試析電力系統經(jīng)濟運行淺析及措施

論文摘要：電網(wǎng)經(jīng)濟運行方式是在保證電網(wǎng)安全運行和供電質(zhì)量及滿(mǎn)足供電需求基礎上，通過(guò)對比優(yōu)選變壓器及電力線(xiàn)路損耗最小的運行方式，在保證技術(shù)安全、經(jīng)濟合理的條件下，充分利用現有的設備、元件，通過(guò)相關(guān)技術(shù)論證，選取最佳運行方式、調整負荷、提高功率因數、調整或更換變壓器、電網(wǎng)改造等，在傳輸相同電量的基礎上，以達到減少系統損耗，從而達到降低電網(wǎng)損耗和提高經(jīng)濟效益的目的。

論文關(guān)鍵詞：節能措施；分析；變壓器損耗

由于電網(wǎng)的損耗主要是由變壓器損耗與電力線(xiàn)路損耗所組成，所以電網(wǎng)改造的節電降耗，也就是對電網(wǎng)中的所有變壓器和電力線(xiàn)路進(jìn)行擇優(yōu)選擇和優(yōu)化組合，組建成“安全經(jīng)濟型電網(wǎng)”。電網(wǎng)運行降損措施包括的內容與種類(lèi)較多，根據各方面經(jīng)驗與理論，下面僅從電網(wǎng)經(jīng)濟運行的一些主要方面討論降損的主要技術(shù)措施。

一、合理進(jìn)行電網(wǎng)改造，降低電能損耗

由于各種原因電網(wǎng)送變電容量不足，出現“卡脖子”、供電半徑過(guò)長(cháng)等。這些問(wèn)題不但影響了供電的安全和質(zhì)量，而且也影響著(zhù)線(xiàn)損。要充分利用在現有電網(wǎng)的改造基礎上，提高電網(wǎng)供電容量和保證供電質(zhì)量的前提下，運用優(yōu)化定量技術(shù)降低城鄉電網(wǎng)的線(xiàn)損，如老舊變壓器淘汰中要劣中汰劣，新型變壓器選型中要優(yōu)中選優(yōu)，既要根據城網(wǎng)和農網(wǎng)負載分布的特點(diǎn)，調整變壓器運行位置與供電線(xiàn)路實(shí)現優(yōu)化組合，又要根據電網(wǎng)中變壓器與供電線(xiàn)路的分布狀況，優(yōu)化負載經(jīng)濟分配和電網(wǎng)經(jīng)濟運行方式。依靠科技進(jìn)步和推廣以計算機應用為主要內容的先進(jìn)技術(shù)，提高電網(wǎng)安全經(jīng)濟供電的管理水平。在城鄉電網(wǎng)建設和改造過(guò)程中要優(yōu)化調整城鄉電網(wǎng)的電力結構和提高電網(wǎng)結構中的技術(shù)含量，為電網(wǎng)安全供電奠定良好的基礎。

（一）電力線(xiàn)損

按經(jīng)濟電流密度優(yōu)化合理原則可以采用兩線(xiàn)路并聯(lián)運行或增加導線(xiàn)截面積(同時(shí)一定程度上增加了電網(wǎng)的成本)。線(xiàn)路負荷重、供電半徑過(guò)長(cháng)、線(xiàn)路迂回供電，是造成線(xiàn)路損耗增大原因之一。對此，可采取在線(xiàn)路上增設一條導線(xiàn)，讓兩條線(xiàn)路并列運行的方式。增大導線(xiàn)截面的同時(shí)，也就降低了線(xiàn)路的電阻，從而降低線(xiàn)路的有功損耗。

（二）合理選用變壓器容量

農網(wǎng)改造中一些農村用電負荷。其高峰負荷時(shí)間較短而輕負荷時(shí)間較長(cháng)，所以應根據農村用電負荷的實(shí)際情況合理選擇配電變壓器的容量，避免“大馬拉小車(chē)”的現象，以減少變壓器的有功功率損耗。針對配變單端供電情況，應適當將配變安裝在負荷中心處，這樣可使低壓線(xiàn)路由一路輸出變?yōu)閹茁份敵?，從而提高電壓質(zhì)量，降低了低壓線(xiàn)損。通過(guò)調整變壓器的安裝地點(diǎn)可以提高電壓質(zhì)量，降低線(xiàn)損，選用節能型變壓器淘汰高能耗變壓器可使變壓器運行中的有功損耗和無(wú)功消耗最低

