浅谈城市配电网的节能降耗

浅谈城市配电网的节能降耗发表时间：2017-01-20T10:06:36.153Z 来源：《电力设备》2016年第24期 作者： 郑志基[导读] 加强用电检查，加大打击偷电违法行为的力度，加强对计量装置的现场巡查，维护供电企业电力市场的正常运营。

（河源源城供电局配电部） 摘要：社会经济快速发展，随之的负荷快速增长而配电网建设投资滞后，配电网的损耗随之升高，因此采取各种有效的措施降损，通过在配电网各个环节全力做好节能降耗不但可以降低发展成本。文章分析了配电网络降低有功损耗的各种技术措施和手段，结合城市经济发展与城市建设的现状，总结了当前配网进行节能改造所面临的一些客观困难，由此提出了相关措施的对策，根据配网不同实际情况，选择适合本地区配网节能降耗的综合方案，已取得更高的社会效益和经济效益。同时，配电网的降损节能工作不但可以减少用户电费支出，提高企业经济效益，挖掘配电设备供电能力，而且对国家能源利用、环境保护、资源优化配置极为有利。 关键词：配电网；节能降耗；措施；对策 电力是现代社会经济发展的原动力和先行官，而现代化城市的高速、经济、安全的发展模式，决定了在中心城区是以发展电缆型配电网络为主，变配电站小型化、紧凑型设计，注重与人、环境相协调和谐发展。在社会经济发展的同时，最大限度地保护好大自然，节能、环保地利用清洁能源为社会经济发展服务乃是当今时代的要求。在城市配电网络中，我们要提供安全、可靠、经济的电力能源，解决民生，发展经济，减少线损节能降耗，提高电压质量，由此我们应不断健全、完善整个城市配电网的规划布局、运行方式，积极采用中压配电网延伸进住宅小区，缩小低压配电网的供电半径，多布点、近距离供电方式。我国“十三五”规划中明确提出了深入推进能源革命，着力推进能源生产利用方式变革，优化能源供给结构，提高能源利用效率，建设清洁低碳、安全高效的现代农业体系，维护国家能源安全的任务和目标，电力企业作为电能等资源综合配置、运营和管理的主要企业，既要主动承担社会服务责任，保证安全、可靠、优质供电，又是执行国家节能政策任务的关键部门。电力系统本身是能耗大户，而配电网更是电力系统能量损耗最多的主体部分，因此，在配电网环节做好节能降耗工作对供电企业提高经济效益、实现目标利润也起着举足轻重的作用。 当前，社会经济快速发展，随之的负荷快速增长而配电网建设投资滞后，配电网的损耗随之升高，因此采取各种有效的措施降损，通过在配电网各个环节全力做好节能降耗不但可以降低发展成本，惠及千家万户，也是我们供电企业主动承担社会责任的最好体现。 一、降低损耗的技术措施 1.合理使用变压器 配电变压器的损耗是配电网损耗的主要组成部分，因此，降低配电变压器的损耗对于降低整个配电网的损耗效果非常明显。方法主要有：使用低耗节能的新型变压器、合理配置配电变压器容量等。 2.重视和合理进行无功补偿 无功电量在电网中的传输中造成大量的有功损耗，运行中的变压器，其消耗的无功功率是消耗的有功功率的几倍至几十倍。配电网中的无功补偿，一般采用变电站集中补偿和馈线分散补偿的方式，而无功的分散补偿一般是安装在配电变压器的低压侧400V系统中，通常认为将负载功率因数补偿到0.9-0.95已是到位。 合理地选择无功补偿方式、补偿位置及补偿容量，不但能有效地稳定配电网系统的电压水平、电压质量，也可避免大量的无功通过线路远距离传输而造成有功网损。对配电网的电容器无功补偿，通常采取集中、分散、就地相结合的方式；电容器自动投切、动态补偿的方式可按母线电压的高低、无功功率的方向、功率因数大小、负载电流的大小、昼夜时间划分进行。 3.做好低压配电线路改造，提高导线载流水平 一般按照导线截面的选择原则，可以确定满足要求的最小截面导线；但从长远发展来看，直接选用最小截面的导线实质上并不经济，因为负荷往往都是有增无减。因此，如果在理论最小截面导线的基础上结合后续发展的预测，将导线的线径加大一到二级，那么最终线损下降所节省的费用，足可以在较短时间内把当初增加的投资收回。 以上的计算仅考虑线路的有功损耗，并未考虑截面加大后温升下降的影响。截面加大后，线路无功损耗也会有所下降。 