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摘 要: 降损就是效益,降低电网损耗已经成为当前供电企业加强管理,提高地区电网的经济运行水平,降低成本、提高效益、增强竞争力的一个重要手段。本文就地区电网调度降损问题做了简要分析。
关键词:电网;地区调度;降损
电力网的线损率是电力企业一个重要的技术经济指标,降低线损是电力部门在节约能源方面的繁重任务。降低电网损耗需要增加一定投资对电力网进行技术改造,使电力设备的技术状态和健康水平得到提高。同时调度部门在日常工作中采取改善网络中的功率分布、合理安排运行方式、调整运行参数、调整负荷、合理安排检修、简化网络结构等技术措施,对降低电网损耗也有着积极的意义。也便于制订适当的线损考核指标和规划,从而对线损管理工作起到指导和促进的作用。
1、赤峰电网概况及特点
1.1赤峰电网现状
赤峰电网位于东北电网的西南部,东接辽宁电网。截至2009年6月赤峰地区6000千瓦以上装机容量394万千瓦,其中常规火电装机容量240万千瓦、热电装机容量46万千瓦、水电装机容量3.8万千瓦、风电装机容量102万千瓦、企业自备装机容量1.5万千瓦。赤峰地区拥有区域性大型电厂一座,即元宝山发电厂,装机容量210万千瓦,是赤峰电网的主要电源。随着赤峰北部风能资源的不断开发,风力发电已逐渐形成规模。风电总装机容量已达到百万千瓦级。赤峰电网主要由元宝山发电厂供电,并通过元宝山发电厂两回500千伏线路和宁城一次变220千伏线路与辽宁电网相联。现在主要有元元双回线、元赤线、元乌线、元宁线、元新线、京宝线、京赤线、乌大线、大东线、东天线、乌热线、赤西线等220千伏电源线路供电。
1.2赤峰电网特点及分析
①赤峰电网供电半径大、供电范围广。赤峰电网供电面积达9万多平方公里,网内有220千伏变电所20座、66千伏变电所187座、220千伏输电线路26条(1185公里)、66千伏输电线路240条(4380公里)。赤峰电网220千伏变电所距离中心城区较远,最远的220千伏变电所距离城区300多公里。
②赤峰电网供电负荷小、负荷分配不均衡。赤峰电网的历史最大电力为106万千瓦,而赤峰电网220千伏主变合计容量达305万千伏安。看似还有很大的备用容量。事实的情况以赤峰一次变和元宝山一次变为例,两个变电站主变容量均为24万千伏安,而赤峰一次变负荷常年在18万千瓦以上,元宝山一次变负荷平均只有5万千瓦左右,负荷分配不均衡。
③赤峰电网负荷率低、系统电压波动大。
由于赤峰电网具有以上特点,因而调度部门在针对这些特点采取相应技术措施可以有效地降低电网损耗。
2、电能损耗的定义及组成
2.1电能损耗的定义
电能损耗(线损)是指在给定的时间内,系统中所有送电、变电和配电环节所消耗的电量,该电量占供电量的百分比称为电力网的损耗率,线损值是度量电力系统设计效率与无功功率管理的指标。
主要计算公式如下:
电能损耗电量=供电量-售电量
电能损耗率(%)=(电能损耗电量/供电量)×100%
1.2电能损耗的组成
理论线损:在供电营业过程中,这部分电量损耗是由设备的参数决定的,可以通过理论计算出来,称为理论线损。
管理线损:在供电营业过程中,还有一部分电量损失是电力网实际运行中的其他损失和各种不明损失(如由于用户计量表有误差,使计量表的读数偏小;对用户计量表读数漏抄、错算;带电设备绝缘不良漏电以及无表用电和窃电等所造成的损失电量),这部分主要和供用电管理有关,称为管理线损。
3、影响电能损耗的主要因素与降损措施
3.1影响线损的主要因素
作为供电企业,电能损耗(线损)管理可以说是一个系统工程,它不仅涉及规划、设计、运行与检修的各个方面,还与线路、变电、用电等部门联系密切。电能损耗率的大小与电网结构、系统运行方式、无功补偿、负荷太小、工农业用电比重、检修质量、用电管理、表计管理、抄表周期等因素有关。
3.2降低线损的措施
降低线损除了可以通过健全供电管理制度外,还可以采取各种技术措施。归纳起来,当前降损的技术措施主要有以下几个方面。
