供電網(wǎng)極限線損及降損措施優(yōu)化探討

李紅艷 楊冰

（國網(wǎng)安徽省電力公司亳州供電公司 安徽亳州 236800）

供電網(wǎng)極限線損及降損措施優(yōu)化探討

李紅艷 楊冰

（國網(wǎng)安徽省電力公司亳州供電公司 安徽亳州 236800）

為對(duì)供電網(wǎng)線損因素進(jìn)行全面的分析，并針對(duì)性的制定降損有效措施，現(xiàn)階段供電企業(yè)對(duì)供電網(wǎng)極限線損分析問題極為關(guān)注，特別是現(xiàn)階段人們生產(chǎn)生活對(duì)電力資源的依賴性不斷加大的現(xiàn)實(shí)情況下，降損措施的優(yōu)化問題已經(jīng)不再是只關(guān)系到供電企業(yè)利益的問題，更關(guān)系到社會(huì)的發(fā)展和能源的利用等方面，所以受到社會(huì)各界的高度關(guān)注，在此背景下，本文通過對(duì)供電網(wǎng)極限線損分析及降損措施優(yōu)化兩方面展開探討，為供電企業(yè)的提供借鑒。

供電網(wǎng)；極限線損；降損措施優(yōu)化

前言

電網(wǎng)的運(yùn)行情況很大程度上可以通過線損和線損率進(jìn)行體現(xiàn)，一直受到電力企業(yè)的高度重視，但在供電網(wǎng)發(fā)展的過程中供電企業(yè)發(fā)現(xiàn)完全采用一種線損或線損率作為對(duì)供電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的衡量標(biāo)準(zhǔn)并不科學(xué)，使降損潛力未得到充分挖掘，所以針對(duì)供電網(wǎng)極限線損分析及降損措施優(yōu)化展開探討具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 供電網(wǎng)極限線損分析

1.1 供電網(wǎng)極限線損分析指標(biāo)

1.1.1 極限線損和極限線損率

線損率通常會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式和負(fù)荷等因素的變化而發(fā)生改變，在供電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式相對(duì)穩(wěn)定的情況下，線損率將直接受到電荷的影響，電荷率作為對(duì)用電程度進(jìn)行衡量的重要指標(biāo)，在其不斷向1接近的同時(shí)供電網(wǎng)中的峰谷差也會(huì)隨之不斷的縮減，這在一定程度上說明電氣設(shè)備的利用率較高，在降損節(jié)能方面具有優(yōu)越性[1]。極限線損是結(jié)構(gòu)一定的饋線在負(fù)荷特性和負(fù)荷分布也穩(wěn)定的情況下，最大限度采取供電網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)的降損措施后存在的線損，此時(shí)的線損率即綜合極限線損率，可見在供電網(wǎng)進(jìn)行極限線損分析的過程中，導(dǎo)線的分布結(jié)構(gòu)、電荷的特性和分布都是給定的，處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，而且此時(shí)供電網(wǎng)可以應(yīng)用的降損方法均已經(jīng)采用，例如極限截面、無功補(bǔ)償、改善變壓器型號(hào)、均衡三相負(fù)荷等，而且每項(xiàng)措施都已經(jīng)達(dá)到供電企業(yè)可以進(jìn)行的極限標(biāo)準(zhǔn)[2]。在理論上雖然認(rèn)為線損和線損率的極限為0，但其需要建立在理想的環(huán)境中，在供電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)中，會(huì)存在諸多影響因素，所以其極限線損是在供電企業(yè)采用所有可以采用的降損措施后，所獲取的最小線損或線損率，其雖然未能達(dá)到理想的程度，但其可以顯示出供電網(wǎng)中供電企業(yè)間線損運(yùn)行管理的能力差異，而且可以為供電企業(yè)降損措施優(yōu)化指明方向。

