论文部分内容阅读
摘要：10kV線路损耗极大的影响了节能减排这一目标的实现，改善10kV配网的节能降耗十分紧迫。基于此，文章针对10kV 配电网存在的节能降耗效果差问题，进一步探讨了10kV配电网的节能降耗问题，从而得出有效降低10kV配电网能源损耗的措施与方法，供参考。
关键词：配电网络；降低损耗；潮流计算
随着经济的快速发展，能源问题也变得尤为突出。从我国现实和长远利益考虑，必须加强建设资源节约型、环境友好型社会。在配电产业方面，由于人们的生活水平不断提高，所以用电量迅速增大，导致配电网负荷的不断增加，如何对电网进行节能降耗成为了广大电力工作者致力于研究的命题。其中，10kV配电网是电网中占据比例较大的配电网络，其节能降耗对于整个电网的节能具有重要意义。
1 电线损耗
在我国的电能输送网络中，电线产生的损耗所占的比例是非常大的，在这里主要有3 个方面影响，其中包括电阻的影响、磁场对电线的作用和电能输送网的管理。电阻是电能输送线的本质特征，可以导致电源输送线的温度升高和热量散失；而磁场对电能输送线产生的磁滞和涡流，也可以是电线发热和热量流失；在管理方面，比如说偷电和漏电现象的存在所造成的电能损耗。从以上电能损耗方面得出，（1）使用并行电能输送线路，通过增加等截面和等距离的方法在并行后可减少电能损耗；（2）在变电站中使用不同规格的变压器，并组合出电能损耗最小的排列组合；（3）替换输送中断的、老的、旧的、截面积大的电能输送线，并使用低损耗的变压器；（4）增加电能输送过程中的电源点；（5）使用电能输送系统中的有、无功的补偿可以起到稳压，使电压的动态变化变为线性特征，更有利于改善电压质量，降低电能输送过程中的电能损耗。
在电能损耗的管理方面，在每个用户上使用电压、电流计量表，对电能营业部门的管理需要加强，不能存在偷电漏电现象。开展电能输送过程中产生电线损耗进行理论计算，控制与实际所产的电线损耗的偏差，并使其得到改善。采用考核的方法提高和完善管理
2 改善电压质量
通过调节变压器的电压、使用补偿电压设备、SVR 自动调压设备等都可以适合调节电压。另外，可以通过增加电能输送线中的电源点，减少电源输送线的负荷，这样可以降低电压损耗。一定要增加监管设备，防止偷电和漏电现象的发生。
3 无功电压优化
在电能输送线中的配电网将无功化分为两种，分别为优化规划和优化运行两种。无功的优化规划在满足电能输送线中的平衡功率、电压质量等参数下，适当调节无功电能的电压和功率，并改变变压器的电压，确保无功电能的电压和功率达到最优值和饱和值，通过这种方式降低电能损耗，提高电能输送过程中的质量。
在目前使用的无功设备的前提下，根据电能输送过程中的电压、电流和功率的不同，适当调节无功电源的容量、功率，改变电容器的运行方式和变压器的电压接头的方式等，都可以减少电能损耗，确保电压质量与无功功率始终维持在最可靠限制内。
本文所提到应用的无功电压降耗方法是在遗传算法和节点编号的电网特点基础上保证方法确定性和随机性，并可以进行有效组合的基础上研发在电能输送网中有效的无功优化混合案发算法。
4 潮流计算
4. 1 线路分析
某地区有220kV 的变电站3 座，40kV 变电站9 座，线路50 条，变电器1546 台。供电半径超过16km 的主干线路超过60 条。该地区所使用的电压器容量在8MVA 范围内，其中5条供电线路所配置的变压器容量超过25MVA，作用是为城市供电，线路的负荷比较大。变压器容量小的主要是为农村供电，原因为住户较少，而且比较分散。根据农村电网的建设要求，10kV 电线的主干线路均为240mm2，农村的10kV 电线的主干线路大于等于95mm2。
4. 2 潮流计算