由于导线的使用年限一般在10年以上，由此可见加大导线截面后节能降损所创造的经济效益是十分显著的。 4.减少接点数量，降低接触电阻 在配电系统中，导体之间的连接普遍存在，连接点数量众多，不仅成为配网系统中的安全薄弱环节，而且还是造成线损增加的重要因素。因此我们必须重视所有连接处的施工工艺，确保该连接处导体之间接触紧密，并可在接触面采用降阻剂，进一步降低接触电阻，这点在不同材质材料间的搭接尤其要引起重视。 5.采用节能型照明电器 据统计，工业发达国家中，其照明用电约占社会总用电量的10％以上。随着我国居民居住条件的不断改善和公用场所对照明要求的逐步提高，照明用电比例逐年递增。根据建筑布局和照明场所合理布置光源、选择照明方式、光源类型也是降损节能的一种有效方法，例如，1只5W的LED灯的光通量相当于1只15W电子节能灯的光通量，也相当于1只60W白炽灯的光通量。当前淘汰白炽灯，大力推广的LED光源节能效果更是其他照明灯具所无法比拟的，LED光源具有更佳的节能效果。因此，要大力推广高效节能电光源，以LED光源代替普通光源、普通节能灯，以电子镇流器取代电感镇流器；电子调光器、延时开关、光控开关、声控开关、感应式开关取代跷板式开关应用于公共场所，都将大幅降低照明能耗和线损。 6.调整用电负荷，保持均衡用电 调整用电设备运行方式，根据负荷类别合理分配负荷、合理避峰用电，增加低谷期用电，减轻发电压力，降低发电投资；改造不合理的局域配电网，保持三相供电平衡，使工矿企业用电均衡，降低线损。 二、降低损耗的的管理措施 1.线损管理 营销、用电管理部门应坚持进行线损理论计算，并与实际情况相比较，以期获得最合理的线损指标，实行目标细化管理，将线损指标按年、季、月下达给各基层部门并纳入经济责任制考核（绩效考核）。此外，还应将用户电表实抄率、电压合格率、无功装置（电容器）可用率、电容器投入率、节能活动开展情况等列入线损小指标考核中，建立有效的降损激励机制，奖罚分明，充分调动员工对于线损管理的积极性，创新思路，改进方法，不断降低线损，提高效益。 2.无功管理 除开展日常的功率因数考核外，针对一些用户只关心功率因数是否大于0.9，对无功倒送不予重视的情况，要有选择性地在用电量大、功率因数接近1的用户处装设双向无功电度表，监督、考核无功倒送情况；根据负荷用电特点，选择合适的电容器投切装置，如选择动态无功补偿，根据无功变化自动投切。 3.谐波管理 随着电网中非线性用电负荷如整流设备、电能熔炼设备、电力机车、节能器具、荧光灯、电视机、电脑、空调制冷设备等大量增加，在配电系统中的谐波污染日趋严重。谐波异常不仅会使系统的功率因数下降，而且在设备及线路中产生热效应，导致电能损失。因此，营销、用电管理部门应加强对本系统的谐波存在和污染程度进行检测，做到心中有数，必要时应采取谐波抑制措施。 4.计量管理 正确的电能计量既是降低线损的依据，也是考核技术经济指标的依据。对电度表应定时检查、校验，及时调整倍率，降低电能计量装置的综合误差。对于关键部位的电度表尽量采用先进的全电子电度表，并推广应用远程集抄系统，既提高了计量技术的科技含量，能实时、准确做好电能各项参数的计量工作，也能大幅减少人员劳动强度。 5.统计分析 分线、分区、分片、分电压等级进行“四分”线损统计，定期分析线损现状，分析电压、电量、无功等各种参数和线损管理中出现的问题，及时提出改进措施，确保线损指标顺利完成。充分应用计量自动化系统提供的各种营销数据，认真做好线损曲线分析，全面掌握系统有功、无功潮流、功率因数、电压、线损等情况，为满足下年度负荷增长、提高电能质量、系统经济运行及制定降损措施提供依据。 三、当前城市配电网节能改造的难点 1．负荷密度大，发展速度过快。以广东河源的源城区为例，源城区处于经济发达的珠三角地区与贫困山区的结合部，总面积361.5平方公里。源城供电局目前辖区面积为56.6 km2，2016年最大负荷达到446.64MW，从节能降耗的角度来看，这种大密度用电负荷需要更多的变电站布点、更多的出线间隔、更多的线路（电缆）走廊。但受土地资源约束和城镇规划局限，目前要进一步增加变电站布点、出线间隔和走廊难度极大，这在一定程度上也与负荷超常规发展以至超出城市规划的承受极限有重要的关系。