松陽配電網(wǎng)技術(shù)降損方法研究與應(yīng)用

翁軍美　徐發(fā)林　李淑芳　潘智豪　林江

摘 要：松陽供電公司開展技術(shù)降損方法研究與應(yīng)用，核心圍繞三相負(fù)荷平衡、高壓側(cè)無功零交換和經(jīng)濟電壓，研究配電網(wǎng)技術(shù)降損閉環(huán)控制與決策支持平臺及臺區(qū)綜合節(jié)能裝置并投入實際應(yīng)用，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：技術(shù)降損 三相負(fù)荷平衡 高壓側(cè)無功零交換 經(jīng)濟電壓 控制邏輯

中圖分類號：TM714 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0034-01

線損率作為能夠綜合反映和體現(xiàn)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計、生產(chǎn)運行和經(jīng)營管理水平的一個重要指標(biāo)，越來越引起電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)的重視，降低線損、提高電網(wǎng)效率可以帶來巨大的社會和經(jīng)濟效益，已經(jīng)成為電力企業(yè)孜孜以求的目標(biāo)，線損考核要求日漸提高。配網(wǎng)是電能傳輸?shù)母鳝h(huán)節(jié)中損耗比例最高的環(huán)節(jié)我國配電網(wǎng)的線損率一直居高不下，配電網(wǎng)損耗占全網(wǎng)損耗的70%，抓好配網(wǎng)降損是降損工作的關(guān)鍵。

松陽配電網(wǎng)線損率較高，為此，松陽供電公司開展技術(shù)降損方法研究與應(yīng)用，核心圍繞相負(fù)荷平衡、高壓側(cè)無功零交換和經(jīng)濟電壓，研究配電網(wǎng)技術(shù)降損閉環(huán)控制與決策支持平臺及臺區(qū)綜合節(jié)能裝置并投入實際應(yīng)用，取得了良好的效果。

1 目標(biāo)函數(shù)的解耦與迭加優(yōu)化

松陽配電網(wǎng)技術(shù)降損工作，涉及無功與電壓、無功與有功的優(yōu)化求解問題，既有連續(xù)變量，又有離散變量，針對該混合變量模式下目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化求解問題是非常復(fù)雜的，也是較不現(xiàn)實的。

項目過程中，經(jīng)過研究與分析發(fā)現(xiàn)，配電網(wǎng)運行的特點和主網(wǎng)的特點不太一樣，電壓或無功中任意一個的調(diào)節(jié)，對另外一個的影響不像主網(wǎng)那么大。因此，在工程實用化中，無功的補償控制，無需考慮電壓，電壓的調(diào)節(jié)控制，也無需考慮無功。但是，無功和有功的調(diào)節(jié)影響是緊密的。因此，項目根據(jù)配電網(wǎng)參數(shù)特性以及運行特征，項目針對目標(biāo)函數(shù)的求解，采用“無功與電壓、無功與有功”的解耦與迭加優(yōu)化的方法進行，取得了較好的實際應(yīng)用效果。

2 三相負(fù)荷平衡

隨著經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對電能的需求量越來越大，并且對用電的質(zhì)量的要求也越來越高。電能質(zhì)量的好壞直接影響到電網(wǎng)和一些電器設(shè)備的安全，直接關(guān)系到我國經(jīng)濟能否正常運行、企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的好壞以及我們的生活秩序是否良好。三相不平衡問題是衡量電能質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，三相不平衡不僅會增加損耗、降低效率，而且還會引起負(fù)荷端電壓中性點的漂移，引起設(shè)備損害和意外事故，因此，保證三相平衡具有重要意義。

三相負(fù)荷平衡是技術(shù)降損方法中一個非常關(guān)鍵且效益十分顯著的手段，包括三相有功負(fù)荷平衡和三相無功負(fù)荷平衡。松陽配電網(wǎng)三相平衡的優(yōu)化和控制采用解耦迭加的思路來進行的，先有功再無功。

通過采集配變低壓側(cè)三相的有功、無功、電流和電壓數(shù)據(jù)，首先進行三相有功的不平衡判別和調(diào)整，具體手段是通過在相間跨接電容轉(zhuǎn)移有功電流的方法進行，結(jié)合實際應(yīng)用驗證，轉(zhuǎn)移效率約為跨接電容的1/3左右。舉例說明，A＼B＼C三相有功電流分別為90＼80＼70，現(xiàn)在在AC相間跨接一個30kVar的電容，則可以轉(zhuǎn)移有功電流約為10A，通過不間斷復(fù)合開關(guān)進行投切操作后，A＼B＼C三相有功電流為80＼80＼80，三相有功電流達到平衡，有效降低因三相有功不平衡帶來的損耗，實現(xiàn)降損。

