浅析农村配电网节能降损技术措施

浅析农村配电网节能降损技术措施

关键词:配电网;节能;降损增效;措施

0引言

“十三五”,我国要完成到2020年单位GDP碳排放比2005年下降40~45%的国际承诺低碳目标,并且要为完成中美气候变化联合声明中提出的我国在2030年左右要达到碳排放峰值的中长期低碳发展目标奠定基础,同时还要在大气污染防治等环境指标方面取得明显成效。作为电网企业,应该充分重视电网侧节能规划、运行、管理工作。

1配电网极限的线损定义和分类

根据损耗情况的不同,配电网极限线损主要分为固定损耗和可变损耗两大类。其中,固定线损一般是指配电网在进行电力输送时配电设备及导线的自然损耗,特点是不会随着输电功率的变化而变化,可变损耗则是指在配电网电力输送过程中,对电力的使用会随着输送功率的变化而具备不同的损耗,特点是损耗的大小与输送电流的变化大小成正比。

在电力企业管理层面上,配电网极限的线损可分为理论线损和管理线损两大类。理论线损是指电力资源在配电网的输送过程中造成的自然损耗,损耗的多少主要由电力输送功率决定,且损耗为不可避免的正常运营损耗。同时,该部分损耗能够根据电力输送距离和输送功率参数计算得出,电力企业可掌握具体损耗情况。管理损耗则主要指电力企业在日常运营中,由管理问题造成的电力损耗,如终端用户的偷电、漏电情况,或者由于零部件故障造成的电能计量失误等原因造成的不可预估但是能够预防的电力损耗。

2影响配电网线损的技术因素分析

2.1配电电网的规划与建设不合理

鉴于我国国土面积辽阔,对电网的建设应做到循序渐进。在配电网的建设过程中,随着相关电力设备技术及理念的日渐成熟,配电网的布局设计人员也会根据国家要求不断优化电网布局,以此满足社会的发展需要。然而,由于电网的建设依然处于不断优化中,会出现前期建设的配电网的规划理念和建设技术落后的情况。因此需要秉承节能降损的配电网设计理念,优化配电网结构布局,同时设计配电网的相关设备进行。我国农村发展布局的特性决定农村配套的电力设置分布的零散,要求配电线路有足够的覆盖面积。大多数农村地处交通不便利的位置,电力系统施工安装异常复杂,相较于平原地区,线路更长,且布局更复杂。此外,农村地区的基础设置较为落后且更新缓慢,在长期使用后,相关供电配套设施会出现老化现象,极大影响电力供应的安全性。

农村用电具有明显的时间性和季节性,农闲与农忙时期的用电量差距较大,白天比夜晚用电量大。而且,由于农村用户之间的间隔较远,电力系统一般采用放射的配电网,增加了电能的损耗。

2.2配电网的经济运行状态

配电网在满足终端用电需求的同时,根据电力生产情况优化计算电力的输送功率,并通过调整配电网的输电功率保障配电网的线路和变压器处于经济运行状态。该种状态能够有效降低电网在电力输送过程中造成的电力损耗,还可以保障配电网的正常工作,对配电网的降损意义重大。然而,鉴于配电网的结构非常复杂,且终端的用电量处于不断变化中,需要系统对配电网经济运行条件下的输电功率进行实时的分析和优化计算,确保配电网在电力需要变化后依然能够处在经济运行状态,实时地对配电网变压器进行无功补偿,提高电网的电力输送效率,同时降低电力输送损耗,保障各变电站的经济合理运行。

2.3配电网的降损节能技术

随着我国科学技术的不断进步,在配电网的配件选择环节,有越来越多的节能型设备可供选择。合适的节能型电力设备能够有效降低配电网相关设备在日常运作中的电力消耗,做好配电网的降损工作。例如,节能型的变压器在电能进行变压时,能够有效降低变压过程中的损耗。

3农村配电网节能降损技术措施

3.1降低配变损耗

(1)合理选择配变类型。农村电网配变一年中负荷利用较小时通常很少,但铁损相比较大,相较于硅钢变压器,非晶态高效变压器正常状态下的铁损只有它的20%左右,虽然采用这种变压器会增加投资,但能在一段时间内通过损耗降低来补偿。因这种变压器在制作工艺方面较为特殊,所以其容量一般较小,大多在1600kV·A以内,但这却能与农村电网特征良好匹配。

