電力節(jié)能技術(shù)探索

吳偉夏

（廣東電網(wǎng)公司佛山順德供電局，佛山順德，528300）

1 電力網(wǎng)綜合線損問題的解決措施

1.1 城市區(qū)域電網(wǎng)的合理規(guī)劃

在從根本上解決電力網(wǎng)綜合線損的問題，需要從城市的區(qū)域電網(wǎng)來入手，比如我國某城市的電網(wǎng)規(guī)劃比較合理，有效地解決綜合線損的問題。其城市域名的電網(wǎng)在進(jìn)行構(gòu)建時(shí)，除了以 N- 1 規(guī)則進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建外,在其城市的重點(diǎn)區(qū)域充分地考慮了區(qū)域負(fù)荷密度、節(jié)能降損和區(qū)外電源以及各個(gè)用電通道等諸多方面的因素,根據(jù)區(qū)域電網(wǎng)中每一個(gè)電壓等級進(jìn)行結(jié)合性發(fā)展,因地制宜地進(jìn)行高壓配電網(wǎng)建設(shè),著重點(diǎn)放在了發(fā)展 110 kV 網(wǎng)架以及110kV 直降 10kV 供電。以城市中心發(fā)展電纜網(wǎng)絡(luò)為主體，配合小型變電站，與周邊環(huán)境相溶合。與此同時(shí)，為了達(dá)到降低綜合線損的目的，采取了中壓配電網(wǎng)的延伸，大大減少了低壓配電網(wǎng)的范圍，實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)近距離供電的城市電網(wǎng)規(guī)劃。

1.2 改造電力變壓器

隨著變壓器數(shù)量增多、容量增加的情況，總的耗損不可小視，所以改變變壓器的目的在于通過技術(shù)改造達(dá)到降耗的目的。在改造過程中，首先可以采用非晶合金鐵芯變壓器,其優(yōu)點(diǎn)在于低噪音、低損耗等,相比同類的常規(guī)產(chǎn)品，損耗指標(biāo)大大低于常規(guī)產(chǎn)品,而且產(chǎn)品密封性強(qiáng)，維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用較低。目前，最常使用的低耗損變壓器為S11 系統(tǒng),此系統(tǒng)的空載損耗與之前的 S9系列相比，降低了大概 70%以上,其它技術(shù)指標(biāo)完全與 S9 系列變壓器同等。所以,對于S11系統(tǒng)變壓器在配電建設(shè)項(xiàng)目中應(yīng)該大力推薦。其次，可以通過調(diào)整變壓器的運(yùn)行方式以及變壓器負(fù)載的方法，從而以最有效、最高質(zhì)地達(dá)到變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。所謂的變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是一個(gè)不需要投資的調(diào)整形式,重要的是對供電與用電進(jìn)行科學(xué)的管理，就可以完成提高供電功率且節(jié)電的目的。所有的變壓器都有有功率的空載與短路耗損,與此同時(shí)變壓器同樣存在無功功率的空載與額定負(fù)載耗損，這些情況的發(fā)生是按照不同類型、不同各類的變壓器的確定的，它是根據(jù)不同類型變壓器的各級參數(shù)所形成的，其中包含了材質(zhì)以及電壓等級等多方面的因素。所以在進(jìn)行變壓器調(diào)整時(shí)，需要按照不同的設(shè)備進(jìn)行參數(shù)的選擇，以達(dá)到變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的叫佳效果。

2 電網(wǎng)高次諧波的影響與吸收措施

隨著電力網(wǎng)的擴(kuò)建，越來越多的電力電子設(shè)備被運(yùn)用到電網(wǎng)的建設(shè)當(dāng)中，因?yàn)楹艽蟪潭壬显黾恿朔蔷€性負(fù)荷，隨著此類設(shè)備的運(yùn)用，隨之也會產(chǎn)生大量諧波，從而直接影響到了電網(wǎng)中的正弦波的電壓以及電流波形，容易引起畸變極大程度地影響到電網(wǎng)供電質(zhì)量。需要解決這個(gè)嚴(yán)重的問題，需要在補(bǔ)償電容器回路系統(tǒng)中串入電抗器，由此來解決高次諧波放大的問題，達(dá)到吸收高次諧波的作用。如下圖所示。

圖1 調(diào)諧性諧波流向圖（濾波性諧波流向圖）

2.1 常規(guī)無功補(bǔ)償方案優(yōu)缺點(diǎn)

（1）LVCA 型靜態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置

優(yōu)點(diǎn)：這類型的補(bǔ)償裝置成本造價(jià)相對較低; 缺點(diǎn)：在電網(wǎng)負(fù)荷出現(xiàn)強(qiáng)烈變化時(shí)，諧波電流會放大，從而加大了電網(wǎng)的負(fù)荷。

LVCA 型靜態(tài)無功補(bǔ)償裝置

（2）TLFP-1.2 型智能動態(tài)無功補(bǔ)償濾波裝置

優(yōu)點(diǎn)：這類型的的裝置屬于快速投切類型，在整個(gè)過程中不會有諧波的產(chǎn)生，從而對于供配電損耗有較大的削弱; 缺點(diǎn)：有級投切。

