配电网节能降耗及节能产品现状

魏煜宁+姚锦卫

摘 要：因为我国社会经济的发展相当迅速，用电需求量与日俱增，同时连理行业经济体制也出现了较大变化。因此，需要通过切实有效的措施来对电网中的电能损耗进行减少，这样可以在一定程度上减轻电力紧缺的压力，同时还可以实现能源的节约，增强供电公司的企业效益。在电力系统中的电能消耗中，配电网电能损耗是最为主要的部分，实现配电网的节能降耗是整个电力系统节能降耗的重要工作。该文分析了产生电能损耗的几个方面及节能降耗的主要措施，通过调研指出了当前电力节能产品的现状，为电气装配类企业新产品开发提供帮助。

关键词：电力节能 电能损耗 节能 电力节能产品

中图分类号：TM174 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（b）-0034-02

电力节能包括输电网节能和配电网节能。输电网节能主要是通过提升输电电压，降低输电电流，减少线损和线路压降，提高现有输电线路的电能输送能力，以达到节能降耗的目的。城市配电网更是电力系统能量损耗的主体部分，实现配电网的节能降耗对供电企业提高经济效益，实现目标利润起着举足轻重的作用[1]。

1 电力系统电能损耗

在电力系统供配电环节，电能损耗主要体现在以下几个方面。

（1）线路损耗：当前我国经济发展速度较快，而配电线路改造相对滞后，线路供电半径较长，输电线截面积小，这就导致线路损耗加大，同时线路压降过大，供电线路末端电压变低，直接影响用户用电。

（2）变压器无功损耗：变压器属于一级能耗设备，变压器通过电磁感应变压，属于感性无功电力负载。在整个电网系统的无功损耗中，变压设备占比约为35%，而输电线路占比则低于5%。

（3）电力负载的无功损耗：在工业生产中，所使用的负荷大多数为感性负荷，少数为阻性负荷，这就导致在配电网中存在大量的无功。无功的存在导致了线损增加，电源利用率低下，直接造成能源和资源的浪费。

（4）非线性负荷的谐波损耗：随着电力电子技术的发展，大功率非线性负荷在生产中的广泛应用，导致电网中谐波损耗大量增加。谐波含量的增加不但给系统增加谐波损耗，同时还会对其他用电设备造成影响。

（5）用电设备中负荷突变的影响：用电设备中的一些突变负荷，造成配电网负载功率大幅变化，同时系统电压随之波动，也会对系统用电造成一定影响。无功损耗也会发生较大变化。

2 配电网节能降耗的主要措施

2.1 合理调节配置变压设备

对变压设备进行合理配置，合理保留裕量，使变压器容量在保障使用的情况，提高负载率。既可以节约电能，又可以节省配电容量。

2.2 补偿系统中的无功功率

通过合理加装无功补偿设备，消除系统无功。补偿无功不但可以降低无功功率造成的系统损耗，同时可以降低变压器输出功率，变相达到增容的效果，提高了变压器的使用效率。

2.3 平衡三相负荷

从变压器来看，三相不平衡会增加变压器损耗。只有在三相平衡的情况下，变压器损耗降到最小。同时三相不平衡也会增加线路损耗，发生严重不平衡的情况下，高压线路损耗大约会提升12.5%。

2.4 加装电能质量治理设备

通过加装电能质量治理设备，不但能够降低谐波对线路造成能量损耗，而且能够消除谐波电压对其他供用电设备造成的安全隐患，保障系统安全运行。

2.5 采用节能设备

尽量采用高效节能产品，降低设备本身损耗。例如：变频技术的运用，使异步电动机在运行过程中的功率因数能达到0.9以上。

2.6 合理进行网络布局

在负荷功率稳定的基础上，将电源配置在负载中间，减少出线分支，这样可以减少线路损耗。

2.7 合理安排用电时间

在条件允许的情况下，尽量避开用电高峰用电。

3 主要节能产品

当前市场上电力方面的节能产品很多，按功能分为无功补偿和电能质量治理类产品，还有一些是储能类产品。

3.1 有源电力滤波器（APF：Active power filter）

一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，之所以称为有源，是相对于无源LC滤波器，只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言，APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。

3.2 静止无功发生器（SVG：Static Var Generator）

又称静止同步补偿器。SVG是通过电力电子器件IGBT和相应控制电路，对系统检测到的无功功率进行抵消，即：系统产生多大的无功功率，SVG就产生多大的无功功率，但这个无功是与系统无功反相的，将系统无功抵消。SVG产品主要分为中高压和低压SVG。

主要适用场合：

凡是安装有低压变压器的地方及大型用电设备旁边都应该配备无功补偿装置，特别是那些功率因数较低的工矿企业、居民区均应安装。

3.3 电能质量综合优化装置（MEC）

一种多目标电能质量综合控制与优化装置。检测并分析负载、电网、多目标电能质量综合控制与优化装置的各项电能质量指标，统一协调控制主电路实现电能质量控制与优化。

3.4 其他无源滤波和无功补偿产品

例如：FC（开关投切无源LC滤波器）；TSF（晶闸管投切LC滤波器）；TSC（晶闸管投切电容补偿装置）等。目前技术已过时，但产品成本较低，可以与有源滤波装置混合使用，既能保证效果，又可降低产品成本。

统一潮流控制器（UPFC）、统一电能质量调节器（UPQC）、静止串联同步补偿装置（SSSC）以及固态切换开关（SSTS）等产品，均为柔性输电产品，对提升电能输送能力和电能质量有一定作用。但此类产品多为串联设备，安装维护比较复杂，建议作为公司非主流予以关注。

3.5 储能设备

当前供电公司推行峰谷平电价。如果在峰谷电价时段将电能进行存储，在用电高峰时段使用，对电力系统来讲可以减轻供电高峰的压力，对用户也可以通过峰谷差价减少费用。

4 当前节能行业发展现状

（1）国外知名的节能电力设备生产厂家有ABB、施耐德、西门子等。这几家均为国际知名电气设备供应商，其产品涵盖领域很广。这些企业研发节能技术相对比较早，技术和产品也比较成熟，产品售价相对国内也比较昂贵。

（2）国内知名生产厂家有鞍山荣信、苏州和顺、盛弘电气等。上述企业从事电力节能产品都比较早，技术实力很强，规模较大，均为已上市或准备上市公司，并且大多数以前从事电容器无功补偿和无源滤波器的设计和生产，技术上具有传承性。

5 对节能板块发展的建议

节约电费是用户最容易感受到的“节能”。具体实施就是通过企业电费情况调研，以发现企业是否存在无功罚款（按供电部门规定，月平均功率因数低于0.9，要对用户在收取电费的同时处以罚款；同时，对月平均功率因数高于0.95的用户要给予奖励）。这类用户应进行无功补偿治理。

节能产品的发展完善与其他板块的发展也是相关的。例如：数据采集，全面的现场实时数据，不但能为节能数据分析、出具节能方案提供数据依据，也可以更加方便直观看到治理后的效果。

参考文献

[1] 管国栋，宁江波.浅析配电网节能方面的具体问题[J].通信电源技术，2015，32（6）：267-268.

[2] 羅玲，战京涛.我国工业电气节能产品现状与营销对策[J].北京化工大学学报：社会科学版，2008（2）：38-42.

[3] 许金杰.浅谈配电网节能降耗[J].科技信息，2008（29）：80-81.