配電網節能降耗及節能產品現狀

魏煜寧+姚錦衛

摘 要：因為我國社會經濟的發展相當迅速，用電需求量與日俱增，同時連理行業經濟體制也出現了較大變化。因此，需要通過切實有效的措施來對電網中的電能損耗進行減少，這樣可以在一定程度上減輕電力緊缺的壓力，同時還可以實現能源的節約，增強供電公司的企業效益。在電力系統中的電能消耗中，配電網電能損耗是最為主要的部分，實現配電網的節能降耗是整個電力系統節能降耗的重要工作。該文分析了產生電能損耗的幾個方面及節能降耗的主要措施，通過調研指出了當前電力節能產品的現狀，為電氣裝配類企業新產品開發提供幫助。

關鍵詞：電力節能 電能損耗 節能 電力節能產品

中圖分類號：TM174 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（b）-0034-02

電力節能包括輸電網節能和配電網節能。輸電網節能主要是通過提升輸電電壓，降低輸電電流，減少線損和線路壓降，提高現有輸電線路的電能輸送能力，以達到節能降耗的目的。城市配電網更是電力系統能量損耗的主體部分，實現配電網的節能降耗對供電企業提高經濟效益，實現目標利潤起著舉足輕重的作用[1]。

1 電力系統電能損耗

在電力系統供配電環節，電能損耗主要體現在以下幾個方面。

（1）線路損耗：當前我國經濟發展速度較快，而配電線路改造相對滯后，線路供電半徑較長，輸電線截面積小，這就導致線路損耗加大，同時線路壓降過大，供電線路末端電壓變低，直接影響用戶用電。

（2）變壓器無功損耗：變壓器屬于一級能耗設備，變壓器通過電磁感應變壓，屬于感性無功電力負載。在整個電網系統的無功損耗中，變壓設備占比約為35%，而輸電線路占比則低于5%。

（3）電力負載的無功損耗：在工業生產中，所使用的負荷大多數為感性負荷，少數為阻性負荷，這就導致在配電網中存在大量的無功。無功的存在導致了線損增加，電源利用率低下，直接造成能源和資源的浪費。

（4）非線性負荷的諧波損耗：隨著電力電子技術的發展，大功率非線性負荷在生產中的廣泛應用，導致電網中諧波損耗大量增加。諧波含量的增加不但給系統增加諧波損耗，同時還會對其他用電設備造成影響。

（5）用電設備中負荷突變的影響：用電設備中的一些突變負荷，造成配電網負載功率大幅變化，同時系統電壓隨之波動，也會對系統用電造成一定影響。無功損耗也會發生較大變化。

2 配電網節能降耗的主要措施

2.1 合理調節配置變壓設備

對變壓設備進行合理配置，合理保留裕量，使變壓器容量在保障使用的情況，提高負載率。既可以節約電能，又可以節省配電容量。

2.2 補償系統中的無功功率

通過合理加裝無功補償設備，消除系統無功。補償無功不但可以降低無功功率造成的系統損耗，同時可以降低變壓器輸出功率，變相達到增容的效果，提高了變壓器的使用效率。

2.3 平衡三相負荷

從變壓器來看，三相不平衡會增加變壓器損耗。只有在三相平衡的情況下，變壓器損耗降到最小。同時三相不平衡也會增加線路損耗，發生嚴重不平衡的情況下，高壓線路損耗大約會提升12.5%。

