試論電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析及措施
論文摘要：電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式是在保證電網(wǎng)安全運(yùn)行和供電質(zhì)量及滿足供電需求基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)比優(yōu)選變壓器及電力線路損耗最小的運(yùn)行方式，在保證技術(shù)安全、經(jīng)濟(jì)合理的條件下，充分利用現(xiàn)有的設(shè)備、元件，通過(guò)相關(guān)技術(shù)論證，選取最佳運(yùn)行方式、調(diào)整負(fù)荷、提高功率因數(shù)、調(diào)整或更換變壓器、電網(wǎng)改造等，在傳輸相同電量的基礎(chǔ)上，以達(dá)到減少系統(tǒng)損耗，從而達(dá)到降低電網(wǎng)損耗和提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。
論文關(guān)鍵詞：節(jié)能措施；分析；變壓器損耗
由于電網(wǎng)的損耗主要是由變壓器損耗與電力線路損耗所組成，所以電網(wǎng)改造的節(jié)電降耗，也就是對(duì)電網(wǎng)中的所有變壓器和電力線路進(jìn)行擇優(yōu)選擇和優(yōu)化組合，組建成“安全經(jīng)濟(jì)型電網(wǎng)”。電網(wǎng)運(yùn)行降損措施包括的內(nèi)容與種類較多，根據(jù)各方面經(jīng)驗(yàn)與理論，下面僅從電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一些主要方面討論降損的主要技術(shù)措施。
一、合理進(jìn)行電網(wǎng)改造,降低電能損耗
由于各種原因電網(wǎng)送變電容量不足，出現(xiàn)“卡脖子”、供電半徑過(guò)長(zhǎng)等。這些問(wèn)題不但影響了供電的安全和質(zhì)量，而且也影響著線損。要充分利用在現(xiàn)有電網(wǎng)的改造基礎(chǔ)上，提高電網(wǎng)供電容量和保證供電質(zhì)量的前提下，運(yùn)用優(yōu)化定量技術(shù)降低城鄉(xiāng)電網(wǎng)的線損，如老舊變壓器淘汰中要劣中汰劣，新型變壓器選型中要優(yōu)中選優(yōu)，既要根據(jù)城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)負(fù)載分布的特點(diǎn)，調(diào)整變壓器運(yùn)行位置與供電線路實(shí)現(xiàn)優(yōu)化組合，又要根據(jù)電網(wǎng)中變壓器與供電線路的分布狀況，優(yōu)化負(fù)載經(jīng)濟(jì)分配和電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。依靠科技進(jìn)步和推廣以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為主要內(nèi)容的先進(jìn)技術(shù)，提高電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)供電的管理水平。在城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造過(guò)程中要優(yōu)化調(diào)整城鄉(xiāng)電網(wǎng)的電力結(jié)構(gòu)和提高電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的技術(shù)含量，為電網(wǎng)安全供電奠定良好的基礎(chǔ)。
（一）電力線損
按經(jīng)濟(jì)電流密度優(yōu)化合理原則可以采用兩線路并聯(lián)運(yùn)行或增加導(dǎo)線截面積(同時(shí)一定程度上增加了電網(wǎng)的成本)。線路負(fù)荷重、供電半徑過(guò)長(zhǎng)、線路迂回供電，是造成線路損耗增大原因之一。對(duì)此，可采取在線路上增設(shè)一條導(dǎo)線，讓兩條線路并列運(yùn)行的方式。增大導(dǎo)線截面的同時(shí)，也就降低了線路的電阻，從而降低線路的有功損耗。
（二）合理選用變壓器容量
農(nóng)網(wǎng)改造中一些農(nóng)村用電負(fù)荷。其高峰負(fù)荷時(shí)間較短而輕負(fù)荷時(shí)間較長(zhǎng)，所以應(yīng)根據(jù)農(nóng)村用電負(fù)荷的實(shí)際情況合理選擇配電變壓器的容量，避免“大馬拉小車(chē)”的現(xiàn)象，以減少變壓器的有功功率損耗。針對(duì)配變單端供電情況，應(yīng)適當(dāng)將配變安裝在負(fù)荷中心處，這樣可使低壓線路由一路輸出變?yōu)閹茁份敵觯瑥亩岣唠妷嘿|(zhì)量，降低了低壓線損。通過(guò)調(diào)整變壓器的安裝地點(diǎn)可以提高電壓質(zhì)量，降低線損，選用節(jié)能型變壓器淘汰高能耗變壓器可使變壓器運(yùn)行中的有功損耗和無(wú)功消耗最低
（三）電網(wǎng)類型和結(jié)構(gòu)
1、調(diào)整不合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。合理設(shè)計(jì)、改善電網(wǎng)的布局和結(jié)構(gòu)，可避免或減少城農(nóng)網(wǎng)線路的交錯(cuò)、重疊和迂回供電，減少供電半徑太大的現(xiàn)象。簡(jiǎn)化電網(wǎng)電壓等級(jí)，降低網(wǎng)絡(luò)損耗。每簡(jiǎn)化一級(jí)，就可減少一級(jí)設(shè)備，并可減少運(yùn)行管理和檢修工作，以及減少線損。