1、在进行电网规划设计时,充分考虑降损节电的要求,采用行之有效的措施,规划好电网布局,简化电压等级;
2、原有电网的升压改造,合理配置无功补偿装置,改善电压质量,提高功率因数;
3、调度部门应根据本地区电网的负荷潮流变化及设备技术状态,合理调整电网经济运行方式、变压器经济运行等措施。
这些技术措施中,在已运行的电网中调度部门通过合理地组织运行方式,调整运行参数降低线损,这类措施不增加投资,应优先考虑。作为调度运行部门,要搞好电网的经济运行、降低线损,就应该在对电网进行组织、指挥和协调过程中,根据电网的实际运行情况,及时、灵活、准确地进行电力调度,合理地安排电网运行方式,实现电网经济运行。及时更换高损耗老化线路,合理选择导线截面积。输电线路电阻与导线截面成反比,增加导线截面,减小输电线路电阻,降低输电线路损耗。要提高供电电压,在负荷功率不变的条件下,线损与电压的平方成反比,则提高线路电压,线损就会降低,占线损绝大部分的输电线路损耗则降低。线损降低的百分数变压器的电能损耗应包括空载损耗(固定损耗)及负载损耗(可变损耗)。同输电线路损耗一样,电压等级不同,变压器电能损耗所占比重不同。〔1〕在500(330)kV电网的变压器损耗占11.8%,220kV电网的变压器损耗占22.8%,110(66)kV变压器损耗占34.4%,35kV变压器损耗占27.2%,10(6/20)kV电网损耗占37.4%,全网的变压器损耗占23.2%。可见,除了输电线路损耗外,变压器损耗占总损耗的绝大部分。并且随着电压等级降低,变压器损耗所占比重有越来越大的趋势。对于降低配电网变压器损耗,存在潜能也很大。由于受资金来源等问题的影响,配电网中高损耗变压器设备较多,大量S7型及以下配电网变压器仍在使用,针对以上突出问题,应该对高损变压器逐年逐批的更换,选择节能变压器和有载调压变压器并合理选择变压器容量。提高电压等级,论述同输电线路降低损耗原理一样,变压器损耗同样降低。
4、调度运行可操作性降损措施
4.1提高电网合理运行电压水平
变压器铁芯中的功率损耗虽和电压平方成正比,但在额定电压附近则接近于不变,并且所占比重小,而线路的导线和变压器绕组中的功率损耗则与电压平方成反比,而且所占比重大,所以适当提高运行电压水平对,总的线损将有所下降。如果以c表示与电压平方成正比的损耗同总损耗之比,(1-c)表示与电压平方成反比的损耗同总损耗之比,那么当运行电压由U到U0时,本网总损耗下降的百分数将为下式,通常C=0.1～O.2。
△P%=1-CU2U。2-(1-C)U2U。2×100在日常的调压工作中,一般情况下,在不超过规定限值的前提下,尽量提高系统运行电压水平,特别是在系统高峰负荷时,应该使电压运行于上限。要提高电压水平,主要是做好无功功率的平衡工作,同时配合调整变压器分接头。对于农村10kV配电网而言,统计资料表明,在6～10kV的农村配电网中,变压器铁损约占配电网总损耗比重达60%,甚至更高。这是因为小容量变压器的空载电流较大,农村电力用户的负荷率较低,交压器常处于轻载状态,对于这类电网的合理运行电压,应根据具体情况计算确定。
4.2及时投切无功补偿,提高功率因数
实现无功功率的就地平衡,提高功率因数。〔2〕不仅能改善电压质量,对提高电网运行的经济性也有重大作用。实行无功就地补偿,限制无功功率在电网中传输,从而减少电网中无功功率的流动,达到降低线损的目的。通常较科学的方法是综合运用最优网损微增率准则和等网损微增率准则,解决无功最优补偿和分布。〔3〕但在客观原因限制下。一般本着“分层、分区、就地平衡”原则,由电力部门和用户共同补偿,尽可能使长距离输送无功量小,来减少功率损耗。据统计。无功功率约有50%消耗在用户方面,另有50%左右为电网所损耗,因此,电力部门与用户共同进行补偿是适宜的。
4.3合理安排检修,搞好负荷预测工作
系统正常运行方式安排都考虑了经济运行,因此在检修运行方式下线路的功率损耗和能量要比正常运行时大。加强检修的计划性,配合工业用户的设备检修或节假日安排线路检修。缩短检修时间,以及实行带电作业等,都可以降低检修运行方式下的线损。
