配電網(wǎng)節(jié)能降耗及節(jié)能產(chǎn)品現(xiàn)狀

魏煜寧+姚錦衛(wèi)

摘 要：因?yàn)槲覈鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相當(dāng)迅速，用電需求量與日俱增，同時(shí)連理行業(yè)經(jīng)濟(jì)體制也出現(xiàn)了較大變化。因此，需要通過切實(shí)有效的措施來對電網(wǎng)中的電能損耗進(jìn)行減少，這樣可以在一定程度上減輕電力緊缺的壓力，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約，增強(qiáng)供電公司的企業(yè)效益。在電力系統(tǒng)中的電能消耗中，配電網(wǎng)電能損耗是最為主要的部分，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的節(jié)能降耗是整個(gè)電力系統(tǒng)節(jié)能降耗的重要工作。該文分析了產(chǎn)生電能損耗的幾個(gè)方面及節(jié)能降耗的主要措施，通過調(diào)研指出了當(dāng)前電力節(jié)能產(chǎn)品的現(xiàn)狀，為電氣裝配類企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)提供幫助。

關(guān)鍵詞：電力節(jié)能 電能損耗 節(jié)能 電力節(jié)能產(chǎn)品

中圖分類號(hào)：TM174 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）12（b）-0034-02

電力節(jié)能包括輸電網(wǎng)節(jié)能和配電網(wǎng)節(jié)能。輸電網(wǎng)節(jié)能主要是通過提升輸電電壓，降低輸電電流，減少線損和線路壓降，提高現(xiàn)有輸電線路的電能輸送能力，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。城市配電網(wǎng)更是電力系統(tǒng)能量損耗的主體部分，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的節(jié)能降耗對供電企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)利潤起著舉足輕重的作用[1]。

1 電力系統(tǒng)電能損耗

在電力系統(tǒng)供配電環(huán)節(jié)，電能損耗主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）線路損耗：當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，而配電線路改造相對滯后，線路供電半徑較長，輸電線截面積小，這就導(dǎo)致線路損耗加大，同時(shí)線路壓降過大，供電線路末端電壓變低，直接影響用戶用電。

（2）變壓器無功損耗：變壓器屬于一級(jí)能耗設(shè)備，變壓器通過電磁感應(yīng)變壓，屬于感性無功電力負(fù)載。在整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的無功損耗中，變壓設(shè)備占比約為35%，而輸電線路占比則低于5%。

（3）電力負(fù)載的無功損耗：在工業(yè)生產(chǎn)中，所使用的負(fù)荷大多數(shù)為感性負(fù)荷，少數(shù)為阻性負(fù)荷，這就導(dǎo)致在配電網(wǎng)中存在大量的無功。無功的存在導(dǎo)致了線損增加，電源利用率低下，直接造成能源和資源的浪費(fèi)。

（4）非線性負(fù)荷的諧波損耗：隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，大功率非線性負(fù)荷在生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致電網(wǎng)中諧波損耗大量增加。諧波含量的增加不但給系統(tǒng)增加諧波損耗，同時(shí)還會(huì)對其他用電設(shè)備造成影響。

（5）用電設(shè)備中負(fù)荷突變的影響：用電設(shè)備中的一些突變負(fù)荷，造成配電網(wǎng)負(fù)載功率大幅變化，同時(shí)系統(tǒng)電壓隨之波動(dòng)，也會(huì)對系統(tǒng)用電造成一定影響。無功損耗也會(huì)發(fā)生較大變化。

2 配電網(wǎng)節(jié)能降耗的主要措施

2.1 合理調(diào)節(jié)配置變壓設(shè)備

對變壓設(shè)備進(jìn)行合理配置，合理保留裕量，使變壓器容量在保障使用的情況，提高負(fù)載率。既可以節(jié)約電能，又可以節(jié)省配電容量。

2.2 補(bǔ)償系統(tǒng)中的無功功率

通過合理加裝無功補(bǔ)償設(shè)備，消除系統(tǒng)無功。補(bǔ)償無功不但可以降低無功功率造成的系統(tǒng)損耗，同時(shí)可以降低變壓器輸出功率，變相達(dá)到增容的效果，提高了變壓器的使用效率。

2.3 平衡三相負(fù)荷

從變壓器來看，三相不平衡會(huì)增加變壓器損耗。只有在三相平衡的情況下，變壓器損耗降到最小。同時(shí)三相不平衡也會(huì)增加線路損耗，發(fā)生嚴(yán)重不平衡的情況下，高壓線路損耗大約會(huì)提升12.5%。

2.4 加裝電能質(zhì)量治理設(shè)備

通過加裝電能質(zhì)量治理設(shè)備，不但能夠降低諧波對線路造成能量損耗，而且能夠消除諧波電壓對其他供用電設(shè)備造成的安全隱患，保障系統(tǒng)安全運(yùn)行。

2.5 采用節(jié)能設(shè)備

盡量采用高效節(jié)能產(chǎn)品，降低設(shè)備本身損耗。例如：變頻技術(shù)的運(yùn)用，使異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中的功率因數(shù)能達(dá)到0.9以上。

2.6 合理進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布局

在負(fù)荷功率穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，將電源配置在負(fù)載中間，減少出線分支，這樣可以減少線路損耗。

2.7 合理安排用電時(shí)間

在條件允許的情況下，盡量避開用電高峰用電。

3 主要節(jié)能產(chǎn)品

當(dāng)前市場上電力方面的節(jié)能產(chǎn)品很多，按功能分為無功補(bǔ)償和電能質(zhì)量治理類產(chǎn)品，還有一些是儲(chǔ)能類產(chǎn)品。

