配電網節能現狀及優化措施研究

辛衛東　張凡　徐天錫　顏勇

摘 要：節能降耗是目前企業發展的一大主題，是提升企業市場競爭力的一個關鍵措施。本文結合配電網中的節能降耗及優化方式進行分析研究，對配電網中的節能研究現狀和存在的問題進行分析，并對優化措施進行了探討，以期為相關的實踐提供參考。

關鍵詞：配電網；節能現狀；優化措施

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）16-0171-01

電網是電能的重要輸送通道，電網自身節能降損是我國節能工作的重要組成部分。目前配電網薄弱是我國電網結構中需要迫切解決的問題之一。由于配電網點多面廣，線路結構復雜，損耗比較大，占電網損耗的50%以上，其節能空間明顯。自1998年農村電網建設和改造工程實施以來，我國農村電網健康狀況雖得到明顯改善，但隨著農村經濟的快速發展，對農網的供電能力和供電質量提出了更高要求，建設具有可靠，智能特征的結構合理，技術實用，供電質量高，電能損耗低的新型農網迫在眉睫[1]。

配電網能耗主要集中在輸電線路和用戶需求側，在10KV以下配電網絡，尤其是在400V等級的配電網絡中，由于大量的工農業設備廣泛接入，各種電能污染設備的廣泛使用，都給電網帶來了大量的能耗損失，城鄉配電網是電力系統能量損耗的主體部分。本文結合配電網對節能進行分析探究，簡單介紹了節能降耗的研究應用現狀，并對目前節能降損中存在的問題及優化措施進行了分析探討。

1 配電網節能降損的現狀

目前國內對于配電網節能降耗的研究仍然停留在獨立的，對某區域電網的離線線損計算，無功優化控制，變壓器經濟運行（主要是運行方式的選擇）階段，且這些系統的技術分別由不同的單位掌握，缺乏整合。系統間信息集成程度不高，數據接口不夠規范，運行人員無法掌握配電網運行的實時工況，操作繁瑣，工作效率低。而當前配電網中現有的無功補償等節能設備和電能質量治理裝置只是單點分布，既沒有數據的上傳采集平臺，也沒有設備的綜合控制平臺，設備的運行狀態，故障信息，節能效果和電能質量治理效果等方面也無法得知。因此，隨著配電網的建設和發展亟需，非常有必要研究一種新型的面向配電網的節能降耗與電能質量綜合控制系統，逐步進行技術推廣，應用于配電網節能與提高電能質量改造項目的實踐中。

電能節能系統的硬件裝置設備的發展歷程如下：電網發展初期僅僅是無功調節與優化的需求，經歷了從同步調相機到開關投切電容器再到靜止無功補償器的發展歷程，它們的共同特點是調節無功功率降損節能的作用，在其他方面各自具備不同的缺點，如同步調相機：響應速度慢，噪音大，損耗大，技術陳舊，屬淘汰技術；開關投切電容器：慢響應補償方式，連續可控能力差；靜止型動態無功補償器（SVC）：補償效果較好，但是抑制閃變能力差，占地面積較大，自身諧波污染嚴重。

配電網的節能降耗與電能質量綜合控制系統的研究建設，應綜合參考目前AVC系統的優點，結合最新節能控制方法和硬件設備，建設具備能夠實現電能質量優化治理和電網節能的區域協調控制功能的系統，使其在提高響應速度，穩定電網電壓，降低系統損耗，增加傳輸能力，降低諧波污染和減小占地面積等多方面具有更加優越的性能。

2 配電網節能降損工作存在的問題

2.1 無功補償不足而造成的無功損耗問題

當前配電網所采取的降耗措施主要是電容補償，存在速度慢，不能動態平滑調節，容易造成欠補過補的問題，電網損耗問題依然嚴重。

2.2 能設備無法治理電能質量（如諧波、三相不平衡等）的問題

電網污染及電能質量問題主要表現在，電網的諧波流動，負荷的三相不平衡，產生的影響：（1）諧波對供電變壓器的影響，諧波對供電變壓器的影響主要是產生附加損耗，溫升增加，出力下降，影響絕緣壽命。（2）諧波對旋轉電機的影響，諧波對旋轉電機的主要影響是產生附加損耗，其次產生機械振動，噪聲和諧波過電壓。（3）諧波對通信產生干擾，使電度計量產生誤差。（4）諧波對繼電保護自動裝置和計算機等也將產生不良影響。