电力系统负荷预测对电力系统的经济稳定运行,合理地安排电网运行方式,以及对发、供电计划的编制都有极其重要的意义。预测结果的准确度直接影响到系统的安全、稳定、经济、可靠运行,良好的负荷预测可以有效地降低发电及网络运营成本,更好地为地区电力市场的发展铺平道路。负荷预测主要应用于以下几个方面:
第一,安排短期设备维修(即目前的每月调度检修计划)。
第二,制定周、日发电计划。
第三,网络安全分析,调度运行人员根据负荷预测结果,合理安排电网运行方式,控制线路的输送功率。
从以上几方面可知,负荷预测的准确与否,同样会间接地引起网损变化。
4.4运用削峰填谷等手段调整用户的负荷曲线
在电力紧张情况下,削峰填谷是缓解供电需求矛盾、实现均衡用电的重要手段。同时也是电网经济运行的重要手段之一。在电网实际运行中。调度应通过优化电力调度,同时强化用电需求侧管理,健全合理的电价形成机制,运用市场经济原则和办法,充分发挥价格机制的市场导向作用,从而达到电网经济运行。
电力是现代社会最主要的能源。对于我国这样一个能源消耗大国,必须提高电能的使用效率,节能降耗是摆在电力企业面前的一个永恒课题,也是符合建设节约型社会的一项长期战略任务。电网经济运行是降低电能损耗的重要途径,只有给予充分重视,降损增效才能落实到日常工作中,作为地区电网调度部门应该仔细研究,挖掘潜力,不断优化电网运行方式。此外,在考虑电网经济运行的同时,也一定要考虑到电网运行的可靠性和安全性的问题,在安全性、经济性之间协调,以求得在安全可靠运行条件下的最大经济性。
5.结论
电网的经济运行是降低供电成本的有效途径。合理选择降低网损的技术措施,是一项极为重要的工作。针对于赤峰电网的供电半径大、负荷小、负荷率低的特点,并根据电网实际需要,地区电网调度工作者采取各种技术措施,选择比较合适本供电网的降损措施,取得了较高的社会效益和经济效益。
参考文献:
〔1〕 邵斌,黄梅生.变压器的经济运行与降损节能〔J〕;电力学报;2001年03期.
〔2〕 许文超, 郭伟.电力系统无功优化的模型及算法综述〔J〕;电力系统及其自动化学报;2003年第15卷 第1期.
〔3〕 张晓冬,李世双.无功优化与控制的研究〔J〕;贵州电力技术;2005年10期.
关键词:电网;地区调度;降损
电力网的线损率是电力企业一个重要的技术经济指标,降低线损是电力部门在节约能源方面的繁重任务。降低电网损耗需要增加一定投资对电力网进行技术改造,使电力设备的技术状态和健康水平得到提高。同时调度部门在日常工作中采取改善网络中的功率分布、合理安排运行方式、调整运行参数、调整负荷、合理安排检修、简化网络结构等技术措施,对降低电网损耗也有着积极的意义。也便于制订适当的线损考核指标和规划,从而对线损管理工作起到指导和促进的作用。
1、赤峰电网概况及特点
1.1赤峰电网现状
赤峰电网位于东北电网的西南部,东接辽宁电网。截至2009年6月赤峰地区6000千瓦以上装机容量394万千瓦,其中常规火电装机容量240万千瓦、热电装机容量46万千瓦、水电装机容量3.8万千瓦、风电装机容量102万千瓦、企业自备装机容量1.5万千瓦。赤峰地区拥有区域性大型电厂一座,即元宝山发电厂,装机容量210万千瓦,是赤峰电网的主要电源。随着赤峰北部风能资源的不断开发,风力发电已逐渐形成规模。风电总装机容量已达到百万千瓦级。赤峰电网主要由元宝山发电厂供电,并通过元宝山发电厂两回500千伏线路和宁城一次变220千伏线路与辽宁电网相联。现在主要有元元双回线、元赤线、元乌线、元宁线、元新线、京宝线、京赤线、乌大线、大东线、东天线、乌热线、赤西线等220千伏电源线路供电。
1.2赤峰电网特点及分析
①赤峰电网供电半径大、供电范围广。赤峰电网供电面积达9万多平方公里,网内有220千伏变电所20座、66千伏变电所187座、220千伏输电线路26条(1185公里)、66千伏输电线路240条(4380公里)。赤峰电网220千伏变电所距离中心城区较远,最远的220千伏变电所距离城区300多公里。
