摘 要:配電網(wǎng)的運(yùn)行負(fù)荷是個(gè)變量,其可變損耗與運(yùn)行負(fù)荷相關(guān),只有將運(yùn)行負(fù)荷調(diào)配在經(jīng)濟(jì)負(fù)荷區(qū)域內(nèi)運(yùn)行,網(wǎng)損率才能達(dá)到最低值。因此合理劃分經(jīng)濟(jì)負(fù)荷區(qū)域,運(yùn)用調(diào)度手段進(jìn)行負(fù)荷調(diào)配,使供電負(fù)荷在經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)運(yùn)行,最終實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的降損節(jié)能。
關(guān)鍵詞:配電網(wǎng) 經(jīng)濟(jì)區(qū)域 運(yùn)行 降損
配電網(wǎng)絡(luò)是向用戶供電的載體,當(dāng)負(fù)荷電流通過(guò)電網(wǎng)供電時(shí)會(huì)產(chǎn)生電能損耗。配電網(wǎng)的網(wǎng)損由固定損耗和可變損耗組成,而網(wǎng)損率則是平均運(yùn)行負(fù)荷的函數(shù)。配電網(wǎng)的運(yùn)行負(fù)荷是個(gè)變量,其網(wǎng)損率與運(yùn)行負(fù)荷相關(guān)。在電網(wǎng)供電過(guò)程中,網(wǎng)損率最低值時(shí)所對(duì)應(yīng)的負(fù)荷稱為最佳運(yùn)行負(fù)荷。
在配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中,為促進(jìn)電網(wǎng)的降損節(jié)能,必須按最佳經(jīng)濟(jì)負(fù)荷劃分經(jīng)濟(jì)負(fù)荷區(qū)域,并通過(guò)電力調(diào)度運(yùn)用調(diào)度手段進(jìn)行負(fù)荷調(diào)配,落實(shí)“移峰填谷”提高負(fù)荷率,使供電負(fù)荷處在經(jīng)濟(jì)負(fù)荷區(qū)域內(nèi)運(yùn)行,從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)節(jié)能降損。
1 配電網(wǎng)運(yùn)行中的電能損耗
配電網(wǎng)的電能損耗由兩部分組成:一部分是配網(wǎng)內(nèi)所有變壓器鐵芯損耗總和,它與運(yùn)行負(fù)荷無(wú)關(guān),稱為固定損耗;另一部分則是線路、變壓器、電氣設(shè)備線圈電阻上損耗,并直接與運(yùn)行負(fù)荷相關(guān),稱為可變損耗。配電網(wǎng)的網(wǎng)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(wǎng)變壓器鐵損總和;
t——配網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間;
k——系數(shù),其值為均方根負(fù)荷與平均負(fù)荷之比;
P——計(jì)算期平均運(yùn)行負(fù)荷;
Rdz——配網(wǎng)額定電壓;
V——配網(wǎng)額定電壓;
cos——配網(wǎng)功率因數(shù)。
對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)不變的配網(wǎng),將各參數(shù)代入公式計(jì)算即可求出網(wǎng)損電量。
配電網(wǎng)的網(wǎng)損率系數(shù)為網(wǎng)損電量與供電量之比。將網(wǎng)損電量公式兩邊同除以供電量A(A=P·t)可得網(wǎng)損率計(jì)算式為:
可見(jiàn),網(wǎng)損率△A%是平均運(yùn)行負(fù)荷P的函數(shù)。
2 配電網(wǎng)的最佳運(yùn)行負(fù)荷
配電網(wǎng)供電過(guò)程中,其最佳運(yùn)行負(fù)荷的求得,可運(yùn)用網(wǎng)損率公式進(jìn)行推導(dǎo)。根據(jù)公式可知,在函數(shù)的兩個(gè)組成部分中,一個(gè)為遞減函數(shù),另一個(gè)為遞增函數(shù),將網(wǎng)損率△A%對(duì)運(yùn)行負(fù)荷P求導(dǎo),得:
即為:
從上式可知,P與其它各量在定義域內(nèi)均為正值,故d2(△A%)/dp2存在且大于零。因此,網(wǎng)損率△A%一定存在最低值。
令d(△A%)/dp =0,經(jīng)化簡(jiǎn)整理后可得網(wǎng)損率最低值時(shí)所對(duì)應(yīng)的運(yùn)行負(fù)荷,稱為最佳運(yùn)行負(fù)荷,其計(jì)算式為:
配電網(wǎng)在最佳運(yùn)行負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的網(wǎng)損率稱為最佳網(wǎng)損率,其計(jì)算式為:
最佳網(wǎng)損率是電網(wǎng)改造、負(fù)荷調(diào)整、節(jié)能降耗、運(yùn)行管理的重要依據(jù)。
3 配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷區(qū)域的劃分
當(dāng)配網(wǎng)供電負(fù)荷調(diào)配在最佳運(yùn)行負(fù)荷運(yùn)行時(shí),配網(wǎng)的網(wǎng)損率將存在最低值。但配網(wǎng)運(yùn)行負(fù)荷是個(gè)變化區(qū)域,很難做到在一個(gè)點(diǎn)上恒定運(yùn)行。因此,可在網(wǎng)損率控制在一定范圍內(nèi)的前提下,給配網(wǎng)運(yùn)行負(fù)荷劃分一個(gè)區(qū)域,這個(gè)區(qū)域即為經(jīng)濟(jì)負(fù)荷區(qū)域。為合理地給配網(wǎng)運(yùn)行負(fù)荷劃定一個(gè)經(jīng)濟(jì)區(qū)域,必須將網(wǎng)損率控制在最佳網(wǎng)損率的a倍(a>0),即△A%=a·△Azj%
則有:
經(jīng)化簡(jiǎn)整理后可得網(wǎng)損率△A%為最佳網(wǎng)損率
△Azj%的a倍時(shí),其所對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)區(qū)域負(fù)荷為:
當(dāng)配電網(wǎng)供電負(fù)荷在經(jīng)濟(jì)區(qū)域負(fù)荷[P]內(nèi)運(yùn)行時(shí),整個(gè)配網(wǎng)的網(wǎng)損率可控制在a·△Azj%以內(nèi),經(jīng)濟(jì)區(qū)域負(fù)荷[P]將有兩個(gè)邊際點(diