電力網(wǎng)技術(shù)線損及降損對策解析

摘要：新時期，社會生產(chǎn)、生活對電能需求量不斷增加，電力網(wǎng)損耗問題也愈加明顯，這也讓供電企業(yè)進一步提升了對節(jié)能降損問題的關(guān)注度。線損率會直接影響供電企業(yè)經(jīng)濟效益，也有效反映了供電企業(yè)管理水平，因此做好線損管理、采取有效降損措施有著重要意義。但目前部分地區(qū)普遍存在高線損情況，如何有效降低電力網(wǎng)線損一直都是電力企業(yè)管理的重點與難點?；诖?，分析了電力網(wǎng)線損的概念與構(gòu)成，從電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟運行、電力設(shè)備等方面探究造成電力網(wǎng)技術(shù)線損的原因，并針對性提出幾點降損對策，旨在降低電力網(wǎng)的線損量，提升供電企業(yè)的經(jīng)營管理效益。

關(guān)鍵詞：電力網(wǎng)技術(shù)線損降損變壓器

AnalysisofLineLossandLossReductionStrategiesinPowerGridTechnology

WUYingwei1GENGJuncheng2NIUYu3WANGPenghui3

1.AnyangPowerSupplyCompanyofStateGridHenanElectricPowerCompany，Anyang，HenanProvince，455000China;2.StateGridHenanElectricPowerCompanyElectricPowerScienceResearchInstitute，Zhengzhou，HenanProvince，450052China;3.HenanJiuyuEnpaiPowerTechnologyCo.，Ltd.，Zhengzhou，HenanProvince，450052China

Abstract：Inthenewera，thedemandforelectricityinsocialproductionanddailylifecontinuestoincrease，andtheproblemofpowergridlossisbecomingmoreandmoreobvious.Thishasfurtherincreasedtheattentionofpowersupplyenterprisestoenergyconservationandlossreductionissues.Thelinelossratedirectlyaffectstheeconomicbenefitsofpowersupplyenterprisesandeffectivelyreflectstheirmanagementlevel.Therefore，itisofgreatsignificancetodoagoodjobinlinelossmanagementandtakeeffectivemeasurestoreduceloss.However，therearecurrentlyhighlinelossesinsomeregions，andhowtoeffectivelyreducepowergridlinelosseshasalwaysbeenakeyanddifficultpointforpowerenterprisemanagement.Basedonthis，thisarticleanalyzestheconceptandcompositionofpowergridlineloss，exploresthecausesoftechnicallinelossinpowergridfromtheaspectsofpowergridstructure，economicoperation，powerequipment，etc.，andproposesseveraltargetedlossreductionstrategies，aimingtoreducetheamountoflinelossinpowergridandimprovethemanagementefficiencyofpowersupplyenterprises.

KeyWords：Powergrid;Technicallineloss;Reducelosses;Transformer

發(fā)電廠發(fā)電到用戶用電整個過程需要經(jīng)歷輸電、變電、配電3個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)均會導(dǎo)致一定的能量流失，即電能損耗。電能損耗可以分為技術(shù)線損、管理線損。線損率則表示一定時間內(nèi)電能損耗占據(jù)總供電量的比重，也是電力網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟性指標的重要衡量標準。目前，我國電力產(chǎn)業(yè)正處于改革關(guān)鍵階段，為了推動電力網(wǎng)發(fā)展進程，近些年電力網(wǎng)建設(shè)規(guī)模也在不斷擴大。節(jié)能減排作為我國經(jīng)濟發(fā)展的主要方針，而節(jié)能降損是供電企業(yè)節(jié)省能源的重要體現(xiàn)。這就需要根據(jù)電力網(wǎng)技術(shù)線損產(chǎn)生的原因，采取相應(yīng)的降損對策，實現(xiàn)電力產(chǎn)業(yè)節(jié)能發(fā)展目標。

