摘 要:配電網的運行負荷是個變量,其可變損耗與運行負荷相關,只有將運行負荷調配在經濟負荷區域內運行,網損率才能達到最低值。因此合理劃分經濟負荷區域,運用調度手段進行負荷調配,使供電負荷在經濟區域內運行,最終實現電網的降損節能。
關鍵詞:配電網 經濟區域 運行 降損
配電網絡是向用戶供電的載體,當負荷電流通過電網供電時會產生電能損耗。配電網的網損由固定損耗和可變損耗組成,而網損率則是平均運行負荷的函數。配電網的運行負荷是個變量,其網損率與運行負荷相關。在電網供電過程中,網損率最低值時所對應的負荷稱為最佳運行負荷。
在配電網運行過程中,為促進電網的降損節能,必須按最佳經濟負荷劃分經濟負荷區域,并通過電力調度運用調度手段進行負荷調配,落實“移峰填谷”提高負荷率,使供電負荷處在經濟負荷區域內運行,從而實現電網節能降損。
1 配電網運行中的電能損耗
配電網的電能損耗由兩部分組成:一部分是配網內所有變壓器鐵芯損耗總和,它與運行負荷無關,稱為固定損耗;另一部分則是線路、變壓器、電氣設備線圈電阻上損耗,并直接與運行負荷相關,稱為可變損耗。配電網的網損電量等于固定損耗與可變損耗電量之和,用公式表示為:△A=∑△Pot+φ
式中:
∑△Po——配網變壓器鐵損總和;
t——配網運行時間;
k——系數,其值為均方根負荷與平均負荷之比;
P——計算期平均運行負荷;
Rdz——配網額定電壓;
V——配網額定電壓;
cos——配網功率因數。
對結構參數不變的配網,將各參數代入公式計算即可求出網損電量。
配電網的網損率系數為網損電量與供電量之比。將網損電量公式兩邊同除以供電量A(A=P·t)可得網損率計算式為:
可見,網損率△A%是平均運行負荷P的函數。
2 配電網的最佳運行負荷
配電網供電過程中,其最佳運行負荷的求得,可運用網損率公式進行推導。根據公式可知,在函數的兩個組成部分中,一個為遞減函數,另一個為遞增函數,將網損率△A%對運行負荷P求導,得:
即為:
從上式可知,P與其它各量在定義域內均為正值,故d2(△A%)/dp2存在且大于零。因此,網損率△A%一定存在最低值。
令d(△A%)/dp =0,經化簡整理后可得網損率最低值時所對應的運行負荷,稱為最佳運行負荷,其計算式為:
配電網在最佳運行負荷運行時的網損率稱為最佳網損率,其計算式為:
最佳網損率是電網改造、負荷調整、節能降耗、運行管理的重要依據。
3 配電網經濟負荷區域的劃分
當配網供電負荷調配在最佳運行負荷運行時,配網的網損率將存在最低值。但配網運行負荷是個變化區域,很難做到在一個點上恒定運行。因此,可在網損率控制在一定范圍內的前提下,給配網運行負荷劃分一個區域,這個區域即為經濟負荷區域。為合理地給配網運行負荷劃定一個經濟區域,必須將網損率控制在最佳網損率的a倍(a>0),即△A%=a·△Azj%
則有:
經化簡整理后可得網損率△A%為最佳網損率
△Azj%的a倍時,其所對應的經濟區域負荷為:
當配電網供電負荷在經濟區域負荷[P]內運行時,整個配網的網損率可控制在a·△Azj%以內,經濟區域負荷[P]將有兩個邊際點,即上下限臨界負荷點Pa、Pb。
Pa=Pzj(a-a2-1)
Pb=Pzj(a+a2-1)
當配電網供電負荷在Pa<P<Pb區域內運行為最經濟狀況,故稱為經濟負荷運行區域。
經濟負荷運行區域的劃分是否合理,關鍵在于a的取值。如a值取得過大,不但影響配電網運行經濟性,而且還可能造成網內變壓器的超載運行。若a值取得過小,會使經濟負荷運行區域過于狹窄,失去實際意義。
配電網運行實踐表明: a值取1.2倍為宜,其運行負荷的變化范圍[P]=(0.54~1.80)Pz.j。即網損率控制在最佳網損率的1.2倍以內,不僅經濟負荷運行區域范圍較大,而且也具有很好的降損效果。
4 配網供電負荷在經濟區域內運行的節能性
配網經濟負荷區域的合理劃分,這對電網實施技術改造、負荷調配、運行管理、降損措施等都有指導意義。
當配網供電負荷P<Pa,則電網處于低負荷的非經濟工況運行,網損中的固定損耗是影響網損率的關鍵因素。為此,降低電網的固定損耗是電網改造和降損工作的重點,若靠增大線路導線截面來降損,這已無顯著效果。在此工況下的降損措施是:加快高能耗變壓器的更新改造,更換“大馬拉小車”的配變,加強“母子”式配變運行管理,著力提高電網負荷率。
當配網供電負荷在Pa<P<Pb區域內,這時電網處于經濟負荷區域運行,表明電網結構運行參數和負荷變化范圍是合理的,有利于電網的降損運行。
當配網供電負荷P>Pb時,則配網處于高負荷的非經濟運行區域。此時,網損中的可變損耗則是影響網損率的關鍵因數,因而降低可變損耗則是負荷調整和降損管理的重點。其降損措施是: 加大線路導線截面,對重點負荷變壓器進行增容改造,強化負荷調配,實施“移峰填谷”,著力提高負荷率等,從而有效地降低可變損耗。
5 結束語
配電網在結構參數不變工況下,將基供電負荷調配在最佳運行負荷時運行,必定存在網損率最低值。而最佳網損率則是電網改造、負荷調整、降損管理的重要依據。為此,對配網經濟負荷區域進行合理劃分,并通過調度手段將供電負荷調控在經濟區域運行,則是電網降損的途徑。