基于差異化分析的配電網(wǎng)節(jié)能規(guī)劃及輔助分析系統(tǒng)探討

楊鳴，代克麗，錢霜秋

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司南通供電分公司，江蘇 南通 226006）

我國經(jīng)濟快速發(fā)展，加上我國人口基數(shù)龐大，對能源的消耗非常大。在前期的經(jīng)濟發(fā)展中，我國重發(fā)展，輕節(jié)能，雖然我國是一個能源大國，但是也會擔心能源使用的問題。如今，能源問題已經(jīng)成為我國擔憂的一個重大問題。目前，我國已經(jīng)出臺一系列政策，旨在重整和規(guī)劃能源的使用，使能源能夠可持續(xù)被利用。節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃里面就提到我國目前經(jīng)濟發(fā)展方式發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，旨在構建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，維持社會資源的可持續(xù)發(fā)展。電力在能源消耗中占比非常大。隨著我國社會的構建和發(fā)展，對電力的消耗和需求越來越高，而電力能耗的消耗高也是電力企業(yè)的普遍現(xiàn)象。經(jīng)研究，在電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)中，配電網(wǎng)損耗最大，也是可降耗的最佳對象，可以用節(jié)能技術差異化對配電網(wǎng)進行節(jié)能潛力評估和規(guī)劃。另外，節(jié)能技術手段、配電網(wǎng)的運行狀態(tài)對配電網(wǎng)的降損效果都存在一定的差異性。因此，可通過分析電網(wǎng)設備、網(wǎng)架結(jié)構和電網(wǎng)運行之間的關系，找出影響配電網(wǎng)損耗的因素，才能找出配電網(wǎng)節(jié)能的有效方法，從而達到節(jié)能降耗的目的。本文通過對配電網(wǎng)損耗的影響因素進行差異性分析，根據(jù)節(jié)能方案搭建配電網(wǎng)節(jié)能輔助分析平臺并結(jié)合合理的節(jié)能方案，為配電網(wǎng)的節(jié)能降損提供解決方案。

1 配電網(wǎng)損耗分析研究現(xiàn)狀

我國早期進行電網(wǎng)建設的時候，主要把重心放在輸電網(wǎng)和變電站上面，從而導致我國的線損率高、電壓不穩(wěn)定等供電問題，這些問題嚴重影響我國電力的發(fā)展。1998年，我國才大規(guī)模地對城鄉(xiāng)電網(wǎng)進行改造，提高了我國供電質(zhì)量和供電的穩(wěn)定性。隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，我國在供電方面也在進行一系列的升級和改造，歷經(jīng)各種改變，直到現(xiàn)在我國也在大力建設智能電網(wǎng)工作，雖然該智能電網(wǎng)工作的起始時間較晚，但是相信在2020年前能全面完成這項工作。智能電網(wǎng)的配置，可以為配電網(wǎng)提供優(yōu)質(zhì)的運行，并且保證供電高效穩(wěn)定。根據(jù)電網(wǎng)建設的歷史，可知我國的電網(wǎng)建設一直在升級換代，朝著節(jié)能穩(wěn)定的方向前進。

2 配電網(wǎng)節(jié)能分析評估和節(jié)能規(guī)劃研究現(xiàn)狀

我國配電網(wǎng)在節(jié)能方面還存在比較大的改良空間，通過參考文獻數(shù)據(jù)分析可知，針對現(xiàn)有配電網(wǎng)的技術水平、管理和經(jīng)濟效益等方面的分析評估，我國配電網(wǎng)在降損方面和節(jié)能方案的制定之間存在差異性。以配電網(wǎng)為對象，規(guī)劃節(jié)能降損，可以從降低線損率、節(jié)約電量等方面入手，重構網(wǎng)架，將系統(tǒng)配電網(wǎng)進行分區(qū)處理，運用各種節(jié)能技術手段對其進行測試，從而得出能夠真正降損節(jié)能的方案。