1電力網(wǎng)線損概念與構(gòu)成

線損是指電能生產(chǎn)之后，經(jīng)由輸電、變電、配電將電能傳輸給用戶，在整個過程中部分電能會轉(zhuǎn)化為熱能，轉(zhuǎn)化熱能所造成的電能損耗即為線損。結(jié)合電力企業(yè)相關(guān)規(guī)定，線損量為線路上網(wǎng)電量與銷售電量的差值，可以有效反映出電網(wǎng)運營管理、規(guī)劃設(shè)計、生產(chǎn)等一系列環(huán)節(jié)存在的問題。線損率是判斷線損程度的重要指標，即線損量占據(jù)總供電量的比重[1]。線損率計算公式為：線損率=線損電量/供電量×100%。

線損構(gòu)成包括以下幾點：（1）變壓器鐵芯、繞組在升降壓時所產(chǎn)生的電能損耗；（2）高壓線路放電損耗；（3）線路阻抗產(chǎn)生的電能損耗量；（4）電網(wǎng)系統(tǒng)中的無功補償裝置造成的損耗；（5）串并聯(lián)電網(wǎng)中的電氣設(shè)備中電抗損耗；（6）輸電線路中的設(shè)備介質(zhì)產(chǎn)生的能耗，如絕緣子表面能耗等；（7）電能計量裝置、用戶接線損耗；（8）變電站計量裝置、繼電保護、直流充電、二次回路所產(chǎn)生的損耗；（9）管理損耗，如計量誤差、竊電盜電、超表過程損耗。

技術(shù)線損是一種理論線損，與人為因素關(guān)聯(lián)性不大，是指在發(fā)電網(wǎng)中一定存在的線路電能損耗。技術(shù)線損主要構(gòu)成為線路損耗、變壓器繞組與鐵芯損耗、絕緣子電能損耗、污閃漏電損耗、高次諧波損耗。

2電力網(wǎng)技術(shù)線損產(chǎn)生的原因

2.1電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理

部分變電站主變采用高能耗五載調(diào)壓主變，如S7系列主變，既有輸電線路運輸時間長，存在重載、過載等現(xiàn)象，部分老舊變電站運行方式調(diào)整不變，沒有實現(xiàn)站與站之間的電力互供功能。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)改建進程慢，供電可靠性不足。變電站無載調(diào)壓運行臺數(shù)較多，供電覆蓋半徑較大，存在較多的分支線路，導(dǎo)線型號不匹配，末端電壓供給量不足，配變數(shù)量多[2]。電動機、變壓器等設(shè)備無功補償裝置配備量不足，運行效率較低。新舊主變匹配度較差，負載分配不均，例如：兩臺主變中一臺為輕載運行、一臺為重載運行，嚴重影響電力網(wǎng)的供電能力。這些因素都會導(dǎo)致技術(shù)線損量呈非線性增長趨勢，導(dǎo)致電力網(wǎng)故障問題頻發(fā)，增加了電力網(wǎng)的管理難度。

2.2電力網(wǎng)經(jīng)濟運行水平低

區(qū)域經(jīng)濟水平發(fā)展程度與電網(wǎng)負荷增長成正比關(guān)系，具有隨機性、非均衡性等特點。而電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、主變銅鐵損、運行方式、線路型號、無功補償運行、日常管理等均會對電網(wǎng)經(jīng)濟運行水平造成直接影響。部分變電站的有載主變和無載主變并運，電壓分解端無法完全對立，導(dǎo)致主變繞組區(qū)域產(chǎn)生電流環(huán)流，從而增加電能損耗量。在電網(wǎng)運行方式方面，由于調(diào)度員沒有及時做出調(diào)節(jié)，主變投、退未嚴格按照主變經(jīng)濟運行曲線標準操作，導(dǎo)致電能損耗量進一步增加。