1.1.2 截面極限線損率和降損率

在導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性與分布等均穩(wěn)定的情況下，如果供電網(wǎng)的全部導(dǎo)線均應(yīng)用其規(guī)定的統(tǒng)一截面型號(hào)的導(dǎo)向，此時(shí)則可以將線損率等同于截面極限線損率，如果對(duì)導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性與分布等均穩(wěn)定的情況只是通過提升導(dǎo)線截面的手段實(shí)現(xiàn)降損，在實(shí)現(xiàn)最大降損是的線損率即截面極限降損率，供電網(wǎng)通過對(duì)截面極限線損率和降損率的分析，可以對(duì)自身截面降損的能力產(chǎn)生客觀的認(rèn)識(shí)[3]。由于線路能量損耗和電阻之間具有正相關(guān)性，在增加導(dǎo)線截面的同時(shí)可以達(dá)到減少損耗的效果，但導(dǎo)線截面的增加也會(huì)導(dǎo)致線路建設(shè)投資的增加，所以供電網(wǎng)在進(jìn)行截面極限線損率和降損率分析的過程中，需要結(jié)合自身的投資能力等進(jìn)行。

1.1.3 供電半徑

將供電電源視為中心，將供電企業(yè)的供電距離作為半徑所形成的圓的覆蓋范圍就是供電網(wǎng)的覆蓋范圍，其中以配電變壓器為中心的直線距離是低壓供電的半徑，結(jié)合我國相關(guān)規(guī)定可以發(fā)現(xiàn)，我國針對(duì)不同電壓等級(jí)的供電線路的供電半徑進(jìn)行了明確的范圍規(guī)定，例如380V的供電線路的供電半徑應(yīng)在0.5km以下，而10kV的供電線路的供電半徑應(yīng)在15km以下等，另外，國家相關(guān)供電標(biāo)準(zhǔn)中支出在負(fù)荷密度相對(duì)較小的區(qū)域，在電壓質(zhì)量和線損達(dá)到設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的前提下，10kV線路的供電半徑具有延長的空間等，可見，供電網(wǎng)在對(duì)極限線損進(jìn)行分析的過程中，可以結(jié)合國家對(duì)供電半徑的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行優(yōu)化。

1.1.4 優(yōu)化運(yùn)行極限線損率和降損率

在導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性與分布等均穩(wěn)定的情況下，如果供電網(wǎng)在其他參數(shù)不變的情況下，通過對(duì)供電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化，此時(shí)則可以將線損率等同于優(yōu)化運(yùn)行極限線損率，如果對(duì)導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性與分布等均穩(wěn)定的情況只是通過優(yōu)化運(yùn)行方式的手段實(shí)現(xiàn)降損，在實(shí)現(xiàn)最大降損是的線損率即優(yōu)化運(yùn)行極限降損率，供電網(wǎng)通過對(duì)優(yōu)化運(yùn)行極限線損率和降損率的分析，可以對(duì)自身優(yōu)化運(yùn)行降損的能力產(chǎn)生更加全面的認(rèn)識(shí)?，F(xiàn)階段供電網(wǎng)的運(yùn)行方式呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)，如低壓供電中的TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、IT系統(tǒng)等，這在一定程度上也為供電網(wǎng)極限線損控制提供了優(yōu)化可能。

1.2 供電網(wǎng)極限線損種類分析

供電網(wǎng)極限線損會(huì)直接產(chǎn)生電能的浪費(fèi)，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，圖1為供電網(wǎng)線損層次圖，供電網(wǎng)極限線損包括固定線損、可變線損和其他線損三種，固定線損即在供電網(wǎng)正常運(yùn)行過程中不可避免的電能損耗，這是供電系統(tǒng)內(nèi)各種電力設(shè)備運(yùn)行必然要消耗的電能，所以其通常情況下較穩(wěn)定，但會(huì)隨著供電網(wǎng)接入的電力設(shè)備的不斷增多而增加；可變損耗即供電網(wǎng)中電力線路在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的損耗，這種損耗可以通過優(yōu)化線路材料等手段進(jìn)行不斷的優(yōu)化；其他極限線損主要是供電網(wǎng)中相關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)在運(yùn)行中管理不完善而出現(xiàn)的線損，例如供電網(wǎng)中忽視對(duì)電能表的管理，使偷電漏電等行為發(fā)生，會(huì)加大供電網(wǎng)的線損等?，F(xiàn)階段供電網(wǎng)通過改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化變壓器安裝位置、健全供電網(wǎng)管理制度等手段，降低供電網(wǎng)極限線損，但隨著對(duì)極限線損認(rèn)識(shí)的不斷全面，供電網(wǎng)降損措施需要不斷的優(yōu)化。

