配電網(wǎng)綜合節(jié)能改造措施探討

● 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司河源供電局 熊 洽

配電網(wǎng)處于電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的底層，作為電網(wǎng)末端直接與用戶相聯(lián)系，是電力系統(tǒng)的窗口。一方面，配電網(wǎng)中各種線路和負(fù)荷密集繁雜，其損耗占全網(wǎng)總損耗的40%以上，深入挖掘其降損潛力具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益；另一方面，配電網(wǎng)線損過(guò)大，將會(huì)擴(kuò)大供電缺口，甚至引起受端電壓降低，電網(wǎng)頻率和功率因數(shù)受影響，使用電設(shè)備得不到良好的運(yùn)行，特別嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致電壓崩潰乃至系統(tǒng)解列，因此有必要加強(qiáng)對(duì)配電網(wǎng)節(jié)能降耗的管理。

河源地處廣東東北部，區(qū)域內(nèi)農(nóng)村山區(qū)較多，屬于典型的農(nóng)村配電網(wǎng)，存在季節(jié)性低電壓以及線損過(guò)高等問(wèn)題，本文重點(diǎn)研究河源配電網(wǎng)的現(xiàn)狀問(wèn)題，并探討了綜合節(jié)能改造措施。

1 河源配電網(wǎng)現(xiàn)狀

1.1 配電網(wǎng)電壓質(zhì)量和電能損耗問(wèn)題

河源配電網(wǎng)網(wǎng)架相對(duì)薄弱、無(wú)功配置不足、大量小水電就近接入，存在比較突出的電壓質(zhì)量和電能損耗問(wèn)題。主要表現(xiàn)為：

（1）負(fù)荷高峰期存在無(wú)功補(bǔ)償容量不足的問(wèn)題，電壓質(zhì)量和功率損耗問(wèn)題較為突出。

（2）負(fù)荷低谷期存在無(wú)功倒送現(xiàn)象，電壓偏高，但是相應(yīng)的無(wú)功調(diào)控手段有限，感性無(wú)功補(bǔ)償配置很少，難以實(shí)現(xiàn)無(wú)功就地平衡。

（3）部分區(qū)域負(fù)荷峰谷差大，電壓幅值波動(dòng)大。

（4）部分變電站無(wú)功補(bǔ)償裝置投入率較低，存在設(shè)備閑置浪費(fèi)的情況。

（5）邊遠(yuǎn)地區(qū)部分配電線路供電半徑過(guò)大、無(wú)功補(bǔ)償不足，造成線路末端電壓偏低。

1.2 配電網(wǎng)運(yùn)行問(wèn)題

針對(duì)以上問(wèn)題，對(duì)河源地區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行了細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拿趴辈?，?shí)地勘察發(fā)現(xiàn)河源配電網(wǎng)運(yùn)行問(wèn)題的出現(xiàn)主要有以下方面的原因：

（1）農(nóng)網(wǎng)區(qū)域大部分采用裸導(dǎo)線，絕緣化率較低，且部分位于山區(qū)的線路跨越山上的樹(shù)木，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。

（2）設(shè)備水平參差不齊，水平較低，線路導(dǎo)線截面偏小，部分農(nóng)網(wǎng)區(qū)域10kV線路線徑混雜，50mm2及以下導(dǎo)線所占比例較大，并且主干線、分支線線徑達(dá)不到規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)的要求，目前雖能滿足用戶的用電需求，但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這部分線路終將不能滿足新增負(fù)荷的用電需求。

（3）10kV線路大多數(shù)建設(shè)年限較久，在建設(shè)時(shí)由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不高，造成大多數(shù)10kV桿塔為10m、9m甚至8m桿，這種現(xiàn)狀就造成部分線路對(duì)地、對(duì)樹(shù)木、對(duì)建筑物安全距離不達(dá)標(biāo)，安全隱患較多。

（4）部分線路負(fù)荷較重，加之線路導(dǎo)線截面過(guò)小，供電半徑過(guò)大，已不能滿足負(fù)荷增長(zhǎng)的需要。

（5）農(nóng)村電網(wǎng)由于電源點(diǎn)較少，地域較廣，造成變電站供電范圍較大，10kV線路供電距離較長(zhǎng)。

（6）部分農(nóng)網(wǎng)區(qū)域低壓網(wǎng)絡(luò)薄弱，普遍存在裝備陳舊、線路供電半徑長(zhǎng)、導(dǎo)線截面小、絕緣水平低、無(wú)功補(bǔ)償嚴(yán)重不足、配電變壓器容量不足等問(wèn)題。

2 配電網(wǎng)節(jié)能降耗手段

針對(duì)河源配電網(wǎng)存在的問(wèn)題，首先對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)損的產(chǎn)生機(jī)理與實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的基本手段進(jìn)行分析。

2.1 網(wǎng)損的產(chǎn)生機(jī)理

配電網(wǎng)的網(wǎng)損是電流流過(guò)各設(shè)備的電阻而產(chǎn)生的能量損耗。按元器件來(lái)分，配電網(wǎng)的網(wǎng)損主要包括線路損耗、配電變壓器損耗和并聯(lián)電容器損耗。配電網(wǎng)損耗不僅與元器件本身的物理參數(shù)有關(guān)，也與配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、負(fù)荷的時(shí)間和空間分布、運(yùn)行方式有關(guān)。