有功三相不平衡調(diào)整完成后，繼續(xù)調(diào)整無功三相不平衡。無功損耗就是因為無功遠距離輸送而產(chǎn)生的，所以只要保證線路上的無功流動最小，就可以實現(xiàn)無功損耗最小的目標(biāo)。相對來說，無功三相不平衡的調(diào)整技術(shù)已經(jīng)十分成熟，且得到廣泛的應(yīng)用。具體方法就是進行分相補償，什么時候缺什么時候補，缺多少補多少，最終實現(xiàn)三相無功完全補償，實現(xiàn)無功就地補償?shù)耐瑫r，實現(xiàn)三相平衡。

3 高壓側(cè)無功零交換

傳統(tǒng)的配變無功補償，主要是在配變低壓側(cè)進行，但是一般都是只考慮用戶側(cè)所消耗的無功，對于配變自身的無線未進行補償。那么必然會出現(xiàn)配變無功需要線路甚至變電站來進行遠距離的輸送補償，無功的遠距離流動，造成了損耗。因此，松陽配電網(wǎng)技術(shù)降損過程中，通過在配變低壓側(cè)同時補償用戶側(cè)和配變自身所消耗的無功（約占配電網(wǎng)無功消耗的85%），無功就地平衡，實現(xiàn)配變高壓側(cè)無功的零交換。整個配電網(wǎng)只有配電線路存在少量的無功流動（約占配電網(wǎng)無功消耗的5%），基本可以忽略。

特別需要說明的是，高壓側(cè)無功零交換的控制目標(biāo)是一個理想的狀態(tài)，實際實施過程中，通過在臺區(qū)綜合節(jié)能裝置中設(shè)定允許無功適量超前補償?shù)姆椒?，可以得到良好的?yīng)用效果。適量的無功倒送，可以補償線路上的少量無功消耗，不存在向變電站關(guān)口或上一級電網(wǎng)倒送的情況，對于配電網(wǎng)降損和整體電網(wǎng)降損來說，是有益的。

4 經(jīng)濟電壓

有功損耗與運行電壓和電阻有關(guān)系，電阻一般可以看作不變，那么影響有功損耗的就是運行電壓。項目提出“經(jīng)濟電壓”這個概念，只要能夠保障配電網(wǎng)在經(jīng)濟電壓下運行，有功損耗就可以最小。

研究發(fā)現(xiàn)，配電網(wǎng)經(jīng)濟電壓的計算與有功負(fù)荷有關(guān)系，因此判定，配電網(wǎng)經(jīng)濟電壓的調(diào)節(jié)是可以獨立進行的。關(guān)于配電網(wǎng)經(jīng)濟電壓的調(diào)節(jié)，項目是采用實時在線計算并進行開環(huán)控制調(diào)節(jié)的，調(diào)節(jié)的手段是變電站變壓器分接頭和母線電容器（AVC自動電壓控制系統(tǒng)）。

5 控制邏輯

項目實施時，經(jīng)濟電壓先控后控都可以，同步控制也可以，具體采用外部配置的方法進行，這主要得益于自定義專家系統(tǒng)，可以自行設(shè)定控制目標(biāo)優(yōu)先級、控制對象優(yōu)先級等。

松陽配電網(wǎng)技術(shù)降損核心控制關(guān)鍵在于要先對低壓電網(wǎng)三相有功不平衡進行調(diào)控，然后對臺區(qū)低壓有功三相不平衡進行調(diào)控，最后對臺區(qū)高壓側(cè)無功零交換和低壓側(cè)無功三相補償與平衡進行調(diào)控。

三相不平衡率最低，電壓最經(jīng)濟，無功流動最小，那么有功和無功損耗最小，配電網(wǎng)運行就是最經(jīng)濟，節(jié)能降損效果最好。

6 結(jié)語

松陽配電網(wǎng)技術(shù)降損方法研究與應(yīng)用，驗證配電網(wǎng)在最少投資條件下的最有效技術(shù)降損的技術(shù)路線和實施方法，樹立了配電網(wǎng)技術(shù)降損領(lǐng)域“內(nèi)涵節(jié)電”和“挖潛節(jié)電”的典型應(yīng)用示范，其研究應(yīng)用成果代表今后配電網(wǎng)技術(shù)降損的重要發(fā)展方向和關(guān)鍵技術(shù)。項目的開展、實施與成功，不斷豐富和積累配電網(wǎng)技術(shù)降損的經(jīng)驗，盡管部分技術(shù)（三相負(fù)荷平衡）還需要進一步研究和完善，但是目前的研究與應(yīng)用成果仍然具有顯著的參考和推廣應(yīng)用價值，便于到更大范圍的配電網(wǎng)推廣應(yīng)用，實現(xiàn)效益的最大化。

參考文獻

[1] 衣濱.試論電力網(wǎng)絡(luò)的降損節(jié)能[J].黑龍江科技信息，2013（25）：133.

[2] 張波.金華市婺城新區(qū)10 kV配電網(wǎng)接線模式研究[D].浙江大學(xué)，2011.