②赤峰电网供电负荷小、负荷分配不均衡。赤峰电网的历史最大电力为106万千瓦,而赤峰电网220千伏主变合计容量达305万千伏安。看似还有很大的备用容量。事实的情况以赤峰一次变和元宝山一次变为例,两个变电站主变容量均为24万千伏安,而赤峰一次变负荷常年在18万千瓦以上,元宝山一次变负荷平均只有5万千瓦左右,负荷分配不均衡。
③赤峰电网负荷率低、系统电压波动大。
由于赤峰电网具有以上特点,因而调度部门在针对这些特点采取相应技术措施可以有效地降低电网损耗。
2、电能损耗的定义及组成
2.1电能损耗的定义
电能损耗(线损)是指在给定的时间内,系统中所有送电、变电和配电环节所消耗的电量,该电量占供电量的百分比称为电力网的损耗率,线损值是度量电力系统设计效率与无功功率管理的指标。
主要计算公式如下:
电能损耗电量=供电量-售电量
电能损耗率(%)=(电能损耗电量/供电量)×100%
1.2电能损耗的组成
理论线损:在供电营业过程中,这部分电量损耗是由设备的参数决定的,可以通过理论计算出来,称为理论线损。
管理线损:在供电营业过程中,还有一部分电量损失是电力网实际运行中的其他损失和各种不明损失(如由于用户计量表有误差,使计量表的读数偏小;对用户计量表读数漏抄、错算;带电设备绝缘不良漏电以及无表用电和窃电等所造成的损失电量),这部分主要和供用电管理有关,称为管理线损。
3、影响电能损耗的主要因素与降损措施
3.1影响线损的主要因素
作为供电企业,电能损耗(线损)管理可以说是一个系统工程,它不仅涉及规划、设计、运行与检修的各个方面,还与线路、变电、用电等部门联系密切。电能损耗率的大小与电网结构、系统运行方式、无功补偿、负荷太小、工农业用电比重、检修质量、用电管理、表计管理、抄表周期等因素有关。
3.2降低线损的措施
降低线损除了可以通过健全供电管理制度外,还可以采取各种技术措施。归纳起来,当前降损的技术措施主要有以下几个方面。
1、在进行电网规划设计时,充分考虑降损节电的要求,采用行之有效的措施,规划好电网布局,简化电压等级;
2、原有电网的升压改造,合理配置无功补偿装置,改善电压质量,提高功率因数;
3、调度部门应根据本地区电网的负荷潮流变化及设备技术状态,合理调整电网经济运行方式、变压器经济运行等措施。
这些技术措施中,在已运行的电网中调度部门通过合理地组织运行方式,调整运行参数降低线损,这类措施不增加投资,应优先考虑。作为调度运行部门,要搞好电网的经济运行、降低线损,就应该在对电网进行组织、指挥和协调过程中,根据电网的实际运行情况,及时、灵活、准确地进行电力调度,合理地安排电网运行方式,实现电网经济运行。及时更换高损耗老化线路,合理选择导线截面积。输电线路电阻与导线截面成反比,增加导线截面,减小输电线路电阻,降低输电线路损耗。要提高供电电压,在负荷功率不变的条件下,线损与电压的平方成反比,则提高线路电压,线损就会降低,占线损绝大部分的输电线路损耗则降低。线损降低的百分数变压器的电能损耗应包括空载损耗(固定损耗)及负载损耗(可变损耗)。同输电线路损耗一样,电压等级不同,变压器电能损耗所占比重不同。〔1〕在500(330)kV电网的变压器损耗占11.8%,220kV电网的变压器损耗占22.8%,110(66)kV变压器损耗占34.4%,35kV变压器损耗占27.2%,10(6/20)kV电网损耗占37.4%,全网的变压器损耗占23.2%。可见,除了输电线路损耗外,变压器损耗占总损耗的绝大部分。并且随着电压等级降低,变压器损耗所占比重有越来越大的趋势。对于降低配电网变压器损耗,存在潜能也很大。由于受资金来源等问题的影响,配电网中高损耗变压器设备较多,大量S7型及以下配电网变压器仍在使用,针对以上突出问题,应该对高损变压器逐年逐批的更换,选择节能变压器和有载调压变压器并合理选择变压器容量。提高电压等级,论述同输电线路降低损耗原理一样,变压器损耗同样降低。
4、调度运行可操作性降损措施
4.1提高电网合理运行电压水平
