DQZHAN技術(shù)訊：配電網(wǎng)降損及節(jié)能改造方案探討

摘 要：根據(jù)對現(xiàn)階段配電網(wǎng)局部存在的供電質(zhì)量差、功率因數(shù)低、線損大的問題分析，提出了實(shí)施配電網(wǎng)節(jié)能改造項(xiàng)目對改善電壓質(zhì)量、提高供電能力、改善設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、延長配電網(wǎng)設(shè)備使用壽命等方面的意義。*后，從設(shè)備節(jié)能、技術(shù)節(jié)能、管理節(jié)能等方面對配電網(wǎng)節(jié)能改造方案進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);損耗;節(jié)能;無功補(bǔ)償

中圖分類號 TM73 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

Discussion on Loss Reduction and Energy Saving Retrofit Scheme of Distribution Network

WANG Can1,2

(1. Chongqing Electric Power College，Chongqing400053，China;

2. Electrical Engineering College of Chongqing University，Chongqing400044，China)

Abstract: This paper ananlyed current problems of distribution network，such as poor power quality，low power factor and big line loss, put forward the implementation meaning of distribution network energy-saving renovation project for improving the quality of voltage, the ability of power supply, the status of equipment running, prolonging the service life of distribution network equipment. Finally, it discussed the distribution network energy saving retrofit scheme from the aspects of equipment, technology and management.

Key words: distribution network; loss energy saving; reactive power compensation

0 引言

近年來電網(wǎng)公司通過加大配電網(wǎng)建設(shè)投資、推進(jìn)配電網(wǎng)管理精益化、提高配網(wǎng)自動化和智能化水平，初步形成了結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)、運(yùn)行方式靈活、供電能力和供電可靠性較高的特色配電網(wǎng)[1]，但仍存在配電變壓器損耗高、低壓臺區(qū)無功不足、線路損耗高等問題[2]。

1 配電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

通過對電網(wǎng)公司下屬縣級市配網(wǎng)數(shù)據(jù)的分析，現(xiàn)階段配網(wǎng)主要存在以下幾方面的問題。

1.1配電變壓器損耗較高

從配變類型看，高損耗S9及以下配電變壓器數(shù)量較大。從負(fù)載率看，部分配變負(fù)載存在著一定的不均衡性，如市區(qū)等負(fù)荷密度較高區(qū)域存在配變負(fù)載率較高的問題，部分甚至達(dá)到了80%以上，造成過載、過熱問題，既增大了損耗也不利于運(yùn)行**。

1.2 10 kV線路存在的問題

目前10 kV配電網(wǎng)絡(luò)及其線路廣泛采用大樹干、多分支的單向輻射型供電方式。這些線路的特點(diǎn)是：供電半徑長、無功功率消耗多、功率因數(shù)低、線路損耗大、末端電壓質(zhì)量差。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，重載線路、低電壓線路仍占有相當(dāng)比例。

1.3 公用臺區(qū)存在問題

農(nóng)網(wǎng)末端客戶距變壓器遠(yuǎn)，電壓合格率低。為兼顧末端負(fù)荷，需調(diào)高變壓器出口電壓，導(dǎo)致首端輕載時(shí)電壓過高，用電設(shè)備壽命縮短，且配變損耗大幅增加。各地區(qū)各地市縣公司10 kV線路配置無功補(bǔ)償裝置相對不足，無功損耗大。農(nóng)網(wǎng)配電公用臺區(qū)分布點(diǎn)多面廣，負(fù)荷控制全靠人工現(xiàn)場操作，不具備配電自動化基礎(chǔ)，也沒有統(tǒng)一的后臺監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行缺乏有效管理維護(hù)。由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不盡合理、負(fù)荷變化季節(jié)性強(qiáng)，造成臺區(qū)功率因數(shù)變化頻繁，線損率居高不下。

2 配電網(wǎng)節(jié)能改造的意義

2.1 改善電壓質(zhì)量

通過配電變壓器的增容節(jié)能改造和配置變電站、線路、臺區(qū)無功補(bǔ)償?shù)扰渚W(wǎng)優(yōu)化措施的實(shí)施和電網(wǎng)綜合能效管理平臺的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的一體化智能控制。通過電網(wǎng)綜合能效管理平臺中的無功電壓優(yōu)化策略，對變電站、線路、臺區(qū)無功補(bǔ)償?shù)娜墔f(xié)調(diào)控制，達(dá)到優(yōu)化無功潮流，改善電壓質(zhì)量的目的。

