配電網(wǎng)線損分析及降損增效優(yōu)化措施探討

潘書遠(yuǎn)，閆 煜

（國(guó)網(wǎng)霍山縣供電公司，安徽 六安 237200）

0 引 言

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的背景下，電能與人們的生活變得十分密切，作為一種基礎(chǔ)能源，其安全性與高效性直接影響到社會(huì)的發(fā)展。在電力運(yùn)行的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不同程度的電能損耗，減少電力損耗的同時(shí)還可以節(jié)約國(guó)家資源，這對(duì)于社會(huì)的發(fā)展具有重要意義[1]。

1 配電網(wǎng)線損定義與分類

1.1 配電網(wǎng)線損定義

在電力損耗不同的情況下，可以將配電網(wǎng)的線損分為固定、可變兩種類型。其中，固定損耗主要是指在電力輸送時(shí)，因線路或者設(shè)備本身具有的電阻而產(chǎn)生的部分電能損耗，其損耗電能的程度不會(huì)隨著輸電功率的變化而變化；可變損耗主要是指電能傳輸過(guò)程中會(huì)隨著輸電功率的變化而變化，其電能的損耗程度隨輸電電流的增大而增大。

1.2 配電網(wǎng)線損分類

從企業(yè)管理者的視角來(lái)看，可以將線損分為理論線損和管理線損兩種。其中，理論線損主要是指?jìng)鬏斶^(guò)程中產(chǎn)生的電能損耗，其電能的損耗程度與輸電功率的大小有關(guān)，并且這種損耗是不可避免的一種自然損耗。此外，這部分損耗可以根據(jù)輸出功率的大小以及傳輸距離計(jì)算。管理?yè)p耗指企業(yè)的管理出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致電力出現(xiàn)損耗[2]。

2 影響配電網(wǎng)線損的技術(shù)因素分析

2.1 配電網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)不合理

隨著電力技術(shù)與電力設(shè)備的發(fā)展，相關(guān)的配電網(wǎng)設(shè)計(jì)人員也會(huì)根據(jù)各個(gè)地區(qū)用電要求進(jìn)行配電網(wǎng)設(shè)計(jì)。然而，由于配電網(wǎng)的建設(shè)更新較快，導(dǎo)致傳統(tǒng)的建設(shè)技術(shù)與規(guī)劃理念不能滿足于實(shí)際需求，使得電能出現(xiàn)損耗情況。因此，在建設(shè)配電網(wǎng)的過(guò)程中，首先需要考慮節(jié)能降損，避免出現(xiàn)配電網(wǎng)電能損耗不合理的情況。除此之外，由于我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的地理環(huán)境較為復(fù)雜，電力系統(tǒng)施工安裝難度也隨之增大，相比較平原地區(qū)來(lái)說(shuō)，配電線路較長(zhǎng)。同時(shí)，我國(guó)農(nóng)村地區(qū)普遍存在基礎(chǔ)設(shè)施落后的情況，當(dāng)這些基礎(chǔ)設(shè)施老化以后，便使得電力傳輸受到影響。另外，就農(nóng)村的用電情況而言，其季節(jié)性相對(duì)較強(qiáng)，通常冬、夏季用電量相對(duì)較大，并且有農(nóng)村用戶之間的距離相對(duì)較遠(yuǎn)，在電力系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中將其設(shè)計(jì)成放射網(wǎng)狀，而在配電線路增加的情況下，電能損耗也隨之增加。

2.2 配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)

在電能傳輸?shù)倪^(guò)程中，需通過(guò)電力的實(shí)際生產(chǎn)值來(lái)計(jì)算相應(yīng)的功率。為了保證線路與變壓器時(shí)刻保持在正常的運(yùn)行狀態(tài)，可以通過(guò)調(diào)整電力輸送功率的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)變壓器與線路處于這種狀態(tài)時(shí)，可以有效降低電能在傳輸過(guò)程中的損耗，同時(shí)又增強(qiáng)了配電網(wǎng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，這對(duì)于配電網(wǎng)的降損有著重要作用。但隨著終端的用電量增大，配電網(wǎng)也變得復(fù)雜[3]。因此，需要系統(tǒng)根據(jù)配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件下的輸電功率進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，以此來(lái)對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，保證在電能需求增大的情況下，配電網(wǎng)仍能處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，并且能夠及時(shí)對(duì)配電網(wǎng)中的變壓器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，以此來(lái)提升電能的傳輸效率。

2.3 配電網(wǎng)的降損節(jié)能技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，節(jié)能型設(shè)備與配件類型也隨之增多，可在一定程度上降低電能的損耗。例如，將如圖1所示的節(jié)能型變壓器（三相油浸式節(jié)能型電力變壓器）用于配電網(wǎng)后，可在一定程度上降低變壓過(guò)程中產(chǎn)生的電能損耗。

圖1 三相油浸式節(jié)能型電力變壓器

3 配電網(wǎng)降損增效的主要方法

配電網(wǎng)的降損增益屬于一種較為系統(tǒng)的工作，需要的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，同時(shí)需要多個(gè)環(huán)節(jié)配合才能發(fā)揮其最大作用。就現(xiàn)階段而言，電力企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)降損增效，一般都是采用優(yōu)化配電網(wǎng)機(jī)構(gòu)、安裝節(jié)能型變壓器等方式來(lái)完成[4]。