（三）電網(wǎng)類(lèi)型和結構

1、調整不合理的網(wǎng)絡(luò )結構。合理設計、改善電網(wǎng)的布局和結構，可避免或減少城農網(wǎng)線(xiàn)路的交錯、重疊和迂回供電，減少供電半徑太大的現象。簡(jiǎn)化電網(wǎng)電壓等級，降低網(wǎng)絡(luò )損耗。每簡(jiǎn)化一級，就可減少一級設備，并可減少運行管理和檢修工作，以及減少線(xiàn)損。

2、積極應用節能裝備。農網(wǎng)配變多為生活、動(dòng)力及農排混合供電，因而存在有峰谷負荷相關(guān)懸殊，低谷用時(shí)間內配變二次電壓升高以及配變的實(shí)際電能轉換效率低的問(wèn)題，而如果安裝使用了配變節能自動(dòng)相數轉換開(kāi)關(guān)，就可以解決上述問(wèn)題，從而有效地降低了變壓器、線(xiàn)路的空載、輕載損耗。對于配變多為民用生活和工廠(chǎng)供電，因存在峰谷負荷相關(guān)懸殊，低谷用時(shí)間內存在配變二次電壓升高以及配變的實(shí)際電能轉換效率低的問(wèn)題，如果安裝節能自動(dòng)相數轉換開(kāi)關(guān)，就可解決上述問(wèn)題，從而可有效地降低變壓器、線(xiàn)路空載、輕載損耗。

3、簡(jiǎn)化電網(wǎng)的電壓等級，降低網(wǎng)絡(luò )損耗。電壓如能簡(jiǎn)化一級，這樣可減少一級設備，減少運行管理和檢修工作，減少線(xiàn)損。城市負荷中心應盡量用高壓引入，可以縮短配電線(xiàn)路的供電距離，如具備經(jīng)濟技術(shù)條件應對線(xiàn)路升壓改造，根據線(xiàn)路輸送容量和輸送距離，以及發(fā)展要求合理選擇升壓方案，而且升壓投資回收率較快，因此適當考慮升壓供電是可行的。

4、選用節能型變壓器，淘汰高能耗變壓器。S9系列變壓器為目前我國10kV和35kV的電力變壓器低損耗產(chǎn)品，對還在使用中的高能耗變壓器應利用改造，合理規劃，予以淘汰或更新改造。在電網(wǎng)改造設計中對新型變壓器的容量選擇，不僅應考慮到變壓器容量利用率，同時(shí)更應考慮到變壓器的運行效率。使變壓器運行中的有功損耗和無(wú)功消耗最低。

二、合理安排變壓器的運行方式，保證變壓器經(jīng)濟運行

變壓器經(jīng)濟運行應在確保變壓器安全運行和保證供電質(zhì)量的基礎上，充分利用現有設備，通過(guò)擇優(yōu)選取變壓器最佳運行方式、負載調整的優(yōu)化、變壓器運行位置最佳組合以及改善變壓器運行條件等技術(shù)措施，從而最大限度地降低變壓器的電能損失和提高其電源側的功率因數，所以變壓器經(jīng)濟運行的實(shí)質(zhì)就是變壓器節電運行。變壓器經(jīng)濟運行節電技術(shù)是把變壓器經(jīng)濟運行的優(yōu)化理論及定量化的計算方法與變壓器各種實(shí)際運行工況密切結合的一項應用技術(shù)，該項節電技術(shù)不用投資，在某些情況下還能節約投資(節約電容器投資和減少變壓器投資)。所以，變壓器經(jīng)濟運行節電技術(shù)屬于知識經(jīng)濟范疇，是向智力挖潛、向管理挖潛實(shí)施內涵節電的一種科學(xué)方法。

（一）合理計算變壓器經(jīng)濟負載系數，使變壓器處于最佳的經(jīng)濟運行區

變壓器并非在額定時(shí)最經(jīng)濟，當負荷的銅損和鐵損相等時(shí)才最經(jīng)濟，即效率最高。兩臺以上主變壓器的變電所應繪出主變壓器經(jīng)濟運行曲線(xiàn)，確定其經(jīng)濟運行區域，負荷小于臨界負荷時(shí)，一臺運行。負荷大于臨界負荷時(shí)兩臺運行。 （二）平衡變壓器三相負荷，降低變壓器損耗

變壓器不平衡度越大，損耗也越大，因此，一般要求電力變壓器低壓電流的不平衡度不得超過(guò)10%，低壓干線(xiàn)及主變支線(xiàn)始端的電流不平衡度不得超過(guò)20%。

（三）合理調配變壓器的并列與分列的經(jīng)濟運行方式以及變壓器運行電壓分接頭優(yōu)化選擇

按備用變、負載變化規律、臺數組合等因素，優(yōu)先考慮技術(shù)特性?xún)?yōu)及并、分列經(jīng)濟的變壓器運行方式。在滿(mǎn)足變壓器負載側電壓需要的前提下，用定量計算方法，按電源側電壓的高低和按工況負載的大小，對變壓器運行電壓分接頭進(jìn)行優(yōu)化選擇，從而降低變壓器損耗，提高其運行效率。

