摘 要:配电网的运行负荷是个变量,其可变损耗与运行负荷相关,只有将运行负荷调配在经济负荷区域内运行,网损率才能达到最低值。因此合理划分经济负荷区域,运用调度手段进行负荷调配,使供电负荷在经济区域内运行,最终实现电网的降损节能。
关键词:配电网 经济区域 运行 降损
配电网络是向用户供电的载体,当负荷电流通过电网供电时会产生电能损耗。配电网的网损由固定损耗和可变损耗组成,而网损率则是平均运行负荷的函数。配电网的运行负荷是个变量,其网损率与运行负荷相关。在电网供电过程中,网损率最低值时所对应的负荷称为最佳运行负荷。
在配电网运行过程中,为促进电网的降损节能,必须按最佳经济负荷划分经济负荷区域,并通过电力调度运用调度手段进行负荷调配,落实“移峰填谷”提高负荷率,使供电负荷处在经济负荷区域内运行,从而实现电网节能降损。
1 配电网运行中的电能损耗
配电网的电能损耗由两部分组成:一部分是配网内所有变压器铁芯损耗总和,它与运行负荷无关,称为固定损耗;另一部分则是线路、变压器、电气设备线圈电阻上损耗,并直接与运行负荷相关,称为可变损耗。配电网的网损电量等于固定损耗与可变损耗电量之和,用公式表示为:△A=∑△Pot+φ
式中:
∑△Po——配网变压器铁损总和;
t——配网运行时间;
k——系数,其值为均方根负荷与平均负荷之比;
P——计算期平均运行负荷;
Rdz——配网额定电压;
V——配网额定电压;
cos——配网功率因数。
对结构参数不变的配网,将各参数代入公式计算即可求出网损电量。
配电网的网损率系数为网损电量与供电量之比。将网损电量公式两边同除以供电量A(A=P·t)可得网损率计算式为:
可见,网损率△A%是平均运行负荷P的函数。
2 配电网的最佳运行负荷
配电网供电过程中,其最佳运行负荷的求得,可运用网损率公式进行推导。根据公式可知,在函数的两个组成部分中,一个为递减函数,另一个为递增函数,将网损率△A%对运行负荷P求导,得:
即为:
从上式可知,P与其它各量在定义域内均为正值,故d2(△A%)/dp2存在且大于零。因此,网损率△A%一定存在最低值。
令d(△A%)/dp =0,经化简整理后可得网损率最低值时所对应的运行负荷,称为最佳运行负荷,其计算式为:
配电网在最佳运行负荷运行时的网损率称为最佳网损率,其计算式为:
最佳网损率是电网改造、负荷调整、节能降耗、运行管理的重要依据。
3 配电网经济负荷区域的划分
当配网供电负荷调配在最佳运行负荷运行时,配网的网损率将存在最低值。但配网运行负荷是个变化区域,很难做到在一个点上恒定运行。因此,可在网损率控制在一定范围内的前提下,给配网运行负荷划分一个区域,这个区域即为经济负荷区域。为合理地给配网运行负荷划定一个经济区域,必须将网损率控制在最佳网损率的a倍(a>0),即△A%=a·△Azj%
则有:
经化简整理后可得网损率△A%为最佳网损率
△Azj%的a倍时,其所对应的经济区域负荷为:
当配电网供电负荷在经济区域负荷[P]内运行时,整个配网的网损率可控制在a·△Azj%以内,经济区域负荷[P]将有两个边际点,即上下限临界负荷点Pa、Pb。
Pa=Pzj(a-a2-1)
Pb=Pzj(a+a2-1)
当配电网供电负荷在Pa<P<Pb区域内运行为最经济状况,故称为经济负荷运行区域。
经济负荷运行区域的划分是否合理,关键在于a的取值。如a值取得过大,不但影响配电网运行经济性,而且还可能造成网内变压器的超载运行。若a值取得过小,会使经济负荷运行区域过于狭窄,失去实际意义。
配电网运行实践表明: a值取1.2倍为宜,其运行负荷的变化范围[P]=(0.54~1.80)Pz.j。即网损率控制在最佳网损率的1.2倍以内,不仅经济负荷运行区域范围较大,而且也具有很好的降损效果。
4 配网供电负荷在经济区域内运行的节能性
配网经济负荷区域的合理划分,这对电网实施技术改造、负荷调配、运行管理、降损措施等都有指导意义。
当配网供电负荷P<Pa,则电网处于低负荷的非经济工况运行,网损中的固定损耗是影响网损率的关键因素。为此,降低电网的固定损耗是电网改造和降损工作的重点,若靠增大线路导线截面来降损,这已无显著效果。在此工况下的降损措施是:加快高能耗变压器的更新改造,更换“大马拉小车”的配变,加强“母子”式配变运行管理,着力提高电网负荷率。
当配网供电负荷在Pa<P<Pb区域内,这时电网处于经济负荷区域运行,表明电网结构运行参数和负荷变化范围是合理的,有利于电网的降损运行。
当配网供电负荷P>Pb时,则配网处于高负荷的非经济运行区域。此时,网损中的可变损耗则是影响网损率的关键因数,因而降低可变损耗则是负荷调整和降损管理的重点。其降损措施是: 加大线路导线截面,对重点负荷变压器进行增容改造,强化负荷调配,实施“移峰填谷”,着力提高负荷率等,从而有效地降低可变损耗。
5 结束语
配电网在结构参数不变工况下,将基供电负荷调配在最佳运行负荷时运行,必定存在网损率最低值。而最佳网损率则是电网改造、负荷调整、降损管理的重要依据。为此,对配网经济负荷区域进行合理划分,并通过调度手段将供电负荷调控在经济区域运行,则是电网降损的途径。