DQZHAN技術訊：配電網降損及節能改造方案探討
摘 要：根據對現階段配電網局部存在的供電質量差、功率因數低、線損大的問題分析，提出了實施配電網節能改造項目對改善電壓質量、提高供電能力、改善設備運行狀態、延長配電網設備使用壽命等方面的意義。*后，從設備節能、技術節能、管理節能等方面對配電網節能改造方案進行探討。
關鍵詞：配電網;損耗;節能;無功補償
中圖分類號 TM73 文獻標志碼 A
Discussion on Loss Reduction and Energy Saving Retrofit Scheme of Distribution Network
WANG Can1,2
(1. Chongqing Electric Power College，Chongqing400053，China;
2. Electrical Engineering College of Chongqing University，Chongqing400044，China)
Abstract: This paper ananlyed current problems of distribution network，such as poor power quality，low power factor and big line loss, put forward the implementation meaning of distribution network energy-saving renovation project for improving the quality of voltage, the ability of power supply, the status of equipment running, prolonging the service life of distribution network equipment. Finally, it discussed the distribution network energy saving retrofit scheme from the aspects of equipment, technology and management.
Key words: distribution network; loss energy saving; reactive power compensation
0 引言
近年來電網公司通過加大配電網建設投資、推進配電網管理精益化、提高配網自動化和智能化水平，初步形成了結構堅強、運行方式靈活、供電能力和供電可靠性較高的特色配電網[1]，但仍存在配電變壓器損耗高、低壓臺區無功不足、線路損耗高等問題[2]。
1 配電網發展現狀
通過對電網公司下屬縣級市配網數據的分析，現階段配網主要存在以下幾方面的問題。
1.1配電變壓器損耗較高
從配變類型看，高損耗S9及以下配電變壓器數量較大。從負載率看，部分配變負載存在著一定的不均衡性，如市區等負荷密度較高區域存在配變負載率較高的問題，部分甚至達到了80%以上，造成過載、過熱問題，既增大了損耗也不利于運行**。
1.2 10 kV線路存在的問題
目前10 kV配電網絡及其線路廣泛采用大樹干、多分支的單向輻射型供電方式。這些線路的特點是：供電半徑長、無功功率消耗多、功率因數低、線路損耗大、末端電壓質量差。根據統計，重載線路、低電壓線路仍占有相當比例。
1.3 公用臺區存在問題
農網末端客戶距變壓器遠，電壓合格率低。為兼顧末端負荷，需調高變壓器出口電壓，導致首端輕載時電壓過高，用電設備壽命縮短，且配變損耗大幅增加。各地區各地市縣公司10 kV線路配置無功補償裝置相對不足，無功損耗大。農網配電公用臺區分布點多面廣，負荷控制全靠人工現場操作，不具備配電自動化基礎，也沒有統一的后臺監控其運行狀態，運行缺乏有效管理維護。由于電網結構不盡合理、負荷變化季節性強，造成臺區功率因數變化頻繁，線損率居高不下。
2 配電網節能改造的意義
2.1 改善電壓質量
通過配電變壓器的增容節能改造和配置變電站、線路、臺區無功補償等配網優化措施的實施和電網綜合能效管理平臺的建設，實現配網的一體化智能控制。通過電網綜合能效管理平臺中的無功電壓優化策略，對變電站、線路、臺區無功補償的三級協調控制，達到優化無功潮流，改善電壓質量的目的。
2.2提高供電能力
配電變壓器增容，合理加裝無功補償設備，可挖掘發供電設備潛力，提高輸配電線路和整個配電網的供電能力。變壓器增容可從設備層面提高配網供電能力，另外在設備容量一定的情況下，加裝無功補償能使功率因數提高，也使電網或設備輸送的有功功率增大，減少輸送無功功率，進而提高供電能力。在公用臺區低壓側安裝無功補償設備，使整個配電網無功得到優化，減少整個配電網的無功損耗。
2.3改善設備運行狀態 延長配電網設備使用壽命
通過對高損耗變壓器增容節能改造，使變壓器運行在合理負載區間，避免因超載過載導致的配電變壓器溫度升高，*大程度延長了變壓器使用壽命。通過配網節能改造和三級協調控制優化無功潮流，提高功率因數，電壓質量得到改善，提高了電壓合格率，避免了電壓過低或過高引起的降低電氣設備服役年限的問題，延長了配電網設備使用壽命。
3 配電網節能改造方案探討
3.1 設備節能
設備節能主要指應用節能型配電變壓器，如采用非晶合金變壓器和S13硅鋼變壓器代替傳統高耗能的S7、S9型變壓器。非晶合金變壓器采用非晶合金帶材制作鐵心，空載損耗非常低[3]，適用于平均負載率較低的農網，與S7同容量變壓器相比，變壓器整體損耗下降超過30%。S13變壓器鐵芯采用損耗更低、性能更優的23ZH90高導磁晶粒取向硅，與S7同容量變壓器相比，空載損耗下降55%。
3.2 技術節能
3.2.1無功補償和協調控制
根據配電**點，可采取三種補償方式：a) 在變電站10 kV側采用自動無功補償裝置，按設定功率因數分組控制電容器的投切，并保證負荷*小時，不向變壓器倒送無功;b) 采用“三分之二法則”對10 kV配電網線路進行補償;c) 按照國家電網公司《電力系統無功補償配置技術原則》對臺區低壓側進行無功補償。
3.2.2網架結構優化
可根據線路負載情況，優化供電導線截面，使供電電流處于經濟運行區域，降低線路損耗。針對長距離線路，可考慮通過負荷轉供(移線、新增變壓器等)方式實現來縮短供電半徑，縮短供電半徑能夠減小電流流過的距離，進而減小線損。此外還可通過電價等手段優化用戶用能習慣，通過需求側資源優化調度優化用戶用電結構[4]，消除電網尖峰負荷，提高電網經濟運行水平。
3.3管理節能
管理節能主要是通過電網綜合能效管理平臺來加強能效管理，進而促進管理節能。電網綜合能效管理平臺主要包括能效數據采集、能效診斷、能效分析和能效治理等[5]。電網綜合能效管理平臺由配網無功補償裝置、通訊信道和電網綜合能效管理平臺主站所組成。能效管理平臺的總體應用架構如圖1所示。圖1 中，SVC為靜止無功補償器，SVG為靜止型動態無功補償裝置。
圖1 能效管理平臺總體應用架構圖
4 結語
對能耗較高的配電網進行節能改造，不僅是電網企業應盡的社會責任，也是建設堅強智能電網的重要內容，是提升配電網能效的重要措施。通過節能改造，不但能實現主變損耗、電網線損的精細化管理，優化電網運行參數，協調各級電網發展，還可進一步提升上等服務水平，增加客戶滿意度，提高電網經濟效益，產生良好的經濟利益和社會效益。