2.2提高供電能力

配電變壓器增容，合理加裝無功補(bǔ)償設(shè)備，可挖掘發(fā)供電設(shè)備潛力，提高輸配電線路和整個(gè)配電網(wǎng)的供電能力。變壓器增容可從設(shè)備層面提高配網(wǎng)供電能力，另外在設(shè)備容量一定的情況下，加裝無功補(bǔ)償能使功率因數(shù)提高，也使電網(wǎng)或設(shè)備輸送的有功功率增大，減少輸送無功功率，進(jìn)而提高供電能力。在公用臺區(qū)低壓側(cè)安裝無功補(bǔ)償設(shè)備，使整個(gè)配電網(wǎng)無功得到優(yōu)化，減少整個(gè)配電網(wǎng)的無功損耗。

2.3改善設(shè)備運(yùn)行狀態(tài) 延長配電網(wǎng)設(shè)備使用壽命

通過對高損耗變壓器增容節(jié)能改造，使變壓器運(yùn)行在合理負(fù)載區(qū)間，避免因超載過載導(dǎo)致的配電變壓器溫度升高，*大程度延長了變壓器使用壽命。通過配網(wǎng)節(jié)能改造和三級協(xié)調(diào)控制優(yōu)化無功潮流，提高功率因數(shù)，電壓質(zhì)量得到改善，提高了電壓合格率，避免了電壓過低或過高引起的降低電氣設(shè)備服役年限的問題，延長了配電網(wǎng)設(shè)備使用壽命。

3 配電網(wǎng)節(jié)能改造方案探討

3.1 設(shè)備節(jié)能

設(shè)備節(jié)能主要指應(yīng)用節(jié)能型配電變壓器，如采用非晶合金變壓器和S13硅鋼變壓器代替?zhèn)鹘y(tǒng)高耗能的S7、S9型變壓器。非晶合金變壓器采用非晶合金帶材制作鐵心，空載損耗非常低[3]，適用于平均負(fù)載率較低的農(nóng)網(wǎng)，與S7同容量變壓器相比，變壓器整體損耗下降超過30%。S13變壓器鐵芯采用損耗更低、性能更優(yōu)的23ZH90高導(dǎo)磁晶粒取向硅，與S7同容量變壓器相比，空載損耗下降55%。

3.2 技術(shù)節(jié)能

3.2.1無功補(bǔ)償和協(xié)調(diào)控制

根據(jù)配電**點(diǎn)，可采取三種補(bǔ)償方式：a) 在變電站10 kV側(cè)采用自動無功補(bǔ)償裝置，按設(shè)定功率因數(shù)分組控制電容器的投切，并保證負(fù)荷*小時(shí)，不向變壓器倒送無功;b) 采用“三分之二法則”對10 kV配電網(wǎng)線路進(jìn)行補(bǔ)償;c) 按照國家電網(wǎng)公司《電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)原則》對臺區(qū)低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償。

3.2.2網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化

可根據(jù)線路負(fù)載情況，優(yōu)化供電導(dǎo)線截面，使供電電流處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)域，降低線路損耗。針對長距離線路，可考慮通過負(fù)荷轉(zhuǎn)供(移線、新增變壓器等)方式實(shí)現(xiàn)來縮短供電半徑，縮短供電半徑能夠減小電流流過的距離，進(jìn)而減小線損。此外還可通過電價(jià)等手段優(yōu)化用戶用能習(xí)慣，通過需求側(cè)資源優(yōu)化調(diào)度優(yōu)化用戶用電結(jié)構(gòu)[4]，消除電網(wǎng)尖峰負(fù)荷，提高電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。

3.3管理節(jié)能

管理節(jié)能主要是通過電網(wǎng)綜合能效管理平臺來加強(qiáng)能效管理，進(jìn)而促進(jìn)管理節(jié)能。電網(wǎng)綜合能效管理平臺主要包括能效數(shù)據(jù)采集、能效診斷、能效分析和能效治理等[5]。電網(wǎng)綜合能效管理平臺由配網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置、通訊信道和電網(wǎng)綜合能效管理平臺主站所組成。能效管理平臺的總體應(yīng)用架構(gòu)如圖1所示。圖1 中，SVC為靜止無功補(bǔ)償器，SVG為靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置。

圖1 能效管理平臺總體應(yīng)用架構(gòu)圖

4 結(jié)語

對能耗較高的配電網(wǎng)進(jìn)行節(jié)能改造，不僅是電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)盡的社會責(zé)任，也是建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要內(nèi)容，是提升配電網(wǎng)能效的重要措施。通過節(jié)能改造，不但能實(shí)現(xiàn)主變損耗、電網(wǎng)線損的精細(xì)化管理，優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)，協(xié)調(diào)各級電網(wǎng)發(fā)展，還可進(jìn)一步提升上等服務(wù)水平，增加客戶滿意度，提高電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)利益和社會效益。