農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能經(jīng)濟運行問題研究

吳長利

【摘 要】農(nóng)村配電網(wǎng)具有非常大的節(jié)能降耗潛力，采取有效的節(jié)能降耗技術(shù)措施，通過合理的能源資源分配調(diào)度管理，盡量挖掘農(nóng)村配電網(wǎng)中潛在的能源資源，已成為供電企業(yè)提高電能運營經(jīng)濟效益，推進農(nóng)村配電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略落地的重要舉措。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)村配電網(wǎng)；節(jié)能降耗；經(jīng)濟運行

供電企業(yè)是電力系統(tǒng)輸送分配電能的主要企業(yè)，是溝通發(fā)電企業(yè)與電力客戶間電能生產(chǎn)和消費的主要橋梁。據(jù)不完全統(tǒng)計表明，2008年全國供配電網(wǎng)絡(luò)為發(fā)電企業(yè)輸送了大約65000億kW·h的電能，但由于供配電網(wǎng)絡(luò)存在理論線損和管理線損，電能在輸配電過程中大約損失約6500億kW·h的電能，也就是說電能在輸配電過程中損耗大約是供配電網(wǎng)絡(luò)全年輸送容量的10%，如此大的線損大大降低了供電企業(yè)電能運營綜合經(jīng)濟效益。近10年來，隨著農(nóng)村電網(wǎng)大規(guī)模建設(shè)改造和智能區(qū)域大電網(wǎng)工程建設(shè)步伐的不斷加快，我國電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)方面得到了很大優(yōu)化改善，線損率大大減少，尤其是城市配電網(wǎng)其線損率可以有效控制在5%范圍內(nèi)。雖然我國城市配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和線損率得到有效改善，但是我國是一個農(nóng)村占地面積大和農(nóng)村人口居多的發(fā)展中國家，供配電網(wǎng)絡(luò)線損率從總體來看依然居高不下。據(jù)一些統(tǒng)計文獻資料表明，我國沿海發(fā)達地區(qū)的縣級供配電網(wǎng)絡(luò)由于電網(wǎng)技改投資資金較多，其線損率大多可以控制在10%以下，最低的甚至可以控制到5%，最高的為15%；相對應(yīng)的內(nèi)地經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)縣級供配電網(wǎng)絡(luò)由于電網(wǎng)技改投資資金較少，其線損率普遍在12%左右，最高的甚至可以達到20%。因此，農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能降耗技術(shù)升級改造，是供電企業(yè)提高其電能運營經(jīng)濟效益的重要項目，也是農(nóng)村配電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略舉措。本文針對農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能降耗技術(shù)升級改造以節(jié)電節(jié)能效益為最大技改目標，著重分析了優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、配電變壓器合理選型和布置、裝設(shè)無功動態(tài)補償設(shè)備等農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能降耗技術(shù)措施，以期提高農(nóng)村配電網(wǎng)綜合運營經(jīng)濟效益，有效改善供電電能質(zhì)量水平。

1.配電網(wǎng)節(jié)能降耗總體評估方案

對結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、分支線路較多、用電負荷波動較大的農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能潛力進行分析時，首先要結(jié)合農(nóng)村配電網(wǎng)能耗現(xiàn)狀，有針對性采取相關(guān)節(jié)能降耗技術(shù)措施。面對農(nóng)村配電網(wǎng)成千上萬條配電分支線路，采取逐條線路計算然后求和分析顯然工作量相當大，且需要監(jiān)測相當多的工況點，從現(xiàn)有技術(shù)手段來看不是很現(xiàn)實同時也是不必要的。因此，在對配電網(wǎng)節(jié)能技術(shù)措施進行分析時，需要通過調(diào)研選取配電網(wǎng)中的若干典型線路作為核心分析內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上分析所選取的典型線路各項能耗，從而結(jié)合配電網(wǎng)實際運行工況特性有針對性制定切實可行的節(jié)能降耗方案對策。結(jié)合農(nóng)村配電網(wǎng)的實際能耗情況，制定其節(jié)能潛力綜合評估方案體系。對于能耗較大的農(nóng)村配電網(wǎng)而言，可以采納線路擴徑改造、新增無功補償裝置、優(yōu)化無功控制策略、更換高能耗配電變壓器、調(diào)整配電網(wǎng)三相不平衡運行工況等技術(shù)措施。

2.優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

科學(xué)規(guī)劃農(nóng)村配電網(wǎng)的高低壓路徑，盡可能將高壓電網(wǎng)直接引入到負荷中心。在配電網(wǎng)輸配電過程中，由于配電網(wǎng)輸送容量波動不是很大，也就是說配電網(wǎng)電能損耗與配電網(wǎng)運行電壓平方間理論上呈現(xiàn)反比關(guān)系，即電壓越高，在輸送同容量電能時其損耗就會越小。隨著農(nóng)村經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，已修建的農(nóng)村配電網(wǎng)在供電容量、線纜截面等方面均很難適應(yīng)農(nóng)村電力負荷的不斷增加，適當提高配電網(wǎng)運行電壓、更換配電網(wǎng)線纜截面等可以有效降低配電網(wǎng)網(wǎng)損。導(dǎo)線截面的合理選擇是農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能降耗改造中的一項重要內(nèi)容，它直接影響到農(nóng)村配電網(wǎng)未來的建設(shè)規(guī)劃目標和運營經(jīng)濟效益。配電網(wǎng)線路經(jīng)濟截面取決于配電網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟電流密度，而隨著科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)推薦經(jīng)濟電流密度值已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)發(fā)展需求，因此在進行配電網(wǎng)節(jié)能降耗技術(shù)升級改造過程中，應(yīng)采用新推薦的經(jīng)濟電流密度值進行規(guī)劃設(shè)計。在進行農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能節(jié)損技術(shù)升級改造過程中，要充分結(jié)合物價、電價、電力負荷增長等外部影響因素，合理選取配電網(wǎng)線纜截面，有效提高配電網(wǎng)技改建設(shè)的社會經(jīng)濟效益。