2.4 加裝電能質量治理設備

通過加裝電能質量治理設備，不但能夠降低諧波對線路造成能量損耗，而且能夠消除諧波電壓對其他供用電設備造成的安全隱患，保障系統安全運行。

2.5 采用節能設備

盡量采用高效節能產品，降低設備本身損耗。例如：變頻技術的運用，使異步電動機在運行過程中的功率因數能達到0.9以上。

2.6 合理進行網絡布局

在負荷功率穩定的基礎上，將電源配置在負載中間，減少出線分支，這樣可以減少線路損耗。

2.7 合理安排用電時間

在條件允許的情況下，盡量避開用電高峰用電。

3 主要節能產品

當前市場上電力方面的節能產品很多，按功能分為無功補償和電能質量治理類產品，還有一些是儲能類產品。

3.1 有源電力濾波器（APF：Active power filter）

一種用于動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能夠對不同大小和頻率的諧波進行快速跟蹤補償，之所以稱為有源，是相對于無源LC濾波器，只能被動吸收固定頻率與大小的諧波而言，APF可以通過采樣負載電流并進行各次諧波和無功的分離，控制并主動輸出電流的大小、頻率和相位，并且快速響應，抵消負載中相應電流，實現了動態跟蹤補償，而且可以既補諧波又補無功和不平衡。

3.2 靜止無功發生器（SVG：Static Var Generator）

又稱靜止同步補償器。SVG是通過電力電子器件IGBT和相應控制電路，對系統檢測到的無功功率進行抵消，即：系統產生多大的無功功率，SVG就產生多大的無功功率，但這個無功是與系統無功反相的，將系統無功抵消。SVG產品主要分為中高壓和低壓SVG。

主要適用場合：

凡是安裝有低壓變壓器的地方及大型用電設備旁邊都應該配備無功補償裝置，特別是那些功率因數較低的工礦企業、居民區均應安裝。

3.3 電能質量綜合優化裝置（MEC）

一種多目標電能質量綜合控制與優化裝置。檢測并分析負載、電網、多目標電能質量綜合控制與優化裝置的各項電能質量指標，統一協調控制主電路實現電能質量控制與優化。

3.4 其他無源濾波和無功補償產品

例如：FC（開關投切無源LC濾波器）；TSF（晶閘管投切LC濾波器）；TSC（晶閘管投切電容補償裝置）等。目前技術已過時，但產品成本較低，可以與有源濾波裝置混合使用，既能保證效果，又可降低產品成本。

統一潮流控制器（UPFC）、統一電能質量調節器（UPQC）、靜止串聯同步補償裝置（SSSC）以及固態切換開關（SSTS）等產品，均為柔性輸電產品，對提升電能輸送能力和電能質量有一定作用。但此類產品多為串聯設備，安裝維護比較復雜，建議作為公司非主流予以關注。

3.5 儲能設備

當前供電公司推行峰谷平電價。如果在峰谷電價時段將電能進行存儲，在用電高峰時段使用，對電力系統來講可以減輕供電高峰的壓力，對用戶也可以通過峰谷差價減少費用。

4 當前節能行業發展現狀

（1）國外知名的節能電力設備生產廠家有ABB、施耐德、西門子等。這幾家均為國際知名電氣設備供應商，其產品涵蓋領域很廣。這些企業研發節能技術相對比較早，技術和產品也比較成熟，產品售價相對國內也比較昂貴。

（2）國內知名生產廠家有鞍山榮信、蘇州和順、盛弘電氣等。上述企業從事電力節能產品都比較早，技術實力很強，規模較大，均為已上市或準備上市公司，并且大多數以前從事電容器無功補償和無源濾波器的設計和生產，技術上具有傳承性。

5 對節能板塊發展的建議

節約電費是用戶最容易感受到的“節能”。具體實施就是通過企業電費情況調研，以發現企業是否存在無功罰款（按供電部門規定，月平均功率因數低于0.9，要對用戶在收取電費的同時處以罰款；同時，對月平均功率因數高于0.95的用戶要給予獎勵）。這類用戶應進行無功補償治理。

節能產品的發展完善與其他板塊的發展也是相關的。例如：數據采集，全面的現場實時數據，不但能為節能數據分析、出具節能方案提供數據依據，也可以更加方便直觀看到治理后的效果。

參考文獻

[1] 管國棟，寧江波.淺析配電網節能方面的具體問題[J].通信電源技術，2015，32（6）：267-268.

[2] 羅玲，戰京濤.我國工業電氣節能產品現狀與營銷對策[J].北京化工大學學報：社會科學版，2008（2）：38-42.

[3] 許金杰.淺談配電網節能降耗[J].科技信息，2008（29）：80-81.