3 配電網(wǎng)的損耗分析

配電網(wǎng)主要的損耗來源于電線路的損耗、配電變壓器損耗、電容及調(diào)相機損耗等。另外還有一些運行附加、設備老化或者接觸不良等引起的損耗。

3.1 配電網(wǎng)節(jié)能技術手段

配電網(wǎng)節(jié)能的技術手段主要可以通過配電線路節(jié)能、配電線路改造等方式，來減少配電線的損耗，從而達到降損節(jié)能的目的。

3.2 基于差異化分析的配電網(wǎng)節(jié)能規(guī)劃

經(jīng)過分析可知，配電網(wǎng)節(jié)能改造技術指標可以有多種方案選擇，每種方案可達到不同的降損效果，而另一方面，配電網(wǎng)的節(jié)能優(yōu)化涉及到多個子區(qū)配電網(wǎng)、節(jié)能效益、投資成本、運行條件等方面的制約。因此，要解決配電網(wǎng)節(jié)能降耗的規(guī)劃問題，在一定程度上，要綜合考慮配電網(wǎng)的實際情況，對配電網(wǎng)的系統(tǒng)配網(wǎng)、線路和電網(wǎng)原件及經(jīng)濟運行調(diào)整等多方面基于差異化分析來討論。只有經(jīng)過綜合考慮，才能比較好地提高配電網(wǎng)的節(jié)能降耗能力。基于以上考慮，本文提出了分層分區(qū)的配電網(wǎng)節(jié)能規(guī)劃方法，該方法主要通過預測線損，進行子分區(qū)配網(wǎng)規(guī)劃，然后在子區(qū)配網(wǎng)中進行二層規(guī)劃模型，采用上下層目標函數(shù)，得到規(guī)劃方案互相反饋，從而得到最佳節(jié)能方案。整個方案中，在資金分配和節(jié)能技能優(yōu)化組合中都體現(xiàn)了差異化，經(jīng)過江西電網(wǎng)的局域配網(wǎng)的案例，可知在配電網(wǎng)節(jié)能降耗工程中根據(jù)差異化分析后選擇合適的節(jié)能方案組合，可以有效減少配電網(wǎng)的能源損耗。

3.3 配電網(wǎng)節(jié)能輔助分析系統(tǒng)

隨著我國用電需求的增加，電網(wǎng)的規(guī)模也在不斷增大。對于我國現(xiàn)階段要求的以節(jié)能來發(fā)展建設。如果電力公司根據(jù)節(jié)能制度等進行節(jié)能工作的分析，會出現(xiàn)節(jié)能指標復雜、計算量大等問題，這些龐大的數(shù)據(jù)處理和計算流程如果沒有相應的分析系統(tǒng)，會給進行節(jié)能規(guī)劃的工作者在工作上帶來很大的困難。因此，電力企業(yè)在進行配電網(wǎng)節(jié)能規(guī)劃差異性分析都會編制一個節(jié)能輔助分析系統(tǒng)來協(xié)助節(jié)能規(guī)劃的數(shù)據(jù)處理等工作。

配電網(wǎng)節(jié)能輔助分析系統(tǒng)擬采用C/S和B/S結(jié)合的方式來構建系統(tǒng)的總體構架。對于軟件平臺的開發(fā)主要依據(jù)國際電工委員會IEC61850的標準建立標準化、網(wǎng)絡化和免維護的系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件構架方面主要包括C/S和B/S兩種方式的客戶端，另外還有內(nèi)網(wǎng)中服務器。對于配電網(wǎng)節(jié)能分析和規(guī)劃工作這方面的處理，輔助分析系統(tǒng)主要進行了分層次系統(tǒng)結(jié)構設計，這個系統(tǒng)有指標數(shù)據(jù)層、模型分析層、應用計算層和模塊界面層等模塊結(jié)構組成。這些模塊可以有效幫助處理配電網(wǎng)節(jié)能分析和規(guī)劃的工作。另外，該系統(tǒng)還包括多階段模塊功能及算法設計、節(jié)能規(guī)劃評估子模塊等。配電網(wǎng)節(jié)能輔助分析系統(tǒng)的設計，可以有效地將配電網(wǎng)節(jié)能工作，根據(jù)規(guī)劃的進度進行階段性的規(guī)劃。而且通過各模塊的計算，可以得出節(jié)能改造方案的節(jié)能效果，對配電網(wǎng)的節(jié)能規(guī)劃起到預警的作用。另外，在實際規(guī)劃情況中，通過該系統(tǒng)的分析，也可以對工程中各指標數(shù)據(jù)進行定性和定量分析，以保證規(guī)劃方案順利進行。

4 結(jié)語

當前，我國處于能源和資源緊缺的狀況，國家出臺政策進行節(jié)能減排調(diào)控，作為能源消耗較大的電力行業(yè)必然也要肩負重責，響應國家號召，承擔起節(jié)能減排的責任。另外，由于我國配電網(wǎng)的歷史問題，電力企業(yè)確實存在較大的能耗問題，可挖掘的節(jié)能潛力非常大，所以配電網(wǎng)的節(jié)能降耗工作在我國當前的資源緊缺的狀況下是很有意義的。

目前，針對我國配電網(wǎng)的情況、經(jīng)濟效益、電線損耗、節(jié)能技能等方面綜合考慮，利用配電網(wǎng)節(jié)能規(guī)劃輔助分析系統(tǒng)根據(jù)能耗分析、節(jié)能目標、投資成本約束等進行分析計算，得出一個比較合理的規(guī)劃方案。這樣的規(guī)劃方案一般都是經(jīng)過差異化分析得出的，通常情況下也是比較符合當前的配電網(wǎng)損耗情況，可以將節(jié)能降耗達到最優(yōu)狀態(tài)。從當前情況來看，我國基于差異化分析的配電網(wǎng)節(jié)能規(guī)劃和輔助分析系統(tǒng)還是比較科學合理的，而且具有一定的創(chuàng)新點。主要體現(xiàn)在對于巨大復雜的數(shù)據(jù)可以快速處理，可以針對有差異性的降損效果進行技術方案優(yōu)化組合，達到協(xié)同優(yōu)化方案，使得節(jié)能降耗效果達到最佳。另外，二層模型的設計，使得投資分配和節(jié)能規(guī)劃方案更加靈活。