2、積極應(yīng)用節(jié)能裝備。農(nóng)網(wǎng)配變多為生活、動(dòng)力及農(nóng)排混合供電，因而存在有峰谷負(fù)荷相關(guān)懸殊，低谷用時(shí)間內(nèi)配變二次電壓升高以及配變的實(shí)際電能轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題，而如果安裝使用了配變節(jié)能自動(dòng)相數(shù)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，就可以解決上述問(wèn)題，從而有效地降低了變壓器、線路的空載、輕載損耗。對(duì)于配變多為民用生活和工廠供電，因存在峰谷負(fù)荷相關(guān)懸殊，低谷用時(shí)間內(nèi)存在配變二次電壓升高以及配變的實(shí)際電能轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題，如果安裝節(jié)能自動(dòng)相數(shù)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，就可解決上述問(wèn)題，從而可有效地降低變壓器、線路空載、輕載損耗。
3、簡(jiǎn)化電網(wǎng)的電壓等級(jí)，降低網(wǎng)絡(luò)損耗。電壓如能簡(jiǎn)化一級(jí)，這樣可減少一級(jí)設(shè)備，減少運(yùn)行管理和檢修工作，減少線損。城市負(fù)荷中心應(yīng)盡量用高壓引入，可以縮短配電線路的供電距離，如具備經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件應(yīng)對(duì)線路升壓改造，根據(jù)線路輸送容量和輸送距離，以及發(fā)展要求合理選擇升壓方案，而且升壓投資回收率較快，因此適當(dāng)考慮升壓供電是可行的。
4、選用節(jié)能型變壓器，淘汰高能耗變壓器。S9系列變壓器為目前我國(guó)10kV和35kV的電力變壓器低損耗產(chǎn)品，對(duì)還在使用中的高能耗變壓器應(yīng)利用改造，合理規(guī)劃，予以淘汰或更新改造。在電網(wǎng)改造設(shè)計(jì)中對(duì)新型變壓器的容量選擇，不僅應(yīng)考慮到變壓器容量利用率，同時(shí)更應(yīng)考慮到變壓器的運(yùn)行效率。使變壓器運(yùn)行中的有功損耗和無(wú)功消耗最低。
二、合理安排變壓器的運(yùn)行方式，保證變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行
變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行應(yīng)在確保變壓器安全運(yùn)行和保證供電質(zhì)量的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)有設(shè)備，通過(guò)擇優(yōu)選取變壓器最佳運(yùn)行方式、負(fù)載調(diào)整的優(yōu)化、變壓器運(yùn)行位置最佳組合以及改善變壓器運(yùn)行條件等技術(shù)措施，從而最大限度地降低變壓器的電能損失和提高其電源側(cè)的功率因數(shù)，所以變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的實(shí)質(zhì)就是變壓器節(jié)電運(yùn)行。變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行節(jié)電技術(shù)是把變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的優(yōu)化理論及定量化的計(jì)算方法與變壓器各種實(shí)際運(yùn)行工況密切結(jié)合的一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)，該項(xiàng)節(jié)電技術(shù)不用投資，在某些情況下還能節(jié)約投資(節(jié)約電容器投資和減少變壓器投資)。所以，變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行節(jié)電技術(shù)屬于知識(shí)經(jīng)濟(jì)范疇，是向智力挖潛、向管理挖潛實(shí)施內(nèi)涵節(jié)電的一種科學(xué)方法。
（一）合理計(jì)算變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)，使變壓器處于最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)
變壓器并非在額定時(shí)最經(jīng)濟(jì)，當(dāng)負(fù)荷的銅損和鐵損相等時(shí)才最經(jīng)濟(jì)，即效率最高。兩臺(tái)以上主變壓器的變電所應(yīng)繪出主變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行曲線，確定其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)域，負(fù)荷小于臨界負(fù)荷時(shí)，一臺(tái)運(yùn)行。負(fù)荷大于臨界負(fù)荷時(shí)兩臺(tái)運(yùn)行。
（二）平衡變壓器三相負(fù)荷，降低變壓器損耗
變壓器不平衡度越大，損耗也越大，因此，一般要求電力變壓器低壓電流的不平衡度不得超過(guò)10%，低壓干線及主變支線始端的電流不平衡度不得超過(guò)20%。
（三）合理調(diào)配變壓器的并列與分列的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式以及變壓器運(yùn)行電壓分接頭優(yōu)化選擇