所以，如何解决配电网的空间需求是目前最为头痛的难题。 2．居民用户对电力设施的抵触情绪。电力设施的电磁辐射是一个众说纷纭的问题，目前尚无明确结论，但是广大居民用户因三人成见的从众心理，对电磁辐射问题存在强烈的恐惧感；加之配电设备的噪音污染、高电压等原因，居民用户更是对配电设备的布点安装持莫大的抵触情绪。致使河源市区及其乡镇中普遍存在“只要电力不要设备”的现象，供电企业的配网改造和发展阻力极大。 3．节能变压器生产成本高企。配电变压器的有功损耗是配电网损耗的重要组成部分，目前国内已经陆续开发出非晶合金等各种节能型的变压器，主要是显著降低了变压器的空载损耗，但因其造价比传统配电变压器高出30%~50%，而将正常的高能耗配变更换为节能变压器的经济回收期一般达到10年左右，且此类高能耗配变数量也多，因此，出于经济成本的考虑，专变用户要放弃现在尚能运行的S9、S11系列改用S13、S15等系列的配变的主观愿望基本上是没有的。这在很大程度上影响了配电变节能降耗改造工作的进度。 4．配变无功补偿的设置。配变低压无功动态补偿是降低配网有功损耗的有效措施，目前河源源城315kVA及以上的公用变压器仅仅部分按要求安装动态投切无功补偿，这就增加了来自线路、变压器的损耗。 5.配变无功补偿最佳容量的确定。然而无功补偿的分组容量和总容量的确定是一个相对复杂的优化问题，与配变容量、负荷曲线、功率因数等因素密切相关，并涉及到电压水平问题。目前对所有配变均按30%容量左右来配置补偿容量不尽合理，造成部分补偿度不足、部分补偿容量过剩浪费的情况，且电压合格率还有提升空间，另外，无功补偿如何分组未能结合各配变负荷的实际，造成无功补偿效率较低、降损效果远达不到理论估算值。 6．电力设施被盗现象猖獗。由于受经济大环境的影响，近几年电力设施偷盗现象比较猖獗，从380V到10kV的各电压等级的设备都是被盗对象，甚至只盗剪电缆中性线1~2米，而且手段也越来越高明。以380V低压线路为例，只要一条较大截面的电缆没有运行，短期内就会被盗。由于人手紧缺、工程量大，迫于压力，只好采用截面较小的电缆来降低被盗的风险，这显然是既不利于节能，又不足于满足负荷的需求，实在是无奈之举。 四、对策和思考 1．加强与政府的沟通和对群众的宣传。通过与政府和群众的沟通，争取得到市政规划和广大群众的密切配合，让百姓减少对电力设施的顾虑，增进对电力建设的理解和接受，确保电力建设与配网的顺利进行。 2．与变压器生产企业联手向政府争取政策扶持。通过政府税收、财政补偿、节能奖励等政策的落实，促进节能变压器厂家生产成本的下降，推动节能变压器的广泛应用。 3．加强对配网无功补偿的研究。通过与科研单位的合作，开展配网无功补偿方面的研究课题，确定配网无功补偿的优化方案与技术细节，以更少的无功补偿资金获得更大的节能效益。 4．与公安部门等联手，加强防盗工作。通过与公安部门的密切合作，加强对盗窃、破坏电力设施、窃电等违法行为的打击力度，现在偷电行为越来越巧妙，并向技术型发展，因此，应装设防窃电的电能表、电量监视器等。另外，加强用电检查，加大打击偷电违法行为的力度，加强对计量装置的现场巡查，维护供电企业电力市场的正常运营。 五、结束语 目前城市配电网节能改造面临不少困难，因此，需根据配网不同实际情况，选择适合本地区配网节能降耗的综合方案，以取得更高的社会效益和经济效益。同时，配电网的降损节能工作不但可以减少用户电费支出，提高企业经济效益，挖掘配电设备供电能力，而且对国家能源利用、环境保护、资源优化配置极为有利。在采用传统降损节能措施的同时，应加大科技投入，提高用电管理的技术水平和管理水平。 参考文献： [1]韩瑞君，冯晶，王云梅．降低配电网中线损的技术措施[J]．应用能源技术，2002，（5）． [2]宋进．配电网电能损耗及降损措施[J]．德州学院学报，2005，（4）． [3]刘光明．配电网降损增效措施的探讨[J]．江西电力职业技术学院学报，2007，（1）． [4]李启浪．配电网的节能途径[J]．需求侧管理，2008，（2）． [5]高红英．10kV配电网降损分析[J]．电力设备，2008，（3）．