電力節能技術探索

吳偉夏

（廣東電網公司佛山順德供電局，佛山順德，528300）

1 電力網綜合線損問題的解決措施

1.1 城市區域電網的合理規劃

在從根本上解決電力網綜合線損的問題，需要從城市的區域電網來入手，比如我國某城市的電網規劃比較合理，有效地解決綜合線損的問題。其城市域名的電網在進行構建時，除了以 N- 1 規則進行配電網絡的構建外,在其城市的重點區域充分地考慮了區域負荷密度、節能降損和區外電源以及各個用電通道等諸多方面的因素,根據區域電網中每一個電壓等級進行結合性發展,因地制宜地進行高壓配電網建設,著重點放在了發展 110 kV 網架以及110kV 直降 10kV 供電。以城市中心發展電纜網絡為主體，配合小型變電站，與周邊環境相溶合。與此同時，為了達到降低綜合線損的目的，采取了中壓配電網的延伸，大大減少了低壓配電網的范圍，實現了多點近距離供電的城市電網規劃。

1.2 改造電力變壓器

隨著變壓器數量增多、容量增加的情況，總的耗損不可小視，所以改變變壓器的目的在于通過技術改造達到降耗的目的。在改造過程中，首先可以采用非晶合金鐵芯變壓器,其優點在于低噪音、低損耗等,相比同類的常規產品，損耗指標大大低于常規產品,而且產品密封性強，維護運行費用較低。目前，最常使用的低耗損變壓器為S11 系統,此系統的空載損耗與之前的 S9系列相比，降低了大概 70%以上,其它技術指標完全與 S9 系列變壓器同等。所以,對于S11系統變壓器在配電建設項目中應該大力推薦。其次，可以通過調整變壓器的運行方式以及變壓器負載的方法，從而以最有效、最高質地達到變壓器經濟運行的目的。所謂的變壓器經濟運行是一個不需要投資的調整形式,重要的是對供電與用電進行科學的管理，就可以完成提高供電功率且節電的目的。所有的變壓器都有有功率的空載與短路耗損,與此同時變壓器同樣存在無功功率的空載與額定負載耗損，這些情況的發生是按照不同類型、不同各類的變壓器的確定的，它是根據不同類型變壓器的各級參數所形成的，其中包含了材質以及電壓等級等多方面的因素。所以在進行變壓器調整時，需要按照不同的設備進行參數的選擇，以達到變壓器經濟運行的叫佳效果。

2 電網高次諧波的影響與吸收措施

隨著電力網的擴建，越來越多的電力電子設備被運用到電網的建設當中，因為很大程度上增加了非線性負荷，隨著此類設備的運用，隨之也會產生大量諧波，從而直接影響到了電網中的正弦波的電壓以及電流波形，容易引起畸變極大程度地影響到電網供電質量。需要解決這個嚴重的問題，需要在補償電容器回路系統中串入電抗器，由此來解決高次諧波放大的問題，達到吸收高次諧波的作用。如下圖所示。

圖1 調諧性諧波流向圖（濾波性諧波流向圖）

2.1 常規無功補償方案優缺點

（1）LVCA 型靜態無功功率補償裝置

優點：這類型的補償裝置成本造價相對較低; 缺點：在電網負荷出現強烈變化時，諧波電流會放大，從而加大了電網的負荷。

LVCA 型靜態無功補償裝置

（2）TLFP-1.2 型智能動態無功補償濾波裝置

優點：這類型的的裝置屬于快速投切類型，在整個過程中不會有諧波的產生，從而對于供配電損耗有較大的削弱; 缺點：有級投切。

TLFP-1.2 型無功補償濾波裝置

(3)TLFP-3 型有源濾波器

TLFP-3 型有源濾波器

優點：高速動態響應，其運行過程不受系統阻抗包括電壓影響，從而運行過程沒有諧振濾波的產生；缺點：此類產品效果雖好，但成本造價高。

3 電力無功補償設備要求

根據配電電壓的容量、負荷、自然功率以及三相電壓平衡等技術參數來進行計量計算來進行對補償用電容器容量的確定。當補償處產生諧波時，根據需要串聯相應等級的電抗器，讓其有效地形成諧調支路，從而有效地對線路上的諧波進行濾除。電力系統的構建，需要有效的保證安全的前提下進行，同時需要滿足穩定以及高質量的供電效果，因此為了達到這些要求，需要需要依照“無功就地平衡”的原則作為構建出發點，在選擇無功補償點時，以最近點為優先原則，產生無功損耗最小點進行無功功率補償設備的設置，通過宜地適宜的原則，通過技術與經濟方面的考量后，進行集中或者分散地設備設置。

因為電容器投切的物理量的考量需要加入有功率因數、無功電流、無功功率等多類型技術參數，因此無功功率物理量成為了投切參數物理量考量的最佳方式。這樣可以有效地避免輕載時投切振蕩，同時也能有效的控制住過補償或無功倒送情況的發生。電容器分擔方式和投切開關普遍在過去補償電容器組中常以等容量分組、循環投切；再之電容器容量分組按比例配置（例：1:2，1:2:3 等）；分組按編碼配置按級投切；從而在補償效果不理想。因此，要達到最好的效果，需要采用無功功率需要量針對無功需要量進行投切（或稱模糊投切）為最佳投切形式，此種形式對于調節平滑，跟蹤都有比較好的效果。選擇低壓補償中投切開關時需要選投切復合開關，高壓補償柜中需要選擇真空接觸器。低壓時應該選擇有零投切功能的多分開關。能將投入的涌流限制在 5%Ic以下，電容切除時沒有過壓情況的發生，從而可以讓電力系統設備運行壽命大大增長。高壓真空接觸器在電源試點時，同步切除電容器，能有效地阻止線路重合閘恢復供電時電容器依然同電網相連，引起沖擊和無功潮流的改變。

4 電力需求側管理技術

4.1 改變用電方式

依據削峰、填谷和移峰填谷3種技術指標進行管理。按照電力網的負荷,采用技術手段把對用電用戶進行直接用電負荷控制、用戶用電時間控制以及用電需求量限制包括用電低峰以及季節性用電設備。有效地解決了電網在用電高峰期的負荷削減，或者在用電高峰期有效地通過技術手段進行用電量轉移或增加電網負荷低谷期的用電,從而起到提高用電效率，達到節能的目的。

4.2 提高終端用電效率

此類的工作，主要在于推廣高效節能用電設備，例如：高節能的電器以及辦公設備等，可以采用余熱回收或者是能源替代等方式來實現用電節能的目的。針對企業用電大戶，則應該采用無功補償、智能控制技術、變頻調速和高效變壓器、電動機等節電控制技術和產品,即能讓企業用電量得以控制，也能對電網運行進行有效的優化，從而降低了環境污染,提高終端電能利用率。

5 結語

總而言之，電力節能是需要通過多方面的技術來進行控制與調整的過程，本方重點針對電網運行中常見的諧波所造成的電網電壓、電流波形畸變，功率因數降低等現象的分析，并給出了相應的無功補償解決方法，從另一個層面上也講述了其它方面的電力節能的技術措施，希望能為更多電力系統同事提供參考。

[1]朱陸璐.電力系統諧波問題及其防治措施[J].現代企業教育.2009(24).

[2]楊玲玲,劉海清,史大新.節能技術在煤礦電力系統中的應用[J].中小企業管理與科技(下旬刊).2010(11).

[3]李光榮.等值功率法在網損計算及其分攤中的應用[J].電氣開關.2006(05).