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)容變壓器負載的波動關(guān)系，得出變壓器調(diào)容負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載與系統(tǒng)負載進行科學的分配，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載溫度的變化而發(fā)生很大的變化。一旦過載負載不斷增加，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)隨著過載負載的增加而大幅度下降的正?，F(xiàn)象。當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，負荷輸出功率點的輸出點上產(chǎn)生了幾個偶然負荷功率輸出點，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，其試驗能夠應(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荷功率高于250 kW。在50 s～170 s之間的電能代替后負荷功率在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，整體用電負荷為居民負荷，其自身最大負荷在季節(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荷值大幅度的上升。在時間增加的過程中，整體電鍋爐負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，負荷功率會維持在300 kW左右，而在整體電能替代之前，負荷功率始終維持在160 kW左右。在改造之前，電鍋爐的用電負荷主要包含場內(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)中負載調(diào)節(jié)器和變壓器的正負載效率更高，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)用的電點高和負荷低的實際問題，提出了當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，并給出有限負載電流調(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)容量變壓器負載波動關(guān)系，得出變壓器可調(diào)電容器負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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