以某地区的35kV 变电站为目标，对其中的10kV 电能输送线进行潮流分析。已知变电站有6 条10kV 的电能输送线，基本信息见表1 所示。
采用美国加州WHGD 公司和上海电气公司一同研究开发的CESE 供电网计算分析辅助软件- 潮流云计算系统软件进行建模和模拟计算，得到电能输送线最大负荷电流的运行方式下的电压损耗和线损，见表2、3 所示。
由表2 可知，线路2、线路3、线路5、电压损耗比较严重，电压损失比率为13. 23%、25. 7% 和10. 91%，线路3 的末端电压仅为6. 46kV，在所有线路的电压损失最为严重。线路3、线路1、线路2、线路4 的有功损耗分别达到21. 32%、5. 76%、11. 23%、9. 03%。从以上计算结果得出10kV 的线路功率较低，一般不能满足用户的要求。可通过低电压无功补偿、更换电线和高能耗变压器、增加电源布点的方法减少电压损耗。
5 实验结果与分析
根据上述进行的潮流计算结果分析，10 kV 的线路功率偏低，不能满足用户的用电要求。本文通过低电压无功补偿方法，减少电压的损耗。该方法遵循使供电线路无功线路损耗下降到规定的最低范围的要求，来设置电容器组在通电线路上安装的最优补偿容量以及最佳位置。
为了验证本文方法对减少电能损耗降低率的有效性能，通过对比传统方法来对城市一段10kV 的线路进行线路功率损耗的测试实验。本实验通过变电所提供无功功率，采用负荷分布比较均匀的通电线路，并在相同时间段对相同数量的用户供电，以此来测量两种方法的功率损耗减少程度。
首先，对两种方法的线路进行无功补偿。如果无功补偿点增多，通电线路损耗则会越来越小，电网损耗也会越来越小，但是假设可以全部就地对线路进行无功补偿即是无功功率不会在通电线路上流动，则其对通电线路的无功补偿效果将是最佳的，也就是当n = ∞ 时，其补偿效果最好，但是这种情况只有在理论上才能够假设成立。因此，分别采用两种方法进行的实验设置为：当线路补偿点从1 点增加到10 点时，测量两种方法其对应的线路损耗减少值，由此得到线路上的无功损耗减少量棒形图，如图1 所示。
根据上述对比实验结果可知，当通电线路无功补偿点n= 1 时，本文方法线损减少值在0. 29 左右，传统方法线损减少值在0. 27 左右；当通电线路无功补偿点n = 2 时，本文方法线路损耗减少量从0. 29 上升到0. 32，传统方法线路损耗减少量从变动很小，仍然保持0. 27 左右；然而，当通电线路无功补偿点n≥4 时，本文方法的线路损耗的减少量一直保持在0. 33上下，其损耗减少量开始保持稳定状态，而传统方法的线路损耗的减少量在0. 29 左右，且减少量上下波动严重，无功损耗减少不稳定。因此可以得出，相比于传统方法，采用本文方法的通电线路的损耗得到了有效的改善。
然后，通过两种方法进行供电时，分别对线路的电压损耗进行测量，得到两种方法下的线路电压损耗对比图，如图2所示。
通过实验可知，采用本文方法，通电线路电压损耗对比传统方法电压损耗大大降低，说明本文方法在节能降耗方面有较好的改善效果。由此，采用新型无功电压法对10kV 线路进行无功补偿，使电压的损耗大大降低，用电质量也得到了有效改善。
6 结束语
总之，10kV配电网是电力系统中的重要环节，能源的损耗极大。为了最大程度降低损耗，就需要采用各种方案进行有效地解决。实验结果证明，采用上述改进方法时其节能降耗效果好，耗时短，具有一定的实用性及可行性。但是在实际操作中，仍需要根据电网实际需求，结合本地电网的综合降耗节能的解决方案，达到降耗节能的效果，优化经济效益，以取得更高的社会效益和经济效益。
参考文献：
[1]朱汉超. 10kV配电网节能降损研究[J]. 科技传播，2013（2）：111+113.