变压器铁芯中的功率损耗虽和电压平方成正比,但在额定电压附近则接近于不变,并且所占比重小,而线路的导线和变压器绕组中的功率损耗则与电压平方成反比,而且所占比重大,所以适当提高运行电压水平对,总的线损将有所下降。如果以c表示与电压平方成正比的损耗同总损耗之比,(1-c)表示与电压平方成反比的损耗同总损耗之比,那么当运行电压由U到U0时,本网总损耗下降的百分数将为下式,通常C=0.1～O.2。
△P%=1-CU2U。2-(1-C)U2U。2×100在日常的调压工作中,一般情况下,在不超过规定限值的前提下,尽量提高系统运行电压水平,特别是在系统高峰负荷时,应该使电压运行于上限。要提高电压水平,主要是做好无功功率的平衡工作,同时配合调整变压器分接头。对于农村10kV配电网而言,统计资料表明,在6～10kV的农村配电网中,变压器铁损约占配电网总损耗比重达60%,甚至更高。这是因为小容量变压器的空载电流较大,农村电力用户的负荷率较低,交压器常处于轻载状态,对于这类电网的合理运行电压,应根据具体情况计算确定。
4.2及时投切无功补偿,提高功率因数
实现无功功率的就地平衡,提高功率因数。〔2〕不仅能改善电压质量,对提高电网运行的经济性也有重大作用。实行无功就地补偿,限制无功功率在电网中传输,从而减少电网中无功功率的流动,达到降低线损的目的。通常较科学的方法是综合运用最优网损微增率准则和等网损微增率准则,解决无功最优补偿和分布。〔3〕但在客观原因限制下。一般本着“分层、分区、就地平衡”原则,由电力部门和用户共同补偿,尽可能使长距离输送无功量小,来减少功率损耗。据统计。无功功率约有50%消耗在用户方面,另有50%左右为电网所损耗,因此,电力部门与用户共同进行补偿是适宜的。
4.3合理安排检修,搞好负荷预测工作
系统正常运行方式安排都考虑了经济运行,因此在检修运行方式下线路的功率损耗和能量要比正常运行时大。加强检修的计划性,配合工业用户的设备检修或节假日安排线路检修。缩短检修时间,以及实行带电作业等,都可以降低检修运行方式下的线损。
电力系统负荷预测对电力系统的经济稳定运行,合理地安排电网运行方式,以及对发、供电计划的编制都有极其重要的意义。预测结果的准确度直接影响到系统的安全、稳定、经济、可靠运行,良好的负荷预测可以有效地降低发电及网络运营成本,更好地为地区电力市场的发展铺平道路。负荷预测主要应用于以下几个方面:
第一,安排短期设备维修(即目前的每月调度检修计划)。
第二,制定周、日发电计划。
第三,网络安全分析,调度运行人员根据负荷预测结果,合理安排电网运行方式,控制线路的输送功率。
从以上几方面可知,负荷预测的准确与否,同样会间接地引起网损变化。
4.4运用削峰填谷等手段调整用户的负荷曲线
在电力紧张情况下,削峰填谷是缓解供电需求矛盾、实现均衡用电的重要手段。同时也是电网经济运行的重要手段之一。在电网实际运行中。调度应通过优化电力调度,同时强化用电需求侧管理,健全合理的电价形成机制,运用市场经济原则和办法,充分发挥价格机制的市场导向作用,从而达到电网经济运行。
电力是现代社会最主要的能源。对于我国这样一个能源消耗大国,必须提高电能的使用效率,节能降耗是摆在电力企业面前的一个永恒课题,也是符合建设节约型社会的一项长期战略任务。电网经济运行是降低电能损耗的重要途径,只有给予充分重视,降损增效才能落实到日常工作中,作为地区电网调度部门应该仔细研究,挖掘潜力,不断优化电网运行方式。此外,在考虑电网经济运行的同时,也一定要考虑到电网运行的可靠性和安全性的问题,在安全性、经济性之间协调,以求得在安全可靠运行条件下的最大经济性。
5.结论
电网的经济运行是降低供电成本的有效途径。合理选择降低网损的技术措施,是一项极为重要的工作。针对于赤峰电网的供电半径大、负荷小、负荷率低的特点,并根据电网实际需要,地区电网调度工作者采取各种技术措施,选择比较合适本供电网的降损措施,取得了较高的社会效益和经济效益。
参考文献:
〔1〕 邵斌,黄梅生.变压器的经济运行与降损节能〔J〕;电力学报;2001年03期.
〔2〕 许文超, 郭伟.电力系统无功优化的模型及算法综述〔J〕;电力系统及其自动化学报;2003年第15卷 第1期.
〔3〕 张晓冬,李世双.无功优化与控制的研究〔J〕;贵州电力技术;2005年10期.