電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理，負荷中心區(qū)域無變電站，各個電壓等級存在線路過長、導(dǎo)線規(guī)格不足、曲折迂回、電壓量不足等諸多情況。部分配變長期輕載、重載、過載運行，“馬拉車”現(xiàn)象較為嚴重，部分配電三相負荷分布不均，導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)線損量偏高。變電站無功補償容量無法滿足系統(tǒng)運行需求或安全不合理，沒有根據(jù)系統(tǒng)實際負載量及時投退。再加上用戶端的電動機、變壓器無功補償投退不及時，也會升高整個系統(tǒng)的線損率。此外，在線損管理方面，線路及相關(guān)設(shè)備存在漏電現(xiàn)象、部分用戶違規(guī)竊電盜電、計量系統(tǒng)錯誤、供電抄表不同步等也會導(dǎo)致線損量增加[3]。

2.3電力網(wǎng)高損耗設(shè)備較多

不同地區(qū)由于經(jīng)濟發(fā)展水平差異，因此，電力網(wǎng)電力設(shè)備投入水平不同。如圖1所示，技術(shù)線損主要是以線路損耗、變壓器損耗為主，無論是哪種供電等級，二者技術(shù)線損率均可以達到90%以上。并且可以看到線路損耗和變壓器損耗存在一定的反比關(guān)系，即線路損耗增加則變壓器損耗就會降低。圖1中，500（330）kV線路損耗率達到82.7%，而變壓器損耗率為11.8%；而10（6/20）kV線路線路損耗率為60.4%，而變壓器損耗率則達到了37.4%?？梢?，硬件設(shè)施以及應(yīng)用方式會直接影響技術(shù)線損量。

部分經(jīng)濟不發(fā)達區(qū)域依然有部分變電站應(yīng)用S7主變掛網(wǎng)運行，如SFSZ7-51500/110型號變壓器，其空載損耗一般在40kWh以上，而SFSZ9-31500/110型號節(jié)能變壓器，其空載損耗一般在30kWh左右，二者空載損耗差約為10kWh，按照全年運行標準計算，電量差可達9萬kWh以上?？梢姡_選擇變壓器的節(jié)能效果。部分區(qū)域10kV配電網(wǎng)依然有采用S7型變壓設(shè)備，部分企業(yè)受到資金制約或節(jié)能意識不足，改造設(shè)備意愿不大[4]。由于高耗能主變數(shù)量多、占比高、長期運行，所累積的技術(shù)線損會越來越高，這也是電力網(wǎng)整體技術(shù)線損率下降十分緩慢的重要因素。

在線路損耗方面，配電網(wǎng)輸電線材質(zhì)主要為銅絲，在電流傳輸期間，導(dǎo)體中所經(jīng)過的電流為克服導(dǎo)體電阻，就會產(chǎn)生一定的能耗量，也被稱為電阻損耗。雖然從成本、電阻率綜合考慮，銅絲導(dǎo)線是較為理想的材料，但長距離運輸電阻損耗也會持續(xù)增加，這也是線路損耗占比最高的原因。

3電力網(wǎng)降損對策

3.1優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，推動電網(wǎng)建設(shè)進程

對配電網(wǎng)服務(wù)區(qū)域展開電力需求調(diào)研，將“十四五”電網(wǎng)規(guī)劃納入各個區(qū)域地方發(fā)展規(guī)劃當中，將近期需求與長期規(guī)劃相結(jié)合，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準，彌補電網(wǎng)技術(shù)線損的薄弱環(huán)節(jié)，在源頭上加強線損控制。積極應(yīng)用新設(shè)備、新技術(shù)，根據(jù)特高壓交直流輸電網(wǎng)建設(shè)標準，推動城鄉(xiāng)智能電網(wǎng)建設(shè)進程，打造220kV支撐、110kV骨干電力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，對既有變電站分布進行優(yōu)化，縮短線路傳輸距離和供電半徑，保證電網(wǎng)運行的靈活性，打造環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)電網(wǎng)優(yōu)化中，應(yīng)保證“一鄉(xiāng)一座110kV電站”，淘汰低電壓等級，保障電能供給質(zhì)量。在無功補償優(yōu)化上，應(yīng)做好宏觀規(guī)劃、分級補償、就地平衡等工作，與電網(wǎng)同步發(fā)展。高壓網(wǎng)、中壓網(wǎng)、低壓網(wǎng)分別采用變電站集中補償、線路與變壓器補償、用戶側(cè)分散補償為核心，從整體上降低線損率。

