淺析電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行措施

熊嘉（湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司，湖南 湘潭411100）

淺析電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行措施

熊嘉（湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司，湖南 湘潭411100）

自改革開放以來，社會發(fā)展迅速，我國經(jīng)濟建設(shè)水平也得到大幅度提高，不僅進一步推動了電力系統(tǒng)的發(fā)展，同時也對電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行提出了更高的要求。本文主要從電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行的概念及現(xiàn)狀入手，并對實現(xiàn)電力系統(tǒng)經(jīng)濟性的相關(guān)措施進行探討，以期為實現(xiàn)電力系統(tǒng)經(jīng)濟效益的提高提供可靠科學(xué)的參考依據(jù)。

電力系統(tǒng)；經(jīng)濟運行；降低損耗

1 引言

在電力系統(tǒng)開始運行及調(diào)度期間，為了更好的滿足相關(guān)經(jīng)濟性指標(biāo)，應(yīng)深入理解電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行和經(jīng)濟調(diào)度，并以電力系統(tǒng)在運行過程中的主要特征作為參考，制定有效的經(jīng)濟運行方法和經(jīng)濟調(diào)度方法，讓電力系統(tǒng)在運行過程中的經(jīng)濟性充分體現(xiàn)出來，實現(xiàn)電力系統(tǒng)工作效率的提高，從而提高電力企業(yè)的綜合效益。為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)效益的最大化，在開展電力系統(tǒng)工作時，相關(guān)人員應(yīng)進一步分析電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行和經(jīng)濟調(diào)度，有效掌握其運行和調(diào)度方法，并將其積極應(yīng)用在電力系統(tǒng)工作中，有利于進一步推動電力系統(tǒng)的發(fā)展。

2 電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行的概述

2.1 電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行的概念

所謂的電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行主要是指在保障所有系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提下，確保電能質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，實現(xiàn)電能生產(chǎn)和輸送效率的最大化，以此來降低供電燃料的消耗和供電成本，并經(jīng)過對比選擇變壓器和電力線路損壞最小的運轉(zhuǎn)模式。在保障技術(shù)安全和經(jīng)濟成本合適的情況下，充分利用現(xiàn)有的裝備和元件，通過相關(guān)的技術(shù)論證，來選取良好的運轉(zhuǎn)模式、調(diào)整負(fù)荷、提高功率因數(shù)、改造電網(wǎng)等，在傳輸同等電量的情況下，來降低電力系統(tǒng)的損耗，以此來降低電網(wǎng)的損耗，從而保障電力企業(yè)經(jīng)濟效益的提高。

2.2 電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行的現(xiàn)狀

2.2.1 電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行的基本情況

在2015年，全國的發(fā)電量呈現(xiàn)持續(xù)增長的趨勢，在1～9月份期間，全國發(fā)電量已經(jīng)完成26058億kWh，約增長1.5%，同比提高了0.14個百分點。其中水電發(fā)電量約10862億kWh，整體下降了0.98%；火電約15104億kWh，約增長了1.02%；核電102億kWh，約增長8.5%。整體來看，今年以來，發(fā)電量呈現(xiàn)持續(xù)增長的態(tài)勢，初步預(yù)計下一季度的電力增長在8%以上。

全國用電量也保持較高增長，在1～9月份，全國用電量增長了11.3%，比第一季度增長了0.3個百分點。用電量增長主要體現(xiàn)在以下兩點：①工業(yè)用電增長過快，高達7.1%，輕工業(yè)是工業(yè)用電中增長最快的，約11.8%；②第三產(chǎn)業(yè)的用電量也呈現(xiàn)上升趨勢，其中交通運輸郵電通訊也增長了0.7%。據(jù)不完全統(tǒng)計，在2015年1～9月份，全國電力企業(yè)產(chǎn)品銷售突破了2萬億元，同期增長13%，其中國有企業(yè)的利潤總額約751億元，增長了5.0%，經(jīng)濟效益在穩(wěn)定增長，全年實現(xiàn)銷售收入約5億元，增長了13.7%。