TLFP-1.2 型無功補(bǔ)償濾波裝置

(3)TLFP-3 型有源濾波器

TLFP-3 型有源濾波器

優(yōu)點(diǎn)：高速動態(tài)響應(yīng)，其運(yùn)行過程不受系統(tǒng)阻抗包括電壓影響，從而運(yùn)行過程沒有諧振濾波的產(chǎn)生；缺點(diǎn)：此類產(chǎn)品效果雖好，但成本造價(jià)高。

3 電力無功補(bǔ)償設(shè)備要求

根據(jù)配電電壓的容量、負(fù)荷、自然功率以及三相電壓平衡等技術(shù)參數(shù)來進(jìn)行計(jì)量計(jì)算來進(jìn)行對補(bǔ)償用電容器容量的確定。當(dāng)補(bǔ)償處產(chǎn)生諧波時(shí)，根據(jù)需要串聯(lián)相應(yīng)等級的電抗器，讓其有效地形成諧調(diào)支路，從而有效地對線路上的諧波進(jìn)行濾除。電力系統(tǒng)的構(gòu)建，需要有效的保證安全的前提下進(jìn)行，同時(shí)需要滿足穩(wěn)定以及高質(zhì)量的供電效果，因此為了達(dá)到這些要求，需要需要依照“無功就地平衡”的原則作為構(gòu)建出發(fā)點(diǎn)，在選擇無功補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，以最近點(diǎn)為優(yōu)先原則，產(chǎn)生無功損耗最小點(diǎn)進(jìn)行無功功率補(bǔ)償設(shè)備的設(shè)置，通過宜地適宜的原則，通過技術(shù)與經(jīng)濟(jì)方面的考量后，進(jìn)行集中或者分散地設(shè)備設(shè)置。

因?yàn)殡娙萜魍肚械奈锢砹康目剂啃枰尤胗泄β室驍?shù)、無功電流、無功功率等多類型技術(shù)參數(shù)，因此無功功率物理量成為了投切參數(shù)物理量考量的最佳方式。這樣可以有效地避免輕載時(shí)投切振蕩，同時(shí)也能有效的控制住過補(bǔ)償或無功倒送情況的發(fā)生。電容器分擔(dān)方式和投切開關(guān)普遍在過去補(bǔ)償電容器組中常以等容量分組、循環(huán)投切；再之電容器容量分組按比例配置（例：1:2，1:2:3 等）；分組按編碼配置按級投切；從而在補(bǔ)償效果不理想。因此，要達(dá)到最好的效果，需要采用無功功率需要量針對無功需要量進(jìn)行投切（或稱模糊投切）為最佳投切形式，此種形式對于調(diào)節(jié)平滑，跟蹤都有比較好的效果。選擇低壓補(bǔ)償中投切開關(guān)時(shí)需要選投切復(fù)合開關(guān)，高壓補(bǔ)償柜中需要選擇真空接觸器。低壓時(shí)應(yīng)該選擇有零投切功能的多分開關(guān)。能將投入的涌流限制在 5%Ic以下，電容切除時(shí)沒有過壓情況的發(fā)生，從而可以讓電力系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行壽命大大增長。高壓真空接觸器在電源試點(diǎn)時(shí)，同步切除電容器，能有效地阻止線路重合閘恢復(fù)供電時(shí)電容器依然同電網(wǎng)相連，引起沖擊和無功潮流的改變。

4 電力需求側(cè)管理技術(shù)

4.1 改變用電方式

依據(jù)削峰、填谷和移峰填谷3種技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行管理。按照電力網(wǎng)的負(fù)荷,采用技術(shù)手段把對用電用戶進(jìn)行直接用電負(fù)荷控制、用戶用電時(shí)間控制以及用電需求量限制包括用電低峰以及季節(jié)性用電設(shè)備。有效地解決了電網(wǎng)在用電高峰期的負(fù)荷削減，或者在用電高峰期有效地通過技術(shù)手段進(jìn)行用電量轉(zhuǎn)移或增加電網(wǎng)負(fù)荷低谷期的用電,從而起到提高用電效率，達(dá)到節(jié)能的目的。

4.2 提高終端用電效率

此類的工作，主要在于推廣高效節(jié)能用電設(shè)備，例如：高節(jié)能的電器以及辦公設(shè)備等，可以采用余熱回收或者是能源替代等方式來實(shí)現(xiàn)用電節(jié)能的目的。針對企業(yè)用電大戶，則應(yīng)該采用無功補(bǔ)償、智能控制技術(shù)、變頻調(diào)速和高效變壓器、電動機(jī)等節(jié)電控制技術(shù)和產(chǎn)品,即能讓企業(yè)用電量得以控制，也能對電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行有效的優(yōu)化，從而降低了環(huán)境污染,提高終端電能利用率。

5 結(jié)語

總而言之，電力節(jié)能是需要通過多方面的技術(shù)來進(jìn)行控制與調(diào)整的過程，本方重點(diǎn)針對電網(wǎng)運(yùn)行中常見的諧波所造成的電網(wǎng)電壓、電流波形畸變，功率因數(shù)降低等現(xiàn)象的分析，并給出了相應(yīng)的無功補(bǔ)償解決方法，從另一個(gè)層面上也講述了其它方面的電力節(jié)能的技術(shù)措施，希望能為更多電力系統(tǒng)同事提供參考。

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