松陽配電網技術降損方法研究與應用

翁軍美　徐發林　李淑芳　潘智豪　林江

摘 要：松陽供電公司開展技術降損方法研究與應用，核心圍繞三相負荷平衡、高壓側無功零交換和經濟電壓，研究配電網技術降損閉環控制與決策支持平臺及臺區綜合節能裝置并投入實際應用，取得了良好的效果。

關鍵詞：技術降損 三相負荷平衡 高壓側無功零交換 經濟電壓 控制邏輯

中圖分類號：TM714 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0034-01

線損率作為能夠綜合反映和體現電力系統規劃設計、生產運行和經營管理水平的一個重要指標，越來越引起電網經營企業的重視，降低線損、提高電網效率可以帶來巨大的社會和經濟效益，已經成為電力企業孜孜以求的目標，線損考核要求日漸提高。配網是電能傳輸的各環節中損耗比例最高的環節我國配電網的線損率一直居高不下，配電網損耗占全網損耗的70%，抓好配網降損是降損工作的關鍵。

松陽配電網線損率較高，為此，松陽供電公司開展技術降損方法研究與應用，核心圍繞相負荷平衡、高壓側無功零交換和經濟電壓，研究配電網技術降損閉環控制與決策支持平臺及臺區綜合節能裝置并投入實際應用，取得了良好的效果。

1 目標函數的解耦與迭加優化

松陽配電網技術降損工作，涉及無功與電壓、無功與有功的優化求解問題，既有連續變量，又有離散變量，針對該混合變量模式下目標函數的優化求解問題是非常復雜的，也是較不現實的。

項目過程中，經過研究與分析發現，配電網運行的特點和主網的特點不太一樣，電壓或無功中任意一個的調節，對另外一個的影響不像主網那么大。因此，在工程實用化中，無功的補償控制，無需考慮電壓，電壓的調節控制，也無需考慮無功。但是，無功和有功的調節影響是緊密的。因此，項目根據配電網參數特性以及運行特征，項目針對目標函數的求解，采用“無功與電壓、無功與有功”的解耦與迭加優化的方法進行，取得了較好的實際應用效果。

2 三相負荷平衡

隨著經濟和科學技術的發展，人們對電能的需求量越來越大，并且對用電的質量的要求也越來越高。電能質量的好壞直接影響到電網和一些電器設備的安全，直接關系到我國經濟能否正常運行、企業產品質量的好壞以及我們的生活秩序是否良好。三相不平衡問題是衡量電能質量的一個重要指標，三相不平衡不僅會增加損耗、降低效率，而且還會引起負荷端電壓中性點的漂移，引起設備損害和意外事故，因此，保證三相平衡具有重要意義。

三相負荷平衡是技術降損方法中一個非常關鍵且效益十分顯著的手段，包括三相有功負荷平衡和三相無功負荷平衡。松陽配電網三相平衡的優化和控制采用解耦迭加的思路來進行的，先有功再無功。

通過采集配變低壓側三相的有功、無功、電流和電壓數據，首先進行三相有功的不平衡判別和調整，具體手段是通過在相間跨接電容轉移有功電流的方法進行，結合實際應用驗證，轉移效率約為跨接電容的1/3左右。舉例說明，A＼B＼C三相有功電流分別為90＼80＼70，現在在AC相間跨接一個30kVar的電容，則可以轉移有功電流約為10A，通過不間斷復合開關進行投切操作后，A＼B＼C三相有功電流為80＼80＼80，三相有功電流達到平衡，有效降低因三相有功不平衡帶來的損耗，實現降損。

有功三相不平衡調整完成后，繼續調整無功三相不平衡。無功損耗就是因為無功遠距離輸送而產生的，所以只要保證線路上的無功流動最小，就可以實現無功損耗最小的目標。相對來說，無功三相不平衡的調整技術已經十分成熟，且得到廣泛的應用。具體方法就是進行分相補償，什么時候缺什么時候補，缺多少補多少，最終實現三相無功完全補償，實現無功就地補償的同時，實現三相平衡。

3 高壓側無功零交換

傳統的配變無功補償，主要是在配變低壓側進行，但是一般都是只考慮用戶側所消耗的無功，對于配變自身的無線未進行補償。那么必然會出現配變無功需要線路甚至變電站來進行遠距離的輸送補償，無功的遠距離流動，造成了損耗。因此，松陽配電網技術降損過程中，通過在配變低壓側同時補償用戶側和配變自身所消耗的無功（約占配電網無功消耗的85%），無功就地平衡，實現配變高壓側無功的零交換。整個配電網只有配電線路存在少量的無功流動（約占配電網無功消耗的5%），基本可以忽略。

特別需要說明的是，高壓側無功零交換的控制目標是一個理想的狀態，實際實施過程中，通過在臺區綜合節能裝置中設定允許無功適量超前補償的方法，可以得到良好的應用效果。適量的無功倒送，可以補償線路上的少量無功消耗，不存在向變電站關口或上一級電網倒送的情況，對于配電網降損和整體電網降損來說，是有益的。

4 經濟電壓

有功損耗與運行電壓和電阻有關系，電阻一般可以看作不變，那么影響有功損耗的就是運行電壓。項目提出“經濟電壓”這個概念，只要能夠保障配電網在經濟電壓下運行，有功損耗就可以最小。

研究發現，配電網經濟電壓的計算與有功負荷有關系，因此判定，配電網經濟電壓的調節是可以獨立進行的。關于配電網經濟電壓的調節，項目是采用實時在線計算并進行開環控制調節的，調節的手段是變電站變壓器分接頭和母線電容器（AVC自動電壓控制系統）。

5 控制邏輯

項目實施時，經濟電壓先控后控都可以，同步控制也可以，具體采用外部配置的方法進行，這主要得益于自定義專家系統，可以自行設定控制目標優先級、控制對象優先級等。

松陽配電網技術降損核心控制關鍵在于要先對低壓電網三相有功不平衡進行調控，然后對臺區低壓有功三相不平衡進行調控，最后對臺區高壓側無功零交換和低壓側無功三相補償與平衡進行調控。

三相不平衡率最低，電壓最經濟，無功流動最小，那么有功和無功損耗最小，配電網運行就是最經濟，節能降損效果最好。

6 結語

松陽配電網技術降損方法研究與應用，驗證配電網在最少投資條件下的最有效技術降損的技術路線和實施方法，樹立了配電網技術降損領域“內涵節電”和“挖潛節電”的典型應用示范，其研究應用成果代表今后配電網技術降損的重要發展方向和關鍵技術。項目的開展、實施與成功，不斷豐富和積累配電網技術降損的經驗，盡管部分技術（三相負荷平衡）還需要進一步研究和完善，但是目前的研究與應用成果仍然具有顯著的參考和推廣應用價值，便于到更大范圍的配電網推廣應用，實現效益的最大化。

參考文獻

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