荷特性與分布等均穩(wěn)定的情況下,如果供電網(wǎng)在其他參數(shù)不變的情況下,通過對供電網(wǎng)運行方式進行優(yōu)化,此時則可以將線損率等同于優(yōu)化運行極限線損率,如果對導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)、負荷特性與分布等均穩(wěn)定的情況只是通過優(yōu)化運行方式的手段實現(xiàn)降損,在實現(xiàn)最大降損是的線損率即優(yōu)化運行極限降損率,供電網(wǎng)通過對優(yōu)化運行極限線損率和降損率的分析,可以對自身優(yōu)化運行降損的能力產(chǎn)生更加全面的認識?,F(xiàn)階段供電網(wǎng)的運行方式呈現(xiàn)出多樣化的特點,如低壓供電中的TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、IT系統(tǒng)等,這在一定程度上也為供電網(wǎng)極限線損控制提供了優(yōu)化可能。

        1.2 供電網(wǎng)極限線損種類分析

        供電網(wǎng)極限線損會直接產(chǎn)生電能的浪費,帶來巨大的經(jīng)濟損失,圖1為供電網(wǎng)線損層次圖,供電網(wǎng)極限線損包括固定線損、可變線損和其他線損三種,固定線損即在供電網(wǎng)正常運行過程中不可避免的電能損耗,這是供電系統(tǒng)內(nèi)各種電力設(shè)備運行必然要消耗的電能,所以其通常情況下較穩(wěn)定,但會隨著供電網(wǎng)接入的電力設(shè)備的不斷增多而增加;可變損耗即供電網(wǎng)中電力線路在運行過程中產(chǎn)生的損耗,這種損耗可以通過優(yōu)化線路材料等手段進行不斷的優(yōu)化;其他極限線損主要是供電網(wǎng)中相關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)在運行中管理不完善而出現(xiàn)的線損,例如供電網(wǎng)中忽視對電能表的管理,使偷電漏電等行為發(fā)生,會加大供電網(wǎng)的線損等?,F(xiàn)階段供電網(wǎng)通過改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化變壓器安裝位置、健全供電網(wǎng)管理制度等手段,降低供電網(wǎng)極限線損,但隨著對極限線損認識的不斷全面,供電網(wǎng)降損措施需要不斷的優(yōu)化。

        圖1 供電網(wǎng)線損層次圖

        2 供電網(wǎng)降損措施優(yōu)化分析

        在供電網(wǎng)進行極限線損分析的過程中,如果其綜合極限線損率和綜合極限降損率已經(jīng)達到供電網(wǎng)設(shè)定的程度,但在分析的過程中,發(fā)現(xiàn)其截面極限降損率最大,則說明供電網(wǎng)的導(dǎo)線截面過小,則供電網(wǎng)應(yīng)首先考慮通過提升導(dǎo)線截面,換用截面更大的導(dǎo)線實現(xiàn)降損;當無功補償極限降損率最大時,這說明供電網(wǎng)存在較嚴重的無功問題,此時供電網(wǎng)應(yīng)適當?shù)脑黾訜o功設(shè)備實現(xiàn)降損,圖2為某35kV供電網(wǎng)無功降損優(yōu)化結(jié)構(gòu)圖;當優(yōu)化運行極限降損率最大時,這說明該供電網(wǎng)應(yīng)首選改善電網(wǎng)運行方式,提升降損能力。當供電網(wǎng)具有較充足的降損成本,可以在對現(xiàn)階段的線損率準確認識的基礎(chǔ)上,判斷現(xiàn)階段的線損率和降損率是否滿足要求,在滿足要求的情況下,可直接對降損措施優(yōu)化需要的費用進行計算,并開展優(yōu)化后的降損措施;當不滿足要求時,應(yīng)對現(xiàn)階段的極限降損率進行計算并確定降損措施集合,針對降損措施集合中相關(guān)措施應(yīng)用后的降損率和線損率進行計算和實施。當供電網(wǎng)的降損成本較緊張時,在降損措施優(yōu)化的過程中,需要對最大改造費用進行有意識的約束,其主要過程是,先對現(xiàn)階段供電網(wǎng)的線損率進行計算,然后判斷其是否滿足要求,在滿足的情況下可直接退出,在不滿足的情況下需要對現(xiàn)階段的極限降損率進行計算,并將最優(yōu)降損措施進行全面集合,從中選擇對供電網(wǎng)降損的優(yōu)化程度和改進消耗費用比值最大的措施,當此措施的成本比供電網(wǎng)的投資成本大的情況下應(yīng)將其從優(yōu)化措施集中直接刪除,當此措施的成本比供電網(wǎng)的投資成本小的情況下,計算出應(yīng)用后的供電網(wǎng)降損率和線損率,在滿足供電網(wǎng)降損要求的情況下進行應(yīng)用。但在實踐中存在以上降損措施均不能滿足要求的情況,則需要通過對供電半徑進行優(yōu)化或利用新的電路進行降損,結(jié)合具體情況進行選擇。

        圖2 某35kV供電網(wǎng)無功降損優(yōu)化結(jié)構(gòu)圖

        3 結(jié)論

        通過上述分析可以發(fā)現(xiàn),現(xiàn)階段供電企業(yè)已經(jīng)認識到供電網(wǎng)極限損耗分析的重要性,并有意識的結(jié)合分析結(jié)果對降損措施進行優(yōu)化,這對提升供電企業(yè)的經(jīng)濟性和社會性均具有重要的意義,應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有水平不斷的深化。

        [1]劉健,段璟靚.配電網(wǎng)極限線損分析及降損措施優(yōu)化[J].電力系統(tǒng)保護與控制,2013,12:27~35.

        [2]魯宇.縣級供電企業(yè)配電網(wǎng)理論線損分析及降損措施研究[D].華北電力大學(xué),2014.

        [3]張海超.基于唐山供電公司的線損分析及降損措施的研究[D].華北電力大學(xué),2013.

        TM714.3

        A

        1004-7344(2016)18-0045-02

        2016-6-1

        李紅艷(1978-),女,電力工程技術(shù)助理工程師,抄核收技師,用電監(jiān)察員高級工,本科,畢業(yè)于上海電力學(xué)院,從事營業(yè)大廳收費工作。

        楊冰(1976-),女,抄核收技師,本科,畢業(yè)于上海電力學(xué)院,1996年參加工作,從事收費工作。

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