供配電系統與用電設備節電運行技術

云南天安化工有限公司 付歆釗

隨著市場經濟的發展進步，供配電系統應用運行管理工作質量受到了更多的關注，不僅要滿足質量控制要求，還要充分落實節能節電管理機制，發揮相關技術的應用優勢，提高系統運行的環保效益。

1 供配電系統與用電設備節電運行技術的應用價值

近年來，工業企業逐步落實節能降耗工作，在調整企業自身組織結構的基礎上，有效更新生產工藝模式，并積極落實供配電系統和用電設備節能節電運行技術，能有效維持行業可持續發展的動力。

一方面，節電技術能針對電網結構、用電設備展開的技術處理機制，能在滿足相關應用要求的同時減少電能損耗，最大限度地提高行業經濟化、環保化管理水平，共建穩定且規范的環保發展路徑，從而維系節能控制的發展理念[1]。

另一方面，節電運行技術的處理和推廣，能為企業優化資金利用率提供支持，配合穩定的控制方案，最大限度地優化行業資金管理水平，充分發揮節電運行技術投資少、收益高的優勢，為行業綜合化管理工作的落實和開展提供保障。

綜上所述，供配電系統與用電設備節電運行技術的應用具有重要的實踐意義。

2 供配電系統與用電設備節電運行技術的作業要點

在供配電系統與用電設備節電運行技術應用過程中，要結合實際應用要求落實具體作業內容，構建完整的控制模式和管理機制，以確保統一化作業質量符合預期，更好地維系節電水平，實現經濟效益和環保效益的雙贏。

2.1 低電壓偏差運行技術

在對配電變壓器運行狀態量進行匯總后分析，磁飽和狀態時電壓降低會使變壓器勵磁電流隨之減少。并且，若電壓出現下降的趨勢，那么企業內相關設備的有功功率變化幅度較小，但是無功功率會產生較大波動。因此，在落實低電壓偏差運行技術的過程中，要對技術應用條件和電壓調整控制范圍予以集中管理，在維持供電電壓穩定狀態的基礎上，將電壓波動控制在較小的范圍內。比如，若電壓波動維持在10%左右，那么用電設備的終端電壓偏差要進行整定處理，數值控制在+0%～-1%；若是電壓波動維持在5%左右，則用電設備終端電壓偏差要控制在+0%～-2%。

2.2 變壓器運行技術

對于供配電系統用電設備節電工作而言，變壓器的節能潛力較大。以鋼鐵廠日常工作為例，1000萬t 的鋼鐵廠的實際用電功率一般會維持在500MW，此時，變壓器實際的負載率約為50%，相應的配電變壓器容量為2000MVA，有功損耗能達到10MW，若是對其進行節能處理控制，調控變壓器的運行效率，倘若全年變壓器的實際運行時間設定為9000h，則能實現1800萬度電的節電量。

第一，結合實際發展需求，有效建立更加穩定的節電管理規劃，確保節電運行控制技術方案能有序落實，更好地減少資源損耗造成的負面影響。借助高壓用電設備就能有效減少變壓器的總容量，有效降低變壓器的損耗發生概率[2]。

表1 無功當量數值對比

結合數值對比可知，無功源距離電源越遠，對應的無功當量數值就會隨之增加，借助無功就地補償的方式，能有效降低線損對整個作業產生的影響，更好地維持良好的節能降耗處理效果，提高變壓器運行效能的同時，滿足節電處理技術的具體標準。

2.3 配電網重構技術

在供配電系統與用電設備節電運行技術應用控制工作中，為了更好地維持相關作業環節的穩定性和合理性，就要整合具體的技術要素，全面了解相關技術處理的可控性處理要求，保證技術應用效果滿足預期。所謂配電網重構技術，是指借助相應的手段對配電網的實際拓撲結構予以升級處理，能在提升運行可靠水平的基礎上減少線損造成的不良影響，并進一步對負荷參數予以均衡處理，最大限度上提高供電水平和電能質量，確保配電網運行系統能更好地維持應用狀態。

2.3.1 技術要點

一方面，重構時處于配電網正常運行狀態，此時采取配電網重構技術的目標就是減少線損問題，更好地維持負荷參數的平衡，確保供電質量能滿足應用預期。要依照潮流方程、支路電流、節電電壓等基礎約束條件落實相應的重構處理措施，結合數學優化算法、最優流模式算法、支路交換法以及人工智能算法等手段，集中評估和分析重構要素，在實現開關操作的基礎上，更好地維持網絡重構，保證運行處理效果達到預期，有效滿足節電技術應用的實際需求[3]。

另一方面，重構時處理配電網故障狀態，此時采取配電網重構技術主要是為了隔離故障源，并有效對非故障源區域進行供電恢復處理，減少大范圍停電造成的經濟損失。依舊要關注網絡拓撲、繼電保護可靠性等約束條件，更好地完善具體的操作處理機制，配合故障診斷算法，就能落實完整的操作計劃，以保證重構處理的穩定性和合理性。

總之，配電網重構技術本身就是配電系統優化處理的方式，能在提高配電系統安全水平的同時，維持運行管理的經濟效益。基于此，在使用配電網重構技術的過程中，要確保技術滿足配電網線饋線熱熔要求，符合變壓器容量應用管理的實際控制標準，并將供電質量指標最佳配電網運行方式作為核心，建立多目標非線性混合優化模型，從而維系配電變壓器的應用效能，更好地貼合供配電系統與用電設備節電運行技術的具體控制訴求。