2.2.2 電力系統(tǒng)備用容量的運行狀況

近年來，隨著電力系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展，隨機設(shè)備故障也在不斷增多，相應(yīng)加大了電力系統(tǒng)控制的難度，而負(fù)荷不確定性的增加，大大降低了負(fù)荷預(yù)報的精準(zhǔn)性。自由化市場環(huán)境下的電力交易主要依賴于多變的電力市場，一般情況下，電力中斷主要從小面積電力中斷至大面積停電，不僅會造成經(jīng)濟損失，還會對環(huán)境產(chǎn)生間接影響。

2.2.3 電力系統(tǒng)的節(jié)能途徑

城市配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)能量損耗的主要部分，“十一五”期間的主要任務(wù)是實現(xiàn)配電網(wǎng)的節(jié)能損耗，該期間我國GDP能量的損耗同比降低了20%，為實現(xiàn)供電企業(yè)經(jīng)濟效益和目標(biāo)利潤的提高具有重要意義。由于負(fù)荷增長的速度過快，而配電網(wǎng)的建設(shè)投資較為滯后，供電線路在降低節(jié)能損耗方面具有較大的挖掘潛力。電力系統(tǒng)在運行過程中，線路和變壓器將會產(chǎn)生電能損耗，這些損耗約占系統(tǒng)功率的10～15%，一些農(nóng)村的電力網(wǎng)高達20～30%，大大增加了電能成本。相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，線路和變壓器的有功功率損耗占系統(tǒng)總有功功率損耗的80～85%，因此，實現(xiàn)電網(wǎng)功率和電能損耗的有效降低，對保障電力系統(tǒng)的正常運行具有重要意義。

3 加強電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行的措施

3.1 對電網(wǎng)進行適當(dāng)改造，降低電力傳輸中的能耗

為了保障電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行的穩(wěn)定性，需要對傳統(tǒng)電網(wǎng)進行必要改造，及時更換或維修對電力傳輸造成影響的線路，從而將電能在傳輸過程中的損失降到最小，有利于電力傳輸損耗的降低，提高電力傳輸?shù)男剩行M足現(xiàn)階段電力系統(tǒng)運行的實際需要，從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行能力的提高。

3.2 科學(xué)設(shè)置變壓器功能，保證變壓器經(jīng)濟運行

變壓器是電力傳輸網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，也是保證電力系統(tǒng)進行傳輸?shù)年P(guān)鍵部件，有效保障電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。因此，從提高電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行的角度出發(fā)，應(yīng)對變壓器的功能進行科學(xué)合理的設(shè)置，最大程度的降低變壓器的電能損耗，保障變壓器經(jīng)濟運行的穩(wěn)定性，從而達到提高電力系統(tǒng)經(jīng)濟性的目的。

3.3 對電網(wǎng)補償裝置進行合理配置

在電力傳輸網(wǎng)絡(luò)中，為了保證電力傳輸?shù)目煽啃?，需要合理設(shè)置電網(wǎng)補償裝置，對電力網(wǎng)絡(luò)的電力傳輸進行有效補償，為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)傳輸經(jīng)濟性的目的，可根據(jù)實際需要配置電網(wǎng)補償裝置，合理設(shè)定補償?shù)娜萘?。因此，在電力傳輸過程中，應(yīng)對補償裝置的設(shè)置予以重視，并保證其設(shè)置的合理性和可靠性。

4 實例分析

下文僅以某地區(qū)電網(wǎng)為例，對電力系統(tǒng)的經(jīng)濟調(diào)度進行分析和探討。

4.1 地區(qū)電網(wǎng)說明

某地區(qū)2014年實際電網(wǎng)主要應(yīng)用了跨區(qū)電力傳輸多目標(biāo)經(jīng)濟調(diào)度模型，該地區(qū)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖見圖1。