3.2提高電網(wǎng)經(jīng)濟運行水平

在保障電力網(wǎng)運行安全的基礎(chǔ)上，根據(jù)本地用電需求以及電網(wǎng)長期規(guī)劃，編制電力網(wǎng)經(jīng)濟運行方案，減少非計劃檢修率。結(jié)合電網(wǎng)負荷走勢及時調(diào)節(jié)運行方式，保證電網(wǎng)潮流分配合理性、主變負載的經(jīng)濟性。調(diào)度端增設(shè)AVC系統(tǒng)（電壓無功優(yōu)化集中控制系統(tǒng)），系統(tǒng)可以自動采集電力數(shù)據(jù)，同時具備自動調(diào)節(jié)功能，在保證節(jié)點電壓滿足使用標準的需求上有效減少線損量[5]。

供電企業(yè)積極投入線損理論計算軟件，搭建數(shù)據(jù)庫存儲輸、變、配設(shè)備的運行參數(shù)，定期開展荷載測量以及理論線損計算，診斷系統(tǒng)運行當中可能存在的線損量過高等問題，找出線損量較高的根本原因，確定線損、變壓器損耗比重，并結(jié)合理論值展開技術(shù)改造。集控變電站、無人值守變電站應(yīng)建立完善的管理制度，所投入使用的計量裝置均計量入線損值。在技術(shù)經(jīng)濟性分析中，應(yīng)對比分析經(jīng)濟投入、經(jīng)濟產(chǎn)出比值，以投資最終收益作為核心評價指標，盡可能以低經(jīng)濟投入達到預(yù)期投資效益目標。

3.3加大電網(wǎng)設(shè)備改造與更新

逐漸淘汰掉高耗能主變設(shè)備，選擇節(jié)能型有載調(diào)壓系列變壓器。制定改造時間表格，強制淘汰掉高耗能變壓器，有計劃展開老舊設(shè)備更新。如S11變壓器能耗量比S7系列變壓器能耗降低25%以上；再如非晶合金變壓器相比硅鋼片變壓器的空載能耗可減少80%。對于不合理供電區(qū)域重新劃分，且借助技術(shù)改造契機一同解決供電半徑超標、超載、輕載等各類問題，分段改造、分段實施、計劃執(zhí)行，避免產(chǎn)生重復(fù)性建設(shè)[6]。結(jié)合飽和負荷密度以及未來規(guī)劃需求，確保導(dǎo)線截面滿足長期規(guī)劃使用標準，如110kV變電站送出導(dǎo)線截面選用2×240mm2，末端站導(dǎo)線選用400mm2。關(guān)口計量裝置要求達到100%合格率，包括電能表、互感器、二次壓降等。

4結(jié)語

綜上所述，目前電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟運行、高損耗設(shè)備等方面問題是導(dǎo)致電力網(wǎng)技術(shù)線損較高的重要原因。而電力網(wǎng)線損量增加會直接影響電力企業(yè)的經(jīng)營管理效益。為了提高電力企業(yè)投資效益、實現(xiàn)節(jié)能降損的經(jīng)營目標，應(yīng)持續(xù)優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、提高經(jīng)濟運行水平、加強老舊電力設(shè)備改造等工作，從多方面優(yōu)化改善技術(shù)線損現(xiàn)狀，實現(xiàn)電力網(wǎng)安全、經(jīng)濟、節(jié)能、穩(wěn)定的運行目標。

參考文獻

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