3.1 配電線路無(wú)功補(bǔ)償?shù)氖褂迷?/h3>

在電力輸送的過(guò)程中，由于配電線路自身存在的電阻會(huì)導(dǎo)致?lián)p失一部分功率，造成電能損耗，其損耗原理可表示為

式中：P為輸出功率；I為電流；R為輸電線路電阻。

當(dāng)輸電距離較長(zhǎng)時(shí)，線路中的電阻越大，在電壓一定的情況下，輸電功率就越小，電能的損耗就越大，輸出功率的電能損耗就越大。就我國(guó)的農(nóng)村地區(qū)而言，其電能輸送的距離相對(duì)較長(zhǎng)、電能輸送的功率相對(duì)較小。在配電線路的無(wú)功補(bǔ)償中，主要是通過(guò)提升電能的輸送效率來(lái)加大供電效率。而無(wú)功補(bǔ)償則是利用電容器來(lái)穩(wěn)定電能輸送時(shí)的電壓，這種方式不僅能夠降低輸出功率的電能損耗，而且還能在一定程度上促進(jìn)電力企業(yè)的發(fā)展。

3.2 配電線路無(wú)功補(bǔ)償配置方法

為了保證在配電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償，變電中都是采用并聯(lián)電容的方式，對(duì)靠近變電站的線路進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，以此來(lái)提升配電功率。一般來(lái)說(shuō)，補(bǔ)償裝置主要是和高壓配電裝置相互連接，這樣可以保證無(wú)功補(bǔ)償裝置發(fā)揮作用[5]。此外，這種方式具有的優(yōu)勢(shì)相對(duì)較多，對(duì)設(shè)備的維護(hù)要求較低，能夠及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)與維護(hù)；對(duì)配電系統(tǒng)的管理要求相對(duì)較低，在一定程度上滿足了補(bǔ)償需求。但這種方式也存在一定的問(wèn)題，具體包括以下幾點(diǎn)：（1）由于農(nóng)村用電具有季節(jié)性的特點(diǎn)，在冬、夏季的用電需求相對(duì)較大，春、秋季的用電需求相對(duì)較小，因此對(duì)農(nóng)村配電網(wǎng)的要求也越來(lái)越高，當(dāng)處于用電高峰期時(shí)，短時(shí)間內(nèi)的電力需求快速增大，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的部分設(shè)備不能承擔(dān)相應(yīng)的負(fù)載，使得無(wú)功補(bǔ)償不能實(shí)現(xiàn)，從而降低了無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓πВ唬?）為了實(shí)現(xiàn)無(wú)功輸送的要求，應(yīng)選用電容量相對(duì)較大的補(bǔ)償裝置，這樣可以有效避免因功率過(guò)高產(chǎn)生的高電壓現(xiàn)象。雖然這種方法具有一定的優(yōu)勢(shì)，但是在操作過(guò)程中將會(huì)頻繁使用補(bǔ)償裝置，導(dǎo)致人工與設(shè)備的成本增大。無(wú)功補(bǔ)償前后線路的效益比較詳見(jiàn)表1。

表1 無(wú)功補(bǔ)償前后線路的效益比較

從表1中數(shù)據(jù)可以明確看出，在進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償后，左側(cè)線的網(wǎng)損率從9.2%降低至4.9%，右側(cè)線的網(wǎng)損率從12.9%降低至7.3%，這充分說(shuō)明對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償可以有效降低配電網(wǎng)的電能損耗。

4 優(yōu)化管理降低配電網(wǎng)線損

4.1 通過(guò)建立智能化的配電網(wǎng)管理系統(tǒng)降低配電網(wǎng)線損

在進(jìn)行配電網(wǎng)自動(dòng)化管理過(guò)程中，配電網(wǎng)管理系統(tǒng)有著十分重要的作用，合理使用該系統(tǒng)可以有效提升配電網(wǎng)工作的安全性，改善配電質(zhì)量，一定程度上降低了線損，對(duì)于提升電力系統(tǒng)的社會(huì)服務(wù)水平具有重要作用。

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，配電網(wǎng)自動(dòng)化管理系統(tǒng)也在不斷更新，傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)為數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）系統(tǒng)，為了滿足降損增效的需求，人們?cè)赟CADA系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集庫(kù)，其主要作用在于采集配電網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)信息分析以后，通過(guò)智能化管理系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果來(lái)下達(dá)相應(yīng)的指令。同時(shí)，在配電網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，首先需要將傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，拓展其業(yè)務(wù)范圍。在人們優(yōu)化相應(yīng)的管理后，便能有效降低配電網(wǎng)的線損，實(shí)現(xiàn)增益效果，一定程度上滿足了電力用戶的需求，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展具有重要作用。除此之外，由于配電網(wǎng)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)性相對(duì)較強(qiáng)，在配電網(wǎng)管理系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)保證各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)接時(shí)的協(xié)調(diào)能力滿足要求，只有在這種協(xié)同作用下才能夠有效提升配電網(wǎng)的運(yùn)作效率。若只是單獨(dú)一個(gè)本部門運(yùn)作，則無(wú)法充分發(fā)揮配電網(wǎng)的作用[6]。因此，在配電網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程中，其管理系統(tǒng)有著十分重要的作用。

4.2 加強(qiáng)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效益

為了提升配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效益，可以優(yōu)化三相不平衡情況，采取更換變壓器的方式來(lái)使負(fù)載與容量平衡。除此之外，在降低長(zhǎng)期輕載運(yùn)行的變壓器容量后，一定程度上降低了電能損耗，這對(duì)于提升配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效益有著重要作用。

5 結(jié) 論

目前，節(jié)能理念在全世界的關(guān)注度逐漸增高，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的降損增益能夠有效降低電能損耗，對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著十分重要的作用。在我國(guó)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，與電力相關(guān)的理論和設(shè)備都在不斷創(chuàng)新，一定程度上保證了配網(wǎng)降損增效工作的開(kāi)展。因此，加強(qiáng)配電網(wǎng)降損增效的實(shí)施力度，有助于提升電力企業(yè)的綜合能力，為電力企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。