圖1 某地區(qū)2014年電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

從圖1不難發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)電網(wǎng)共由27個節(jié)點組成，其中送電區(qū)域的節(jié)點主要由4個550kV和20個220kV的節(jié)點組成，2個220kV的負(fù)荷節(jié)點和1個發(fā)電接點組成了受電區(qū)域，節(jié)點1、2、6、17、23這五個發(fā)電節(jié)點組成了送電區(qū)域，若送電區(qū)域的供電無法滿足受電區(qū)域所需的負(fù)荷需求時，27發(fā)電節(jié)點則會自動發(fā)出電能，為本地提供電量。現(xiàn)階段，由于受電區(qū)域的用電負(fù)荷增長的速度較快，從送電區(qū)域輸送至受電區(qū)域的電量所占該地區(qū)負(fù)荷的比例也就越來越高。受電區(qū)域和送電區(qū)域的輸電斷面主要由5回220kV同溝電纜聯(lián)絡(luò)線組成，斷面線路的輸電容量見表1，若其運行方式正常的話，輸電斷面會普遍存在線路潮流不平衡的問題。

表1 輸電斷面線路容量

4.2 地區(qū)電網(wǎng)靜態(tài)安全分析

2014年，該地區(qū)的電網(wǎng)在原有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，新增了發(fā)電節(jié)點23和配套的負(fù)荷節(jié)點22，其中，23節(jié)點包括了兩天機組，一個機組的額定出力為390MW，在該地區(qū)的用電情況進行綜合考慮后，節(jié)點23按實際送出350MW。地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷根據(jù)相關(guān)的負(fù)荷預(yù)測設(shè)定，其中用電區(qū)域和受電區(qū)域的總負(fù)荷分別為2465MW、830MW，根據(jù)這種情況，在BPA建立運行方式潮流圖，并對其電網(wǎng)運行狀態(tài)的安全性進行分析，可根據(jù)線路N-1，N-2和N-1-1運行方式的潮流計算，其中N-2方式只能對雙回路線路同時進行故障檢修的情況進行分析，N-1-1方式只能對斷面輸電通道的故障檢修情況進行計算。

4.3 地區(qū)電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度的應(yīng)用

4.3.1 調(diào)度模型的建立

在該地區(qū)電網(wǎng)中主要應(yīng)用了跨區(qū)電力傳輸經(jīng)濟調(diào)度模型，其考察時間約為1h，且假設(shè)在這1h考察時間內(nèi)負(fù)荷是不變的，在送電區(qū)域內(nèi)，居民用電的比重為13.4%，電價為0.63元/kW·h；商業(yè)用電的比重為31.3%，電價為0.94元/kW·h；工業(yè)用電的比重為55.3%，電價為0.89元/kW·h。

4.3.2 調(diào)度結(jié)果分析

若受電區(qū)域?qū)傌?fù)荷需求為1100MW，強發(fā)電節(jié)點處理和受電區(qū)域負(fù)荷配比作為主要控制手段，以跨區(qū)電力傳輸經(jīng)濟調(diào)度最小化和地區(qū)電網(wǎng)經(jīng)濟收益最大化為主要目標(biāo)，構(gòu)建目標(biāo)經(jīng)濟調(diào)度模型，并采用先進的多目標(biāo)粒子群算法對模型的相關(guān)信息進行計算，另外，粒子群的種群規(guī)模為100，精英集容量為200。

5 結(jié)語

綜上所述，電力系統(tǒng)在運行過程中，為了滿足電力企業(yè)的實際需求，實現(xiàn)其綜合效益的提高，可對電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行及經(jīng)濟調(diào)度進行一個全新理解，并做好電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行及電力經(jīng)濟調(diào)度的相關(guān)工作，才能更方面增強電網(wǎng)規(guī)劃的經(jīng)濟性和預(yù)見性，從根本上保障電力系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展。

[1]周華新.淺談電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行分析及措施[J].北京電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報：社會科學(xué)版，2012（29）：99.

[2]高占文.試論電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行分析及措施[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2013（14）：60.

[3]李樹新.論電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行分析及主要技術(shù)措施[J].雜文月刊：教育世界，2016（1）：45.

TM711

A

2095-2066（2016）22-0076-02

2016-7-13

熊 嘉（1982-），男，助理工程師，本科，主要從事公司用能計劃（發(fā)配電計劃，煤氣計劃）與市電業(yè)局負(fù)荷調(diào)整協(xié)調(diào)，購售電政策爭取；公司綜合利用發(fā)電項目進度推進，開展節(jié)能攻關(guān)等工作。