2.3.2 案例

以某冷軋廠配電網落實配電網重構技術處理機制為例，目標在于減少運行損耗，更好地維持新增負荷平衡的同時，優化損耗控制水平。要確保配電網的電能運行質量滿足國家標準規定，并將功率因數維持在0.9以上。配電系統結構如圖1所示。

圖1 配電系統結構示意圖

第一，在落實重構運算處理機制的過程中，要將電壓偏差、電壓波動閃邊、諧波電壓等參數作為電能質量指標限制的參考依據。由圖1可知，工廠內配電網運行方式接通的處理體系中，存在以下運行方式。一是W1、W4、W5、W8處于接通狀態，其余均處于斷開狀態；二是W1、W4、W6、W7、W8處于接通狀態，其余均處于斷開狀態；三是W1、W2、W3、W5、W8處于接通狀態，其余均處于斷開狀態；四是W1、W2、W3、W5、W6、W7處于接通狀態，其余均處于斷開狀態；五是W2、W3、W4、W6、W7、W8處于接通狀態，其余均處于斷開狀態；六是W1、W2、W3、W6、W7、W8處于接通狀態，其余均處于斷開狀態。

第二，濾波器的運行也有相應的組合方式。一是H3搭配H5運行；二是H3搭配H5、H7運行；三是H3搭配H5、H7、H9運行；四是H3搭配H5、H7、H9、H11運行；五是H3搭配H5、H7、H9、H11、H13運行。

第三，結合運行情況和實際需求，對不同組合變壓器負載系數、負載功率以及各個母線諧波的電壓參數、電壓偏差以及電壓波動等予以綜合分析，評估相關數值的標準性和穩定性。

第四，依照計算結果就能獲取節點方式排序規則，只要符合電能質量指標，且相關數值在國際限制要求范圍內，變壓器的實際運行功率不超出0.9，就能獲取損耗情況的相關數值，優選損耗最小的處理機制，保證最優應用控制方案的合理性和規范性。

綜上所述，在基礎負載運行情況下，濾波器采取H3搭配H5的運行方式能滿足配電網六種運行方式的實際需求，其中，第六種運行方式，也就是W1、W2、W3、W6、W7、W8處于接通狀態，其余均處于斷開狀態的運行方式損耗最小，能充分優化節電效果。另外，若主變3#需要檢修，則使用W1、W2、W3、W5、W6、W7處于接通狀態，其余均處于斷開狀態的方案。若主變1#需要檢修，則使用W2、W3、W4、W6、W7、W8處于接通狀態，其余均處于斷開狀態的方案[4]。

配電網重構算法不僅僅是復雜的理論體系，也是實際工程問題，為更好地發揮其應用價值，就要結合供配電系統的實際運行需求，確保相關計量分析內容都能滿足規范，以保證重構算法的應用效果滿足配電網結構的實際情況，減少損耗的同時，實現經濟效益和安全效益和諧統一的目標。

2.4 電加熱設備配電功率曲線處理

對于供配電系統與用電設備節電運行技術而言，電加熱設備的應用控制也較為重要，要結合實際情況繪制相應的參考曲線，從而評估關聯情況的具體狀態，維持計算分析的合理性和可控性。結合我國工業企業目前的發展現狀可知，電加熱設備的節能處理具有較大的空間，若要更好地發揮技術優勢，要在優選高效電熱設備的同時，積極推進工藝體系的升級進程，利用大功率加熱設備，并對配電功率曲線予以嚴格管理，從而維持節電效果最優化。以鋼鐵廠煉鋼操作為例。

第一，配電功率曲線，對于電加熱設備而言，熔化前期和中期將功率調節為最大輸入功率，能更好地維持熔化的效率，提高熔化速度，而在熔化后期，適當借助保護爐蓋和爐墻不受熱輻射的方式，有效減少輸入功率參數，節約能源。而在氧化處理期，前期為更好地滿足升溫作業需求，要適當升高輸入功率，氧化處理中期和后期，要采取小功率供電的方式，更好地維持運行的穩定性，尤其是在吹氧脫碳的環節，要采取停電吹氧的方式，實現小功率輸出的同時節約電能。

第二，依照供配電系統與用電設備節電運行技術的控制規范，在實際作業環節中落實具體內容，保證相關信息管理的科學性，并最大限度上發揮電能的應用優勢，減少無效率損耗造成的影響，提高協同管理的基本水平。并且，依照最佳配電功率曲線對輸入電流和電壓參數予以控制，獲取節電成效的狀態下還能延長設備的使用壽命，滿足經濟效益的具體需求[5]。

第三，對電弧爐配電功率進行優化處理，要結合運行狀態的不同工藝條件下電弧爐最佳配電功率曲線完成控制工作，并進一步分析定性狀態和定量狀態的對比情況，借助相應的測試數據更好地維系節電處理效果，保證控制水平能滿足預期，真正意義上落實供配電系統與用電設備節電運行技術應用要求。

總而言之，供配電系統與用電設備節電運行技術的應用具有重要的研究價值，要結合供配電系統的運行情況選取適當的技術方案，保證技術處理環節的合理性，進一步挖掘電加熱設備、變壓器等節能潛力，并合理應用配電網重構技術方案，有效提升經濟運行水平，為供配電系統與用電設備節電管理工作的可持續發展奠定堅實基礎。