2.2 配電網(wǎng)節(jié)能降損手段

實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的節(jié)能降損一般可以通過(guò)設(shè)備改造、無(wú)功補(bǔ)償、需求側(cè)管理、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)調(diào)度運(yùn)行等方法實(shí)現(xiàn)。結(jié)合河源配電網(wǎng)的實(shí)際狀況和需求，下面主要探討采用無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞竭M(jìn)行節(jié)能改造。

無(wú)功功率在電網(wǎng)中傳輸，增大了電網(wǎng)的視在功率和傳輸電流，增加線路和變壓器的損耗；感性無(wú)功較大時(shí)，線路的電壓降較大，導(dǎo)致變壓器的鐵損增加。合理的無(wú)功補(bǔ)償可以減小線路電流，提高運(yùn)行電壓，能夠減小配電線路、配電變壓器、并聯(lián)電容器的網(wǎng)損，也能夠減小因不合理的運(yùn)行方式產(chǎn)生的網(wǎng)損。因此，無(wú)功補(bǔ)償對(duì)于降低網(wǎng)損的作用是普遍的、顯著的，在節(jié)能的同時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償還能夠提高配電網(wǎng)的電能質(zhì)量。所以，無(wú)功補(bǔ)償是目前配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的一個(gè)重要且直接有效的手段。

3 綜合節(jié)能改造措施

結(jié)合河源的實(shí)際情況，河源配電網(wǎng)的綜合節(jié)能改造主要考慮無(wú)功補(bǔ)償?shù)氖侄危诠こ虒?shí)施階段投入使用智能電容器、智能調(diào)壓器、靜止無(wú)功及三相不平衡調(diào)節(jié)裝置（SVG）等設(shè)備。其中智能電容器可以提高線路末端的功率因數(shù)，保障線路末端的電壓質(zhì)量；智能調(diào)壓器能穩(wěn)定電壓水平，提高電壓合格率；SVG能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，調(diào)節(jié)不平衡電流，降低三相不平衡度。配合這些設(shè)備并根據(jù)負(fù)荷情況靈活選擇線路的運(yùn)行方式，從而實(shí)現(xiàn)綜合節(jié)能改造的目標(biāo)。

綜合節(jié)能改造的技術(shù)路線為：勘察選點(diǎn)—設(shè)備選型—安裝調(diào)試—檢測(cè)運(yùn)維。

3.1 勘察選點(diǎn)

通過(guò)對(duì)河源配電網(wǎng)調(diào)研及收集資料，借助配網(wǎng)計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)分析臺(tái)區(qū)運(yùn)行數(shù)據(jù)，確定河源地區(qū)的問(wèn)題臺(tái)區(qū)；與各問(wèn)題臺(tái)區(qū)所屬供電所進(jìn)行溝通交流，根據(jù)實(shí)際情況確認(rèn)問(wèn)題的類型及程度，并在供電所運(yùn)維人員配合下，對(duì)問(wèn)題臺(tái)區(qū)點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察，確認(rèn)并記錄現(xiàn)場(chǎng)線徑、臺(tái)變?nèi)萘俊⒕€路長(zhǎng)度、負(fù)荷情況等信息；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察得到的信息以及問(wèn)題臺(tái)區(qū)運(yùn)行數(shù)據(jù)，最終確定問(wèn)題臺(tái)區(qū)需要安裝的設(shè)備類型和設(shè)備容量。

3.2 設(shè)備選型

結(jié)合各問(wèn)題臺(tái)區(qū)的運(yùn)行數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)勘察信息，比對(duì)設(shè)備選型數(shù)據(jù)庫(kù)，選擇出合適的設(shè)備型號(hào)以及設(shè)備容量范圍；考慮產(chǎn)品容量特性，結(jié)合問(wèn)題臺(tái)區(qū)實(shí)際情況確定最終的設(shè)備容量。

3.3 安裝調(diào)試

聯(lián)系供電所確定安裝日期和相應(yīng)的停電操作指示，進(jìn)行設(shè)備安裝；設(shè)備安裝完成后，確定設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)正常，并且確認(rèn)后臺(tái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正確監(jiān)測(cè)到設(shè)備數(shù)據(jù)后，完成恢復(fù)送電操作。

3.4 檢測(cè)運(yùn)維

通過(guò)移動(dòng)終端軟件和主站查看設(shè)備通信狀態(tài)以及運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)異常，立即啟動(dòng)故障處理流程，進(jìn)行及時(shí)有效故障排查處理，定期進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，了解設(shè)備的工況，保證設(shè)備運(yùn)行安全有效。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的能源和電力工業(yè)規(guī)劃明確提出了節(jié)能減排的任務(wù)和目標(biāo)，電網(wǎng)公司作為電能等資源綜合配置、運(yùn)營(yíng)和管理的主要企業(yè)，既承擔(dān)服務(wù)社會(huì)，保證安全、可靠、優(yōu)質(zhì)供電的責(zé)任，又是執(zhí)行國(guó)家節(jié)能政策任務(wù)的關(guān)鍵部門，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的節(jié)能降耗對(duì)供電企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)利潤(rùn)起著舉足輕重的作用。本文針對(duì)河源配電網(wǎng)的綜合節(jié)能改造措施，結(jié)合河源地區(qū)配電網(wǎng)的實(shí)際情況，投入使用了智能電容器、智能調(diào)壓器、靜止無(wú)功及三相不平衡調(diào)節(jié)裝置等設(shè)備，配合移動(dòng)終端進(jìn)行后臺(tái)監(jiān)測(cè)，顯著地改善了試點(diǎn)地區(qū)的電能質(zhì)量水平，同時(shí)能就地平衡部分無(wú)功負(fù)荷，減少無(wú)功下送和損耗，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降損的目的。