此外，負荷的三相不平衡也會造成線損的增加。在實際運行中，由于三相負載不平衡使變壓器處于不對稱運行狀態，不但造成變壓器的損耗增大，甚至會導致變壓器燒毀。因此三相不平衡運行對變電設備和線損的影響不容忽視。

3 配電網節能降損的優化措施

3.1 加大無功補償的實施力度

隨著經濟水平的提高，我國用電量不斷激增，其中企業用電占很大部分。在我國低壓電網中設置無功補償裝置有諸多益處，無功補償的工作原理早就為人所知，通過無功補償設備的應用，產生無功功率，借以實現提高功率、穩定電壓、降低耗能的目的。在我國電力系統的低壓電網中，無功補償裝置占有重要地位，對其合理使用亦不容小覷。從長遠利益出發，使用無功補償裝置，不但能夠降低供電損耗，且能夠改善居民的用電環境，保障良好的社會效益。一般而言，對電力系統實行無功補償，必須以“分級補償，就地平衡”為原則。例如，在10kV線路上設置無功補償裝置是十分必要的。而所需無功補償容量，則由兩個數值來界定，及變壓器與線路的無功損耗值之和。對于無功補償容量的界定超過所需，特別是在線路處于低負載之時，就容易無功過補的狀況，而這一狀況的出現，對于線路電壓的穩定及降低線路損耗而言，無疑都是不利的[2]。

3.2 三級協調的配電網降損

利用配電網無功電壓調節設備實現配網無功電壓自動控制、優化控制的決策方法，用于我國當前配電網的無功電壓自動控制領域，解決配網運行的低電壓、高損耗等電能質量相關問題。基于三級協調的配電網降損方法研究，主要涉及到對有載調壓主變調壓控制、站內無功補償設備控制、10kV線路調壓器控制、10kV無功補償設備控制、有載調壓配變調壓控制、配變低壓無功補償控制、配變臺區低壓用戶電壓監測等多層、多項的多級協調控制。對每層控制時都應考慮對其他層電壓和無功的影響；在每層需要控制時，都應考慮是否通過其相鄰的上層還是其越級上層進行調控。配電網無功補償的原則是自上而下判斷，而優化控制則是按照自下而上的策略。控制策略的原則為：電壓和無功不越限時，啟動無功優化功能，以電壓為約束條件，以有功損耗最小為目標，生成控制命令；電壓、無功調整時要確保電網穩定安全，考慮短期負荷波動變化預測技術、超短期負荷波動變化預測技術，合理分配設備動作次數，避免投切振蕩。

3.3 對老舊低壓計量設備的改進

低壓計量設備改進不僅僅要對表計以及表箱進行改進，同時還有進出線改進：（1）降低表計計量誤差；（2）裝上封閉表箱；（3）能夠產生優秀防窺電能力；（4）將進出線進行換新能夠降低導線破損以及接觸不良造成的不良影響。

4 結語

配電網的節能降耗能夠協調電網其他部分的節能補償裝置工作，根據電網功率進行有效調節，合理優化；同時，系統還可以給出區域電網的電能質量狀況分析，電能質量優化治理的結果分析與對比，實現科學的結果評估，為電網的節能控制和電能質量治理提供參考，為電網建設提供基礎數據。

參考文獻

[1]郭秀欽，郭大慶，張永新，等.配電網節能降損優化改造方案的研究[J].電力電容器與無功補償，2014，（2）：43-49.

[2]李龍勝.配電網節能現狀及優化措施分析[J].低碳世界，2016，（21）：22-23.endprint