按備用變、負(fù)載變化規(guī)律、臺(tái)數(shù)組合等因素，優(yōu)先考慮技術(shù)特性優(yōu)及并、分列經(jīng)濟(jì)的變壓器運(yùn)行方式。在滿足變壓器負(fù)載側(cè)電壓需要的前提下，用定量計(jì)算方法，按電源側(cè)電壓的高低和按工況負(fù)載的大小，對(duì)變壓器運(yùn)行電壓分接頭進(jìn)行優(yōu)化選擇，從而降低變壓器損耗，提高其運(yùn)行效率。
三、合理調(diào)節(jié)配網(wǎng)運(yùn)行方式，改善其潮流分布
（一）合理調(diào)整配電線路的聯(lián)絡(luò)方式
配電線路應(yīng)該采取最佳運(yùn)行方式使其損耗達(dá)到最小，如通過(guò)互為備用線路、手接手線路、環(huán)網(wǎng)線路、并聯(lián)線路、雙回線路等是可以達(dá)到的。
（二）環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)，按經(jīng)濟(jì)功率的分布選擇網(wǎng)絡(luò)的斷開(kāi)點(diǎn)
對(duì)于環(huán)形的供電網(wǎng)絡(luò)，正常需要運(yùn)行斷開(kāi)，應(yīng)根據(jù)兩側(cè)壓降基本相等的原則，找到一個(gè)經(jīng)濟(jì)功率的斷開(kāi)點(diǎn)，使線路的電能損耗最小。
（三）推廣帶電作業(yè)，減少線路停電時(shí)間
對(duì)雙回線路供電的網(wǎng)絡(luò)，雙回線路并列是最經(jīng)濟(jì)的，如因檢修工作，其中一條線路停電，則由于負(fù)荷電流全部通過(guò)另一條運(yùn)行的線路，會(huì)使線損大增加，因此要盡量利用帶電作業(yè)，減少雙回線的停電次數(shù)與時(shí)間。
四、合理配置電網(wǎng)的補(bǔ)償裝置合理安排補(bǔ)償容量
（一）增裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，提高功率因數(shù)
對(duì)農(nóng)網(wǎng)線路，合理增設(shè)電容器，增強(qiáng)無(wú)功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)，根據(jù)供電網(wǎng)絡(luò)情況，運(yùn)用集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償相結(jié)合的方法，變電所可通過(guò)高壓柜靈活控制功率因數(shù)的變化。
（二）合理考慮并聯(lián)補(bǔ)償電容器的運(yùn)行和無(wú)功功率的合理分布
在有功功率合理分配的同時(shí)，應(yīng)做到無(wú)功功率的合理分布。按照就近的原則安排減少無(wú)功遠(yuǎn)距離輸送。對(duì)各種方式進(jìn)行線損計(jì)算制定合理的補(bǔ)償方式。
五、做到經(jīng)濟(jì)調(diào)度，有效降低網(wǎng)損
（一）合理制定電網(wǎng)的運(yùn)行方式
合理調(diào)整電網(wǎng)年度、季度運(yùn)行方式，把各種變電設(shè)備和線路有機(jī)地組合起來(lái)充分挖掘設(shè)備的潛力，減少網(wǎng)絡(luò)損耗，提高供電的可靠性。
（二）根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際潮流變化及時(shí)調(diào)整運(yùn)行方式
做好電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度，根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際潮流變化，及時(shí)合理地調(diào)整運(yùn)行方式，做好無(wú)功平衡，改善電壓質(zhì)量，組織定期的負(fù)荷實(shí)測(cè)和理論計(jì)算，使電網(wǎng)線損與運(yùn)行方式密切結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的最大經(jīng)濟(jì)效益。尤其在農(nóng)網(wǎng)運(yùn)行中，應(yīng)合理調(diào)度電力負(fù)荷，強(qiáng)化用電負(fù)荷管理，從而達(dá)到配電網(wǎng)絡(luò)的降損節(jié)能。另外，合理調(diào)整負(fù)荷，提高負(fù)荷率及調(diào)整三相不平衡電流。在相同的總用電量條件下，負(fù)荷率越高，峰谷差越小，則線損越小，因此合理調(diào)整負(fù)荷，提高負(fù)荷率、削峰填谷、適時(shí)分、并列及轉(zhuǎn)移負(fù)荷有利于降低線損。由于線路負(fù)載三相平衡度大，則不僅增加相線和中線上的損耗，同時(shí)危及配變的安全運(yùn)行。必須及時(shí)進(jìn)行設(shè)整。
六、結(jié)語(yǔ)
變壓器及其供電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行降損的社會(huì)效益有：節(jié)約資金，即節(jié)約電容器的投資和減少變壓器的投資；減少電壓損耗，提高供電質(zhì)量，進(jìn)一步降低線損，改善環(huán)境；節(jié)約資源，為子孫后代造福。由此可見(jiàn)，電網(wǎng)的損耗是可以通過(guò)一些有效的措施來(lái)減低，使電網(wǎng)達(dá)到最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行管理走向定量化、擇優(yōu)化、有序化的現(xiàn)代化管理。因此在電力系統(tǒng)中推廣電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行降損措施，其節(jié)電潛力巨大，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有現(xiàn)實(shí)意義。
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