[2]乔伟双，陈京超. 10kV配电网节能降损方法研究[J]. 工程技术：文摘版，2016（12）：00134-00134.
关键词：配电网络；降低损耗；潮流计算
随着经济的快速发展，能源问题也变得尤为突出。从我国现实和长远利益考虑，必须加强建设资源节约型、环境友好型社会。在配电产业方面，由于人们的生活水平不断提高，所以用电量迅速增大，导致配电网负荷的不断增加，如何对电网进行节能降耗成为了广大电力工作者致力于研究的命题。其中，10kV配电网是电网中占据比例较大的配电网络，其节能降耗对于整个电网的节能具有重要意义。
1 电线损耗
在我国的电能输送网络中，电线产生的损耗所占的比例是非常大的，在这里主要有3 个方面影响，其中包括电阻的影响、磁场对电线的作用和电能输送网的管理。电阻是电能输送线的本质特征，可以导致电源输送线的温度升高和热量散失；而磁场对电能输送线产生的磁滞和涡流，也可以是电线发热和热量流失；在管理方面，比如说偷电和漏电现象的存在所造成的电能损耗。从以上电能损耗方面得出，（1）使用并行电能输送线路，通过增加等截面和等距离的方法在并行后可减少电能损耗；（2）在变电站中使用不同规格的变压器，并组合出电能损耗最小的排列组合；（3）替换输送中断的、老的、旧的、截面积大的电能输送线，并使用低损耗的变压器；（4）增加电能输送过程中的电源点；（5）使用电能输送系统中的有、无功的补偿可以起到稳压，使电压的动态变化变为线性特征，更有利于改善电压质量，降低电能输送过程中的电能损耗。
在电能损耗的管理方面，在每个用户上使用电压、电流计量表，对电能营业部门的管理需要加强，不能存在偷电漏电现象。开展电能输送过程中产生电线损耗进行理论计算，控制与实际所产的电线损耗的偏差，并使其得到改善。采用考核的方法提高和完善管理
2 改善电压质量
通过调节变压器的电压、使用补偿电压设备、SVR 自动调压设备等都可以适合调节电压。另外，可以通过增加电能输送线中的电源点，减少电源输送线的负荷，这样可以降低电压损耗。一定要增加监管设备，防止偷电和漏电现象的发生。
3 无功电压优化
在电能输送线中的配电网将无功化分为两种，分别为优化规划和优化运行两种。无功的优化规划在满足电能输送线中的平衡功率、电压质量等参数下，适当调节无功电能的电压和功率，并改变变压器的电压，确保无功电能的电压和功率达到最优值和饱和值，通过这种方式降低电能损耗，提高电能输送过程中的质量。
在目前使用的无功设备的前提下，根据电能输送过程中的电压、电流和功率的不同，适当调节无功电源的容量、功率，改变电容器的运行方式和变压器的电压接头的方式等，都可以减少电能损耗，确保电压质量与无功功率始终维持在最可靠限制内。
本文所提到应用的无功电压降耗方法是在遗传算法和节点编号的电网特点基础上保证方法确定性和随机性，并可以进行有效组合的基础上研发在电能输送网中有效的无功优化混合案发算法。
4 潮流计算
4. 1 线路分析
某地区有220kV 的变电站3 座，40kV 变电站9 座，线路50 条，变电器1546 台。供电半径超过16km 的主干线路超过60 条。该地区所使用的电压器容量在8MVA 范围内，其中5条供电线路所配置的变压器容量超过25MVA，作用是为城市供电，线路的负荷比较大。变压器容量小的主要是为农村供电，原因为住户较少，而且比较分散。根据农村电网的建设要求，10kV 电线的主干线路均为240mm2，农村的10kV 电线的主干线路大于等于95mm2。
4. 2 潮流计算
以某地区的35kV 变电站为目标，对其中的10kV 电能输送线进行潮流分析。已知变电站有6 条10kV 的电能输送线，基本信息见表1 所示。
