中压配电网设备能效评估模型的研究

杨晓亮 王璐

【摘要】配电网作为电网重要组成部分，具有很大的节能潜力，而配电设备的能效情况将直接影响配电网节能水平。本文在分析线损成因的基础上，提出一种基于层次分析法的中压配电网设备能效评估模型，并用熵值法分配权重。该成果为供电企业实际工作提供了指导性建议。

【关键词】节能降损；10kV配电网；理论线损；管理线损

引言

能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础，节约资源和保护环境是我国的基本国策，推进节能减排工作，加快建设资源节约型、环境友好型社会是我国经济社会发展的重大战略任务。为此，实施配电网综合节能改造是履行社会责任的必然要求。

配电网直接面向广大用户是电力系统重要组成部分，其中变压器、线路为配电网主要电力设备，其能效水平的高低直接影响配电网损耗的大小。因此近年来如何评价配电网设备的能效水平，如何提高設备利用率，怎样通过技术措施来降低电网损耗成为此类研究的热点话题。

1、配电网线损形成的主要原因

（1）网架结构不合理

随着城市经济的不断发展，电网建设速度与负荷增长速度明显不匹配。使得城市中、低压电网结构过于薄弱，10kV供电线路半径过长，却多处于过载带电状态。同时低压线路导线截面过小，供电能力不足，相应的补偿装置配置不齐全等原因都导致了电网损耗过大的情况。

（2）配电设备不能处于经济运行状态

最初的电网建设是建立在满足供电需求基础上了，因此在建设过程中造成了电力设备的严重浪费，设备利用率低、线路损耗大，设备运行不经济，利用率较低。

（3）无功补偿容量少

目前我国电力事业发展呈剧增趋势，为满足各行各业用电需要，城市用电负荷不断增加。其中工矿企业大量使用感性用电设备，这些设备在正常运行中除了要消耗系统大量的有功功率之外，还要向系统吸收大量无功功率。迫使电网功率因数降低，系统无功功率的缺失加重了电网损耗的增加。

从上文分析得知，电力设备的能效水平是影响网络损耗大小的关键性因素。本文将通过影响设备能效水平的各项因素，建立设备能效评估模型，通过指标评价计算找出电网节能降损的薄弱环节，为建设节能型配电网提高改造及建设的理论支撑。

2、评价方法的选取及设备能效评估模型的建立

（1）评价方法对比

由于不同的综合评价方法具有不同的工作机理，方法都有各自的优缺点，所以它们主要应用的范围也有所不同。目前主要采用的几类评价方法如下：

定性评价方法—专家评分法、德尔菲法，操作较为简单，能够充分利用专家知识，但是主观色彩强烈，并且多人评价时结论往往难以收敛。

信息论方法—信息熵理论评价方法、灰色统理论与灰色综合评价方法等，排除了人为因素的干扰及影响，能够反映评价对象的客观信息，但是一般需要和主观评价方法结合使用。

系统工程方法—层次分析法（AHP）、平分法、关联矩阵法，方法简单易操作，只适用于静态评价，但评价对象的因素一般不超过9个。

考虑到影响配电网设备能效的因素少且属于静态评价指标，同时在评价过程中应根据设备本身属性及运行的实际情况进行评价，因此选用层次分析法对设备能效进行评价，并采用熵值法为各指标分配权重。

（2）配电网设备能效评估模型的建立

中压配电网设备主要有变压器、线路及无功补偿装置，总结相关影响因素设立二级指标为线路长度、截面、装接配变容量；变压器型号、容量；无功补偿容量、安装及投运情况，并进一步细化到三级指标。

一级指标包含线路、变压器、无功补偿三个方向。

二级指标线路包含长度、截面、装接配变容量；变压器包含容量、型号；无功补偿包含容量、安装及投运时间。

三级指标线路长度包含超长线路占比、平均主干长度达标率、主干线长度超标线路占比；线路截面包含主干截面过小线路占比、线路经济截面；线路装接配变容量包含线路装接配变平均容量、线路装接配变总容量超标线路占比。变压器型号包含变压器高损变占比、变压器高效型号占比；变压器容量包含变压器节能容量、非标准化容量占比。无功补偿容量包含已安装无功补偿容量占比、已投运无功补偿容量占比；无功补偿安装及投运时间包含无功补偿安装率、无功补偿投运率。

笔者选用山东某地实际配电网数据进行验证，依据评估模型计算该地区设备能效综合得分为93.06，能效水平较高，主要体现在中压配电网设备线路运行情况较好，无功补偿效率较高，但在变压器方面能效水平较低，节能型变压器使用较少且仍存在高损变，建议根据电网规划情况逐年更换高损变。

3、结论

线损率作为供电企业的一个综合性技术经济指标，能够反映能源的有效利用及供电企业的经营管理水平。配电设备是配电网重要组成部分，其能效水平可直观反映配电网节能水平。因此提高设备能效及利用率可以降低电网线损率，提高用电企业经济效益。本文在分析线损成因的基础上，提出一种中压配电网设备能效评估模型，并成功应用于山东省典型区域配电网，得出区域内配电网设备在能效方面存在薄弱环节，通过计算分析，建议在以后设备改造中结合地区负荷增长情况，以节能角度考虑对设备进行更换，降低配电网损耗，提高设备利用率。

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