戚思源 吴文龙 周 艳 朱 慧
(国网江苏省电力有限公司盐城市大丰区供电分公司)
在电能传输过程中,受到内在或外部因素干扰,产生不同程度上的电能损耗,即为线损。就供电企业而言,重视和加强线损管理,并根据线损管理工作开展情况,选择合适的节能降损技术,既能强化线损管理效果,又能实现电能资源充分利用,促进供电企业经济效益进一步提高。供电企业如何加强线损管理并有效应用节能降损技术,是目前各相关人员需要考虑的问题。
电能效率损失是电能输送过程中较为常见的情况,管理者可以通过供电损耗来反映企业自身管理水平以及经营能力。从现阶段供电企业线损管理情况来看,若依据损耗性质对线损进行划分,可分为管理线损与技术线损,输配电线路中部分器件所组成元件产生的电能损耗,即为技术损耗。利用技术手段改造电网运行方式,以有效实现节能降损。管理线损则是由计量误差、操作不规范等问题所引起,如抄表数据不准确、窃电行为等,促使线损增加。
因部分供电企业开展线损管理工作时,普遍缺少相应的理论依据支撑,促使线损率计算结果准确性无法保证,与实际情况出现较大偏差,再加上存在较高线损率问题的配电线路更新不及时,某种程度上不仅提升了供电企业线损管理难度,也无法保证节能降损措运用有效性[1]。因城镇人口集中分布,基于较大电力负荷状态下,或者用电高峰来临,均会明显增大电路线损。而人口分布相对松散地区,则是面临着电路系统尚未完善建设的问题,尤其是长距离输配电线路,其线损问题随着时间推移愈加严重化。此外,设备及线路老化也是导致电路线损问题严重的因素之一,虽然目前诸多新型电力技术被广泛应用,但仍有部分供配电线路未完成更新,老化线路一直未处理,不仅会加剧电路线损,在一定程度上也会降低供配电线路运行稳定性和安全性,一旦诱发潜在风险隐患,必然会使供电企业面临巨大损失,降低经济效益。基于此,供电企业需要重视和加强线损管理,结合实际情况,选择合适的节能降损技术,解决严重的线损问题,实现有效节能降损,同时对电压合理调整、电网统一改造以及供电半径优化等方面也能起到一定作用,切实提高供电企业线损管理水平,创造额外经济效益,从而夯实供电企业长远稳定发展基础。
通过对供电企业线损管理情况的调研与分析,用电高峰是极易导致线损问题愈加严重化的时间段,为了有效控制线损,供电企业可以根据不同时间段的用电需求针对性调整电压。线路长时间处于高负荷输送电能状态或者频繁出现电压及电网设备空载现象,均会产生较大电能损耗。基于不同时间段针对性、合理性调整电压,如用电需求不高的地区及时间段,供电企业可将电压调整至较低范围内,以达到降低线损的作用效果;若在用电高峰期,供电企业可将电压调整至满负荷状态下。在不同时间段实施差异化调整电压方式,除了可以有效控制线损,又能提升电能资源利用率。
上述节能降损技术措施也可以在不同等级电网中运用,按照不同等级调整电压,从根本上减少线损。或者在电压调整期间,相关人员要做好不同区域线损数据采集工作,为制定完善的电网改造措施提供参考依据,并统一线损率和对应线损标准,按照制定的线损标准针对性开展维护改造工作,以保证电网改造有效性。此外,电网标准更新必须保证及时性,以便能够在第一时间解决线损率过高问题,从而实现有效降低线损。
设备及线路老化是电能传输过程中较为常见的问题,若未及时处理与更换老化严重的设备及线路,不仅会使电能损耗大幅度增加,在一定程度上也会降低线路运行稳定性,无法保障电能安全供应。基于线路管理强化,供电企业应结合实际情况,重新选择设备以及合理规划线路,选用更加节能的设备,既能提高线损管理效果,又能实现电能资源最大化利用,引进新型设备,逐步替代线损较高的老旧设备,以达到有效降低线损目的。例如,选用更加经济性、节能的变压器,相较于传统变压器,大容量节能变压器更换与使用,能够使变压器工作损耗明显降低,解决传统变压器技术损耗过大问题。可通过以下公式计算变压器技术降损量:
主变压器功率损耗
主变压器改造更换后的节电量