圖1 供電網(wǎng)線損層次圖

2 供電網(wǎng)降損措施優(yōu)化分析

在供電網(wǎng)進(jìn)行極限線損分析的過程中，如果其綜合極限線損率和綜合極限降損率已經(jīng)達(dá)到供電網(wǎng)設(shè)定的程度，但在分析的過程中，發(fā)現(xiàn)其截面極限降損率最大，則說明供電網(wǎng)的導(dǎo)線截面過小，則供電網(wǎng)應(yīng)首先考慮通過提升導(dǎo)線截面，換用截面更大的導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)降損；當(dāng)無功補(bǔ)償極限降損率最大時(shí)，這說明供電網(wǎng)存在較嚴(yán)重的無功問題，此時(shí)供電網(wǎng)應(yīng)適當(dāng)?shù)脑黾訜o功設(shè)備實(shí)現(xiàn)降損，圖2為某35kV供電網(wǎng)無功降損優(yōu)化結(jié)構(gòu)圖；當(dāng)優(yōu)化運(yùn)行極限降損率最大時(shí)，這說明該供電網(wǎng)應(yīng)首選改善電網(wǎng)運(yùn)行方式，提升降損能力。當(dāng)供電網(wǎng)具有較充足的降損成本，可以在對(duì)現(xiàn)階段的線損率準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，判斷現(xiàn)階段的線損率和降損率是否滿足要求，在滿足要求的情況下，可直接對(duì)降損措施優(yōu)化需要的費(fèi)用進(jìn)行計(jì)算，并開展優(yōu)化后的降損措施；當(dāng)不滿足要求時(shí)，應(yīng)對(duì)現(xiàn)階段的極限降損率進(jìn)行計(jì)算并確定降損措施集合，針對(duì)降損措施集合中相關(guān)措施應(yīng)用后的降損率和線損率進(jìn)行計(jì)算和實(shí)施。當(dāng)供電網(wǎng)的降損成本較緊張時(shí)，在降損措施優(yōu)化的過程中，需要對(duì)最大改造費(fèi)用進(jìn)行有意識(shí)的約束，其主要過程是，先對(duì)現(xiàn)階段供電網(wǎng)的線損率進(jìn)行計(jì)算，然后判斷其是否滿足要求，在滿足的情況下可直接退出，在不滿足的情況下需要對(duì)現(xiàn)階段的極限降損率進(jìn)行計(jì)算，并將最優(yōu)降損措施進(jìn)行全面集合，從中選擇對(duì)供電網(wǎng)降損的優(yōu)化程度和改進(jìn)消耗費(fèi)用比值最大的措施，當(dāng)此措施的成本比供電網(wǎng)的投資成本大的情況下應(yīng)將其從優(yōu)化措施集中直接刪除，當(dāng)此措施的成本比供電網(wǎng)的投資成本小的情況下，計(jì)算出應(yīng)用后的供電網(wǎng)降損率和線損率，在滿足供電網(wǎng)降損要求的情況下進(jìn)行應(yīng)用。但在實(shí)踐中存在以上降損措施均不能滿足要求的情況，則需要通過對(duì)供電半徑進(jìn)行優(yōu)化或利用新的電路進(jìn)行降損，結(jié)合具體情況進(jìn)行選擇。

圖2 某35kV供電網(wǎng)無功降損優(yōu)化結(jié)構(gòu)圖

3 結(jié)論

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段供電企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到供電網(wǎng)極限損耗分析的重要性，并有意識(shí)的結(jié)合分析結(jié)果對(duì)降損措施進(jìn)行優(yōu)化，這對(duì)提升供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)性均具有重要的意義，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有水平不斷的深化。

[1]劉健，段璟靚.配電網(wǎng)極限線損分析及降損措施優(yōu)化[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013，12：27～35.

[2]魯宇.縣級(jí)供電企業(yè)配電網(wǎng)理論線損分析及降損措施研究[D].華北電力大學(xué)，2014.

[3]張海超.基于唐山供電公司的線損分析及降損措施的研究[D].華北電力大學(xué)，2013.

TM714.3

A

1004-7344（2016）18-0045-02

2016-6-1

李紅艷（1978-），女，電力工程技術(shù)助理工程師，抄核收技師，用電監(jiān)察員高級(jí)工，本科，畢業(yè)于上海電力學(xué)院，從事營業(yè)大廳收費(fèi)工作。

楊冰（1976-），女，抄核收技師，本科，畢業(yè)于上海電力學(xué)院，1996年參加工作，從事收費(fèi)工作。