采用美国加州WHGD 公司和上海电气公司一同研究开发的CESE 供电网计算分析辅助软件- 潮流云计算系统软件进行建模和模拟计算，得到电能输送线最大负荷电流的运行方式下的电压损耗和线损，见表2、3 所示。
由表2 可知，线路2、线路3、线路5、电压损耗比较严重，电压损失比率为13. 23%、25. 7% 和10. 91%，线路3 的末端电压仅为6. 46kV，在所有线路的电压损失最为严重。线路3、线路1、线路2、线路4 的有功损耗分别达到21. 32%、5. 76%、11. 23%、9. 03%。从以上计算结果得出10kV 的线路功率较低，一般不能满足用户的要求。可通过低电压无功补偿、更换电线和高能耗变压器、增加电源布点的方法减少电压损耗。
5 实验结果与分析
根据上述进行的潮流计算结果分析，10 kV 的线路功率偏低，不能满足用户的用电要求。本文通过低电压无功补偿方法，减少电压的损耗。该方法遵循使供电线路无功线路损耗下降到规定的最低范围的要求，来设置电容器组在通电线路上安装的最优补偿容量以及最佳位置。
为了验证本文方法对减少电能损耗降低率的有效性能，通过对比传统方法来对城市一段10kV 的线路进行线路功率损耗的测试实验。本实验通过变电所提供无功功率，采用负荷分布比较均匀的通电线路，并在相同时间段对相同数量的用户供电，以此来测量两种方法的功率损耗减少程度。
首先，对两种方法的线路进行无功补偿。如果无功补偿点增多，通电线路损耗则会越来越小，电网损耗也会越来越小，但是假设可以全部就地对线路进行无功补偿即是无功功率不会在通电线路上流动，则其对通电线路的无功补偿效果将是最佳的，也就是当n = ∞ 时，其补偿效果最好，但是这种情况只有在理论上才能够假设成立。因此，分别采用两种方法进行的实验设置为：当线路补偿点从1 点增加到10 点时，测量两种方法其对应的线路损耗减少值，由此得到线路上的无功损耗减少量棒形图，如图1 所示。
根据上述对比实验结果可知，当通电线路无功补偿点n= 1 时，本文方法线损减少值在0. 29 左右，传统方法线损减少值在0. 27 左右；当通电线路无功补偿点n = 2 时，本文方法线路损耗减少量从0. 29 上升到0. 32，传统方法线路损耗减少量从变动很小，仍然保持0. 27 左右；然而，当通电线路无功补偿点n≥4 时，本文方法的线路损耗的减少量一直保持在0. 33上下，其损耗减少量开始保持稳定状态，而传统方法的线路损耗的减少量在0. 29 左右，且减少量上下波动严重，无功损耗减少不稳定。因此可以得出，相比于传统方法，采用本文方法的通电线路的损耗得到了有效的改善。
然后，通过两种方法进行供电时，分别对线路的电压损耗进行测量，得到两种方法下的线路电压损耗对比图，如图2所示。
通过实验可知，采用本文方法，通电线路电压损耗对比传统方法电压损耗大大降低，说明本文方法在节能降耗方面有较好的改善效果。由此，采用新型无功电压法对10kV 线路进行无功补偿，使电压的损耗大大降低，用电质量也得到了有效改善。
6 结束语
总之，10kV配电网是电力系统中的重要环节，能源的损耗极大。为了最大程度降低损耗，就需要采用各种方案进行有效地解决。实验结果证明，采用上述改进方法时其节能降耗效果好，耗时短，具有一定的实用性及可行性。但是在实际操作中，仍需要根据电网实际需求，结合本地电网的综合降耗节能的解决方案，达到降耗节能的效果，优化经济效益，以取得更高的社会效益和经济效益。
参考文献：
[1]朱汉超. 10kV配电网节能降损研究[J]. 科技传播，2013（2）：111+113.
[2]乔伟双，陈京超. 10kV配电网节能降损方法研究[J]. 工程技术：文摘版，2016（12）：00134-00134.