3.1 有源電力濾波器（APF：Active power filter）

一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無功的新型電力電子裝置，它能夠?qū)Σ煌笮『皖l率的諧波進(jìn)行快速跟蹤補(bǔ)償，之所以稱為有源，是相對于無源LC濾波器，只能被動(dòng)吸收固定頻率與大小的諧波而言，APF可以通過采樣負(fù)載電流并進(jìn)行各次諧波和無功的分離，控制并主動(dòng)輸出電流的大小、頻率和相位，并且快速響應(yīng)，抵消負(fù)載中相應(yīng)電流，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無功和不平衡。

3.2 靜止無功發(fā)生器（SVG：Static Var Generator）

又稱靜止同步補(bǔ)償器。SVG是通過電力電子器件IGBT和相應(yīng)控制電路，對系統(tǒng)檢測到的無功功率進(jìn)行抵消，即：系統(tǒng)產(chǎn)生多大的無功功率，SVG就產(chǎn)生多大的無功功率，但這個(gè)無功是與系統(tǒng)無功反相的，將系統(tǒng)無功抵消。SVG產(chǎn)品主要分為中高壓和低壓SVG。

主要適用場合：

凡是安裝有低壓變壓器的地方及大型用電設(shè)備旁邊都應(yīng)該配備無功補(bǔ)償裝置，特別是那些功率因數(shù)較低的工礦企業(yè)、居民區(qū)均應(yīng)安裝。

3.3 電能質(zhì)量綜合優(yōu)化裝置（MEC）

一種多目標(biāo)電能質(zhì)量綜合控制與優(yōu)化裝置。檢測并分析負(fù)載、電網(wǎng)、多目標(biāo)電能質(zhì)量綜合控制與優(yōu)化裝置的各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)，統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制主電路實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量控制與優(yōu)化。

3.4 其他無源濾波和無功補(bǔ)償產(chǎn)品

例如：FC（開關(guān)投切無源LC濾波器）；TSF（晶閘管投切LC濾波器）；TSC（晶閘管投切電容補(bǔ)償裝置）等。目前技術(shù)已過時(shí)，但產(chǎn)品成本較低，可以與有源濾波裝置混合使用，既能保證效果，又可降低產(chǎn)品成本。

統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）、統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器（UPQC）、靜止串聯(lián)同步補(bǔ)償裝置（SSSC）以及固態(tài)切換開關(guān)（SSTS）等產(chǎn)品，均為柔性輸電產(chǎn)品，對提升電能輸送能力和電能質(zhì)量有一定作用。但此類產(chǎn)品多為串聯(lián)設(shè)備，安裝維護(hù)比較復(fù)雜，建議作為公司非主流予以關(guān)注。

3.5 儲(chǔ)能設(shè)備

當(dāng)前供電公司推行峰谷平電價(jià)。如果在峰谷電價(jià)時(shí)段將電能進(jìn)行存儲(chǔ)，在用電高峰時(shí)段使用，對電力系統(tǒng)來講可以減輕供電高峰的壓力，對用戶也可以通過峰谷差價(jià)減少費(fèi)用。

4 當(dāng)前節(jié)能行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

（1）國外知名的節(jié)能電力設(shè)備生產(chǎn)廠家有ABB、施耐德、西門子等。這幾家均為國際知名電氣設(shè)備供應(yīng)商，其產(chǎn)品涵蓋領(lǐng)域很廣。這些企業(yè)研發(fā)節(jié)能技術(shù)相對比較早，技術(shù)和產(chǎn)品也比較成熟，產(chǎn)品售價(jià)相對國內(nèi)也比較昂貴。

（2）國內(nèi)知名生產(chǎn)廠家有鞍山榮信、蘇州和順、盛弘電氣等。上述企業(yè)從事電力節(jié)能產(chǎn)品都比較早，技術(shù)實(shí)力很強(qiáng)，規(guī)模較大，均為已上市或準(zhǔn)備上市公司，并且大多數(shù)以前從事電容器無功補(bǔ)償和無源濾波器的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，技術(shù)上具有傳承性。

5 對節(jié)能板塊發(fā)展的建議

節(jié)約電費(fèi)是用戶最容易感受到的“節(jié)能”。具體實(shí)施就是通過企業(yè)電費(fèi)情況調(diào)研，以發(fā)現(xiàn)企業(yè)是否存在無功罰款（按供電部門規(guī)定，月平均功率因數(shù)低于0.9，要對用戶在收取電費(fèi)的同時(shí)處以罰款；同時(shí)，對月平均功率因數(shù)高于0.95的用戶要給予獎(jiǎng)勵(lì)）。這類用戶應(yīng)進(jìn)行無功補(bǔ)償治理。

節(jié)能產(chǎn)品的發(fā)展完善與其他板塊的發(fā)展也是相關(guān)的。例如：數(shù)據(jù)采集，全面的現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，不但能為節(jié)能數(shù)據(jù)分析、出具節(jié)能方案提供數(shù)據(jù)依據(jù)，也可以更加方便直觀看到治理后的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 管國棟，寧江波.淺析配電網(wǎng)節(jié)能方面的具體問題[J].通信電源技術(shù)，2015，32（6）：267-268.

[2] 羅玲，戰(zhàn)京濤.我國工業(yè)電氣節(jié)能產(chǎn)品現(xiàn)狀與營銷對策[J].北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2008（2）：38-42.

[3] 許金杰.淺談配電網(wǎng)節(jié)能降耗[J].科技信息，2008（29）：80-81.