(1)、(2)式中,P0为变压器空载损耗;Pk为变压器负载损耗;β为负载率;T为变压器年运行时间[2]。供电企业对某地区10kV 某线配电变压器进行改造与更换,选用大容量节能变压器,结合改造更换前后变压器各项数据对比,改造更换前变压器年平均负载率为85%,改造更换后的变压器年节电量约1.47 万kWh,实现节能降损目标同时,变压器长时间重载问题也得到有效解决,真正做到通过运用节能降耗技术提高供电企业经济效益,减少成本投入。某地区10kV 某线配电变压器改造更换前后对比参考表1。
表1 某地区10kV某线配电变压器改造更换前后对比
此外,也可以选用一些新型电能计量装置,以实现线损数据精准计量,如嵌入式安装电能计量表,该类型电能计量装置不仅支持电力参数测量,其具备0.5S 级高精度双向电能计量功能及较强的分时计量功能,并安装简单,同时接线端子与电表编程旋钮铅封处理后,能够有效防窃电,利用新型电能计量装置,帮助供电企业实时掌握线损电量,为制定针对性的线损管理措施提供参考,提高线损管理效果。
无功补偿合理调整与提高功率因数是目前较为常用的线损管理手段之一,基于“分散补偿,就地平衡”原则,减少电网所需的无功消耗。通过对线损管理情况的调研与分析,无功功率与有功功率保持基本平衡,即可实现无功就地平衡,通过控制无功传输,以达到降低线损目的。通常情况下,平时用电高峰时,无功出力能够满足当前供电需求,但进入夏季后,高峰负荷呈持续上涨趋势,无法保证现有电容器容量可以充分满足电网稳定运行要求,加上部分用户并未安装补偿设备,安装补偿设备的用户也难以根据需要对其进行及时投退,促使线损大幅度提高。因此,供电企业可以结合系统谐波监测情况,合理选择电抗器,以提升无功补充装置运行可靠性,结合当前线损管理工作现状以及日常供电要求,确定无功补偿装置容量以及电容器分组合理规划,通过混合配置、多分组不同容量无功补偿装置与电容器方式规避电容器单组容量过大或不分组问题频繁发生。
或者对现有无功补偿装置进行改造,既能节约成本,又能有效提高功率因素,达到节能降损目的。可通过以下公式计算变压器技术降损量:
式中,Qc为无功补充投入容量;KQ为补充装置的无经济当量;tgδ为电容器介质损耗正切值;τmax为最大负荷损耗小时数。随着线损问题愈加严重化,根据各地区供电情况,改造变电站内部无功补充装置。例如,改造220kV 某变电站10kV 并联电抗器,变电站内低压侧新增6000kVar10kV 干式铁芯并联电抗器(2 组),不仅可以预防变电站电压不稳定情况出现,又能在较短的时间内通过该项节能降损技术回收前期改造成本,并为供电企业创造额外经济效益[3]。某变电站10kV 并联电抗器改造后基本情况对比参考表2。
表2 某变电站10kV并联电抗器改造后基本情况
此外,供电企业也要重视无功补偿装置治理,并加强变电站运行监控,结合监控获得的各项数据,确定变电站内部电容器组容量,避免因无功补偿容量不足而增加线损。同时定期检查变电站内无功补偿装置运行情况,以保证潜在隐患发现及时性,通过提前防范来不断提升电容器可投入率,强化供电企业线损管理成效。
长距离电能输送虽然在一定程度上可以扩大供电企业业务覆盖范围,但同时也伴随着较大的线损问题,供电企业要综合考虑导线长距离输送电能所产生的线损,再结合线损管理工作要求,做好导线规划,以及供电半径调整与优化,以保证导线规划合理性,实现有效降低线损。针对导线规划及线路改造,可从电网结构规范设计着手,对其内部结构加以优化,使供电线路可以均匀分步在预期计划的电网输送范围内,以提高经济运行率为抓手,进一步提高同期线损管理水平,持续提升电网运行效能,同时也能为供电企业统筹管理电源及线路提供方便[4]。
例如,在改造10kv 高压配网线路结构时,规划导线时遵循多布点原则,控制线路半径,既能解决迂回供电问题,又能起到有效控制线损的作用,并提高线路改造效果,以减少不必要电能消耗,从而达到节能降损目的,凸显节能降损技术应用价值。真正做到线损精益化管理,全力降损减碳,打造高效、低碳的绿色电网。
综上所述,线损问题不仅对电力安全稳定输送有着极大地影响,也是导致供电企业经济效益难以提高的主要因素。基于此,供电企业需要提升对线损管理的重视程度,并结合实际情况,合理选择节能降损技术,并制定与其相配套的线损管理及节能降损措施,以强化线损管理效果,实现节能降损目标,从而为供电企业创造更多经济效益。