配电网节能与提高电能质量技术研究

配电网节能与提高电能质量技术研究

发表时间：2019-12-27T15:16:44.807Z 来源：《中国电业》2019年18期作者：田宇[导读] 配电网结构复杂繁多，输电线路长，电网本身损耗大

摘要：配电网结构复杂繁多，输电线路长，电网本身损耗大，在节约能源上有很大的空间。配电网作为直接与客户发生关系的供电网络，配电网电能质量的好坏直接影响用户，承担着保障电能质量最后一道防线的任务，同时也是最方便、经济治理电能质量问题的环节。

关键词：配电网节能；电能质量；技术研究

1我国电网节能现状

改革开放以来，我国进入了飞速发展阶段，对能源的需求逐渐增加，同时我国能源面临新的挑战，主要表现在以下几个方面: 1.1资源严重短缺。相关资料显示，我国煤炭储产之间的比例仅为35年;石油储产比低至9. 9年;天然气储产比也仅为29。上述三种能源世界平均储产比分别为:煤炭118年，石油46. 2年，天然气58. 6年，我国不但低于世界平均水平，且是明显偏低，将对我国社会经济的可持续发展产生很大的影响，乃至制约。

1.2开发各种能源的相关技术较为落后，且能源的利用效率较低。与其他发达国家相比，我国单位GDP产值的能源消耗是其的3至4倍。经过多年来能源制度的不断完善和技术的持续发展，能源平均利用率约为30，我国主要工业产品能源消耗比仍比世界平均水平高40%。

1.3能源结构不合理。我国石油、天然气储量少，在世界能源消费大国中是唯一以煤炭为主的国家，在整个的能源消费比例中煤炭高达70%。

1.4环境问题严重。我国的主要能源需求是煤炭、石油等化石能源，在用这些能源时会产生较大的环境污染。尤其是近些年我国大范围长时间持续的雾霭天气，不但是简单的环境问题，更是普通老百姓的社会生活问题，在全国范围各行各业引起广泛深入的关注，我国也在积极采取有效的政策来不断改善我国的环境。环境问题同时也与能源利用技术不足，能源利用率低息息相关，需要系统科学的提高我国能源利用技术。无论从能源储量还是能源结构、环境污染等角度，都需要不断提高能源利用技术，其中提高能源利用率、节约能源就是其中的重要手段。电能作为使用范围最广的能源，其节能技术的提高具有及其重要的地位。电网作为电能的唯一的输送通道，在电能的输送过程中，电能通过输电线路、变压器、开关等输变电设备时会产生功率损失，既包括有功功率也包括无功功率，这将造成电能的浪费，电网的节能降损是我国节能工作的重要组成部分。经过近些年来我国超高压、特高压工程建设，之前电网存在的两头薄弱问题己得到一定的解决，目前主要问题是低压配电网薄弱问题。我国疆土辽阔，各地区配电网结构复杂繁多，同时建设标准较为落后，电网本身损耗大，约占整个电网损耗的50%以上，在节约能源上有很大的空间。在我国，35 kV及以上级别的电网是在整个电网系统的主网，而10 kV及380/220 V 是用户电网，是配电网的主体。相关数据表明，配电网的能源浪费比例在3%以上，在部分地区甚至高达100。电能的浪费不仅仅是资源的浪费，更进一步加深了环境污染的问题。如不采取积极有效措施来降低配电网的电能损耗，将对我国能源持续有效利用、环境保护产生不良影响，严重影响我国经济的发展和人民的生活水平，也将影响电网企业本身经营产本，降低经济效益。此外在配电网方面降低损耗可以提升电力设备的供电能力，促进科技的进步。我国颁布的节约能源法为我国节能开源提供了法律依据准则。《能源发展“十三五”规划》提出了电网线路损耗率由2015年的6. 64%降低到2020年的6. 5%以下的目标要求，为电网线损指明了方向2012年2月，国家电网公司下发《关于组建节能服务公司的意见》，规范各省网节能服务公司资产结构及管理经营模式，并于2012年12月组建国网节能服务有限公司，逐步实现了节能服务体系管理规范、服务领域广泛、技术比较先进的要求。

2配电网节能措施

电网的节能可以从技术和管理开始。其中管理方面主要是严防用户各种形式的偷电窃电，采用合理准确的电能计量方式，但是这仅仅是电能计量上的管理方式问题，并未真正的解决节能问题。因此，减少技术方面的损失是从根本上解决配电网络损失的关键，这也是本文的研究重点。

2.1基于电网优化运行的节能降损技术

当连接到配电网络的负载固定时，可以通过优化配电网络的操作来最小化整个配电网络的损失。以下是从配电网电压调节和配电网负荷调整两个方面对配电网优化运行的节能降损技术进行分析。、电压调整配电网的线路损耗由固定损耗和可变损耗组成，即:

式中:DP:为线路总有功损耗，}P1为线路总可变有功损耗，}Pz为线路总固定有功损耗，OPT.。为线路各种固定有功损耗。从上式可知线路总有功损耗与当前电网运行电压有着密切的关系，在不同的情况下均有一个最优化的运行电压实现线路总有功损耗的最小化。当负荷较大，选用较高的运行电压可减少线路总有功损耗，当负荷较小，选用较低的运行电压可减少线路总有功损耗。结合实际我国电网实际运行情况，通过调压调整线路损耗最便捷有效的方式是调整变压器的分接头，实现调整电压的目的。如果变电站采用的是有载调压方式可较频繁的调整变压器分接头，配电网降低总有功损耗效果更加明显。

2.2负荷调整

通过合理有效的调整负荷可以很好的实现降低线路损耗的目的，负荷调整措施包括充分利用负荷点附近电能，减少输电线路的长距离运输;通过调节用电负荷的用电时间，减少用电高峰的时间，尽量避免大峰谷值情况的出现，使日用电负荷曲线趋于平衡;用电负荷合理接入配电网，保证三相负荷的均衡，不出现某一相重负荷或轻负荷的情况。若高功率负载在高峰运转时的整个线路电流为If,通过避开用电高峰的措施，将高功率负载调整至线路电流原为Id的时刻，调整后该线路电流为Id，高峰时刻的电流减小为If，假设整个高功率负载的用电时间为t高功率负载所需电流为IS，则通过避开用电高峰的方式减少的线路损耗为: