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)能降耗對供電企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)利潤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)在以下幾個方面。

1.1 線路損耗

當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，而配電線路改造相對滯后，線路供電半徑較長，輸電線截面積小，這就導(dǎo)致線路損耗加大，同時線路壓降過大，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，同時還會對其他用電設(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，同時系統(tǒng)電壓隨之波動，也會對系統(tǒng)用電造成一定影響。無功損耗也會發(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，避免因為停電導(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)該對線路負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，實(shí)驗證明，在負(fù)荷三相不對稱的情況下，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。如果兩臺變壓器同時供電，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。對于那些負(fù)荷波動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)荷時用大容量變壓器，而負(fù)荷小的時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)對負(fù)載的均衡化處理，對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)前配電自動化系統(tǒng)及配電調(diào)控一體化系統(tǒng)建設(shè)大趨勢下的必然選擇，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、線損大等幾個問題，而針對這些問題的改善，可以從以下幾個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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