3.合理選型和布置配電變壓器

（1）提高配電變壓器的負荷率。由于農(nóng)村配電網(wǎng)分布較廣，其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，配電網(wǎng)負荷率變化較大，負荷峰谷差距比較大。常規(guī)按照最大負荷要求選擇變壓器的方案，會使變壓器長期運行在低效運行工況中，增加配電變壓器在運行過程中的損耗。因此，在進行配電變壓器選型設(shè)計時，應(yīng)充分統(tǒng)計配電變壓器的容量，盡量提高配電變壓器的負荷率，從而有效提高配電變壓器運行經(jīng)濟效益。

（2）選用S11及以上的節(jié)能型變壓器。農(nóng)村配電網(wǎng)系統(tǒng)中由于受技改資金等因素的制約，大量能耗率較高的SJ、SL7、S7等配電變壓器依然在使用，這些老型號的配電變壓器大大影響配電網(wǎng)供電質(zhì)量和電能損耗。因此，在農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能改造過程中，必須采用低損耗節(jié)能變壓器代替高損耗變壓器。據(jù)實際應(yīng)用經(jīng)驗可知，現(xiàn)代農(nóng)村配電網(wǎng)系統(tǒng)中常用的S11型低耗能節(jié)能變壓器，其空載損耗值相對于S7系列變壓器可以降低14%，而對應(yīng)的負載損耗率則可以降低29%，也就是說采用高效節(jié)能變壓器代替常規(guī)高能耗變壓器，不僅可以有效改善配電網(wǎng)供電電能質(zhì)量，同時其所取得的節(jié)能效果十分明顯。

（3）合理進行變壓器選址。從實際工作經(jīng)驗可知，隨著配電變壓器的選址點的不同，配電網(wǎng)電能損失及電壓損失率也會有很大的差異。從配電網(wǎng)電能損耗條件來看，配電變壓器應(yīng)該根據(jù)工程的實際情況盡量布置在電力負荷中心，尤其對于負荷密度較高、供電范圍較大的區(qū)域配電網(wǎng)而言，在進行電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計時，應(yīng)優(yōu)先考慮兩點或多點布置方式來降低配電網(wǎng)線損，在獲得顯著的節(jié)能降損效果的同時還可以有效提高配電網(wǎng)的供電電壓和電能質(zhì)量水平。

對于負荷較為集中、負荷波動較大的供電區(qū)域，采用電源兩點布置方式與布置在一端方式相比，其線路損失下降率可以達到92.96%，電壓損失下降率可以達到93.29%。因此，在配電變壓器選址時，要充分結(jié)合供電區(qū)域的負荷要求，合理選擇變壓器的安裝地址，在達到配電網(wǎng)節(jié)能降耗的基礎(chǔ)上，有效改善配電網(wǎng)供電電能質(zhì)量和電壓水平。

4.裝設(shè)無功動態(tài)補償設(shè)備

農(nóng)村配電網(wǎng)通常其供電距離較長，其供電電能質(zhì)量水平普遍較低，通過裝設(shè)無功動態(tài)補償裝置，提高功率因數(shù)，可以有效改善配電網(wǎng)供電電能質(zhì)量水平。在配電網(wǎng)中輸送相同容量的有功功率，在提高功率因數(shù)后，配電網(wǎng)在運行過程中的視在功率值就會相應(yīng)降低，對應(yīng)負載電流就會減小，也就有利于配電網(wǎng)降低線路的功率損耗。在農(nóng)村配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計時，應(yīng)采取變電站集中補償和大用戶就地補償相結(jié)合的無功補償方式，提高配電網(wǎng)功率因素，有效改進供電電能質(zhì)量水平。

5.結(jié)束語

在能源供應(yīng)緊張、建設(shè)節(jié)約型社會的當今電力系統(tǒng)中，供電企業(yè)肩負著降低農(nóng)村配電網(wǎng)能耗以及指導(dǎo)電力客戶節(jié)能用電的重任。供電企業(yè)除了通過上述多種節(jié)能降耗技術(shù)手段降低農(nóng)村配電網(wǎng)線損外，還需要通過科學(xué)合理的政策法規(guī)的指導(dǎo)和制約，制定落實節(jié)電降耗的目標責任制和考核機制，在農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能降耗改造過程中，充分發(fā)揮供電企業(yè)和每個電力用戶節(jié)能節(jié)電的積極性，推動農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能工作高效穩(wěn)定的進行。 [科]

【參考文獻】

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