配電網綜合節能改造措施探討

● 廣東電網有限責任公司河源供電局 熊 洽

配電網處于電力系統各個環節的底層，作為電網末端直接與用戶相聯系，是電力系統的窗口。一方面，配電網中各種線路和負荷密集繁雜，其損耗占全網總損耗的40%以上，深入挖掘其降損潛力具有重要的經濟和社會效益；另一方面，配電網線損過大，將會擴大供電缺口，甚至引起受端電壓降低，電網頻率和功率因數受影響，使用電設備得不到良好的運行，特別嚴重時，還會導致電壓崩潰乃至系統解列，因此有必要加強對配電網節能降耗的管理。

河源地處廣東東北部，區域內農村山區較多，屬于典型的農村配電網，存在季節性低電壓以及線損過高等問題，本文重點研究河源配電網的現狀問題，并探討了綜合節能改造措施。

1 河源配電網現狀

1.1 配電網電壓質量和電能損耗問題

河源配電網網架相對薄弱、無功配置不足、大量小水電就近接入，存在比較突出的電壓質量和電能損耗問題。主要表現為：

（1）負荷高峰期存在無功補償容量不足的問題，電壓質量和功率損耗問題較為突出。

（2）負荷低谷期存在無功倒送現象，電壓偏高，但是相應的無功調控手段有限，感性無功補償配置很少，難以實現無功就地平衡。

（3）部分區域負荷峰谷差大，電壓幅值波動大。

（4）部分變電站無功補償裝置投入率較低，存在設備閑置浪費的情況。

（5）邊遠地區部分配電線路供電半徑過大、無功補償不足，造成線路末端電壓偏低。

1.2 配電網運行問題

針對以上問題，對河源地區電網進行了細致嚴謹的摸排勘察，實地勘察發現河源配電網運行問題的出現主要有以下方面的原因：

（1）農網區域大部分采用裸導線，絕緣化率較低，且部分位于山區的線路跨越山上的樹木，對電網安全穩定運行造成影響。

（2）設備水平參差不齊，水平較低，線路導線截面偏小，部分農網區域10kV線路線徑混雜，50mm2及以下導線所占比例較大，并且主干線、分支線線徑達不到規劃標準的要求，目前雖能滿足用戶的用電需求，但隨著經濟的發展，這部分線路終將不能滿足新增負荷的用電需求。

（3）10kV線路大多數建設年限較久，在建設時由于當時設計標準不高，造成大多數10kV桿塔為10m、9m甚至8m桿，這種現狀就造成部分線路對地、對樹木、對建筑物安全距離不達標，安全隱患較多。

（4）部分線路負荷較重，加之線路導線截面過小，供電半徑過大，已不能滿足負荷增長的需要。

（5）農村電網由于電源點較少，地域較廣，造成變電站供電范圍較大，10kV線路供電距離較長。

（6）部分農網區域低壓網絡薄弱，普遍存在裝備陳舊、線路供電半徑長、導線截面小、絕緣水平低、無功補償嚴重不足、配電變壓器容量不足等問題。

2 配電網節能降耗手段

針對河源配電網存在的問題，首先對配電網網損的產生機理與實現節能降耗的基本手段進行分析。

2.1 網損的產生機理

配電網的網損是電流流過各設備的電阻而產生的能量損耗。按元器件來分，配電網的網損主要包括線路損耗、配電變壓器損耗和并聯電容器損耗。配電網損耗不僅與元器件本身的物理參數有關，也與配電網結構、負荷的時間和空間分布、運行方式有關。

2.2 配電網節能降損手段

實現配電網的節能降損一般可以通過設備改造、無功補償、需求側管理、拓撲結構調整和經濟調度運行等方法實現。結合河源配電網的實際狀況和需求，下面主要探討采用無功補償的方式進行節能改造。

無功功率在電網中傳輸，增大了電網的視在功率和傳輸電流，增加線路和變壓器的損耗；感性無功較大時，線路的電壓降較大，導致變壓器的鐵損增加。合理的無功補償可以減小線路電流，提高運行電壓，能夠減小配電線路、配電變壓器、并聯電容器的網損，也能夠減小因不合理的運行方式產生的網損。因此，無功補償對于降低網損的作用是普遍的、顯著的，在節能的同時，無功補償還能夠提高配電網的電能質量。所以，無功補償是目前配電網實現節能降耗的一個重要且直接有效的手段。

3 綜合節能改造措施

結合河源的實際情況，河源配電網的綜合節能改造主要考慮無功補償的手段，在工程實施階段投入使用智能電容器、智能調壓器、靜止無功及三相不平衡調節裝置（SVG）等設備。其中智能電容器可以提高線路末端的功率因數，保障線路末端的電壓質量；智能調壓器能穩定電壓水平，提高電壓合格率；SVG能實現動態無功補償，調節不平衡電流，降低三相不平衡度。配合這些設備并根據負荷情況靈活選擇線路的運行方式，從而實現綜合節能改造的目標。

綜合節能改造的技術路線為：勘察選點—設備選型—安裝調試—檢測運維。

3.1 勘察選點

通過對河源配電網調研及收集資料，借助配網計量自動化系統分析臺區運行數據，確定河源地區的問題臺區；與各問題臺區所屬供電所進行溝通交流，根據實際情況確認問題的類型及程度，并在供電所運維人員配合下，對問題臺區點進行現場實地勘察，確認并記錄現場線徑、臺變容量、線路長度、負荷情況等信息；根據現場勘察得到的信息以及問題臺區運行數據，最終確定問題臺區需要安裝的設備類型和設備容量。

3.2 設備選型

結合各問題臺區的運行數據及對應的現場勘察信息，比對設備選型數據庫，選擇出合適的設備型號以及設備容量范圍；考慮產品容量特性，結合問題臺區實際情況確定最終的設備容量。

3.3 安裝調試

聯系供電所確定安裝日期和相應的停電操作指示，進行設備安裝；設備安裝完成后，確定設備運行狀態正常，并且確認后臺監測系統正確監測到設備數據后，完成恢復送電操作。

3.4 檢測運維

通過移動終端軟件和主站查看設備通信狀態以及運行狀態，一旦發現設備出現異常，立即啟動故障處理流程，進行及時有效故障排查處理，定期進行設備運行數據分析，了解設備的工況，保證設備運行安全有效。

4 結束語

我國的能源和電力工業規劃明確提出了節能減排的任務和目標，電網公司作為電能等資源綜合配置、運營和管理的主要企業，既承擔服務社會，保證安全、可靠、優質供電的責任，又是執行國家節能政策任務的關鍵部門，實現配電網的節能降耗對供電企業提高經濟效益，實現目標利潤起著舉足輕重的作用。本文針對河源配電網的綜合節能改造措施，結合河源地區配電網的實際情況，投入使用了智能電容器、智能調壓器、靜止無功及三相不平衡調節裝置等設備，配合移動終端進行后臺監測，顯著地改善了試點地區的電能質量水平，同時能就地平衡部分無功負荷，減少無功下送和損耗，實現了節能降損的目的。