三、合理調節配網(wǎng)運行方式，改善其潮流分布

（一）合理調整配電線(xiàn)路的聯(lián)絡(luò )方式

配電線(xiàn)路應該采取最佳運行方式使其損耗達到最小，如通過(guò)互為備用線(xiàn)路、手接手線(xiàn)路、環(huán)網(wǎng)線(xiàn)路、并聯(lián)線(xiàn)路、雙回線(xiàn)路等是可以達到的。

（二）環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò )，按經(jīng)濟功率的分布選擇網(wǎng)絡(luò )的斷開(kāi)點(diǎn)

對于環(huán)形的供電網(wǎng)絡(luò )，正常需要運行斷開(kāi)，應根據兩側壓降基本相等的原則，找到一個(gè)經(jīng)濟功率的斷開(kāi)點(diǎn)，使線(xiàn)路的電能損耗最小。

（三）推廣帶電作業(yè)，減少線(xiàn)路停電時(shí)間

對雙回線(xiàn)路供電的網(wǎng)絡(luò )，雙回線(xiàn)路并列是最經(jīng)濟的，如因檢修工作，其中一條線(xiàn)路停電，則由于負荷電流全部通過(guò)另一條運行的線(xiàn)路，會(huì )使線(xiàn)損大增加，因此要盡量利用帶電作業(yè)，減少雙回線(xiàn)的停電次數與時(shí)間。

四、合理配置電網(wǎng)的補償裝置合理安排補償容量

（一）增裝無(wú)功補償設備，提高功率因數

對農網(wǎng)線(xiàn)路，合理增設電容器，增強無(wú)功補償，提高功率因數，根據供電網(wǎng)絡(luò )情況，運用集中補償和分散補償相結合的方法，變電所可通過(guò)高壓柜靈活控制功率因數的變化。

（二）合理考慮并聯(lián)補償電容器的運行和無(wú)功功率的合理分布

在有功功率合理分配的同時(shí)，應做到無(wú)功功率的合理分布。按照就近的原則安排減少無(wú)功遠距離輸送。對各種方式進(jìn)行線(xiàn)損計算制定合理的補償方式。

五、做到經(jīng)濟調度，有效降低網(wǎng)損

（一）合理制定電網(wǎng)的運行方式

合理調整電網(wǎng)年度、季度運行方式，把各種變電設備和線(xiàn)路有機地組合起來(lái)充分挖掘設備的潛力，減少網(wǎng)絡(luò )損耗，提高供電的可靠性。

（二）根據電網(wǎng)實(shí)際潮流變化及時(shí)調整運行方式

做好電網(wǎng)的經(jīng)濟調度，根據電網(wǎng)的實(shí)際潮流變化，及時(shí)合理地調整運行方式，做好無(wú)功平衡，改善電壓質(zhì)量，組織定期的負荷實(shí)測和理論計算，使電網(wǎng)線(xiàn)損與運行方式密切結合，實(shí)現電網(wǎng)運行的最大經(jīng)濟效益。尤其在農網(wǎng)運行中，應合理調度電力負荷，強化用電負荷管理，從而達到配電網(wǎng)絡(luò )的降損節能。另外，合理調整負荷，提高負荷率及調整三相不平衡電流。在相同的總用電量條件下，負荷率越高，峰谷差越小，則線(xiàn)損越小，因此合理調整負荷，提高負荷率、削峰填谷、適時(shí)分、并列及轉移負荷有利于降低線(xiàn)損。由于線(xiàn)路負載三相平衡度大，則不僅增加相線(xiàn)和中線(xiàn)上的損耗，同時(shí)危及配變的安全運行。必須及時(shí)進(jìn)行設整。

六、結語(yǔ)

變壓器及其供電系統經(jīng)濟運行降損的社會(huì )效益有：節約資金，即節約電容器的投資和減少變壓器的投資；減少電壓損耗，提高供電質(zhì)量，進(jìn)一步降低線(xiàn)損，改善環(huán)境；節約資源，為子孫后代造福。由此可見(jiàn)，電網(wǎng)的損耗是可以通過(guò)一些有效的措施來(lái)減低，使電網(wǎng)達到最優(yōu)的經(jīng)濟運行，提高社會(huì )的經(jīng)濟效益，促進(jìn)電網(wǎng)運行管理走向定量化、擇優(yōu)化、有序化的現代化管理。因此在電力系統中推廣電網(wǎng)經(jīng)濟運行降損措施，其節電潛力巨大，經(jīng)濟效益顯著(zhù)，具有現實(shí)意義。