(2)合理选定配变容量。在农村综合用电中使用的变压器,通常均可满足最大负荷,而在季节变化明显的排灌用电中使用的变压器,往往要在平均负荷的基础上乘以2倍来选择。在负荷峰谷差相对较大的区域,宜用子母变的形式,按照能耗最低的基本原则投入容量合适的变压器。

(3)合理确定安装位置。变压器理想安装位置需要在保证线路有效供电半径在500m以内的基础上,尽可能缩短和负荷中心间的距离,同时地势相对较高、稳定可靠、易于进出线且交通便利的场所。

(4)合理选择运行方式。不同季节负荷大幅变化,只安装一台变压器无法满足要求时,建议采用子母变形式,按照能耗最低的基本原则投入容量合适的变压器。考虑到排灌专用配变存在很强的季节性,所以在低负荷阶段时,应在高压侧上断开未运行的变压器,这样能避免无谓损耗。在相同的配电区域,各配变出线侧应增设联络开关,当进行轻负载状态时,由共用变压器运行。

3.2无功补偿

通过无功补偿能降低有功功率的损耗,提高有功传输效率,并减小电源容量,从本质上改善电能质量。但要充分考虑以下要点:

(1)补偿方式。不同补偿方式的对比见表1。

表1不同补偿方式的对比

补偿方式补偿对象降损范围调压效果投资水平利用率维护难度

集中补偿变电站主变与输电网良好高高低

低压补偿配变配变与输电网良好高高低

固定补偿配电线路线路与输电网良好低高低

随机补偿用电设备输配电系统最好高低高

(2)补偿量。可按照以下要求进行确定:功率因数的提高量、线损的降低量;运行电压的提高量。实际情况中需要充分考虑自身情况妥善选择。

(3)容量分布。当所有补偿点实际网损微增率保持一致时,无功补偿容量应最优分布。

3.3优化运行和配网重构

3.3.1优化运行

电网实行优化运行的主要目的在于当电网运行于某各用电负荷时,能使网损率达到最小,一般分为以下两个方面:①电压调整;②负荷调整。其中,电压调整需要在不影响电能质量的前提下,在电压支持的范围内完成。对供电电压而言,当其与负荷成正比时,能得到最佳降损效果。现阶段最常用,也是效果最显著的做法是对变压器分接头进行调整。如果主变是无载分接开关,则可将不同季节的用电负荷作为依据,于一年中按四季调整。调整后,能降低2.5~3.0%的网损,同时基本无需增加投资,仅需对主变分接头进行优化管理。如果主变是有载分接开关,则可通过对在线运行的引入来降低4.0~5.0%的网损。完成对主变电压的有效调整后,运行电网随即确定,通过分接开关即可继续对电压实施调整,以确保电压质量。

负荷调整主要包括最大限度利用季节性负荷,确保年负荷曲线能够和设备出力相吻合;对早晚峰进行调节,确保负荷达到平衡。可采用以下做法:①使大设备尽可能的避峰运行。

在避峰运行之后,只要线路电流在避峰前以内,就能起到降损作用。随着设备运行过程中的线路电流不断减小,降损效果越发明显;②对三相负荷分配进行调整,如果一相负荷较重、一相负荷较轻,而第三相为平均负荷,则线损增加最大为3.67倍;如果一相负荷较重,而两相负荷较轻,则线损增加最大为9倍;如果一相负荷较轻,而两相负荷较重,则线损增加最大为3倍。可见,通过对三相负荷分配的正确调整,能使三相尽可能达到平均,从而起到节能降损的作用。

3.3.2配网重构

是指在确保各项前提下,对分段、联络开关等的组合实施整改,以此使配网在线损最小的情况下运行。此时需要满足以下约束条件:①各支路电流必须在容许上限以内;②各节点电压都处在容许范围之内;③变压器所带负荷高于容许上限;④配网在重构以后,其必须保持连通,同时达到要求的辐射状。

4结束语

当前,社会对节能理念的关注极高,做好配电网的降损增效能够很好地落实国家对节能的期望。随着我国科学技术的快速发展,电力配电网降损增效相关理论日益丰满,相关技术日趋成熟,可保障配电网降损增效工作的顺利开展。做好配电网降损增效工作,不仅有助于电力企业增加经济效益,更可为我国经济建设发展添砖加瓦。

参考文献

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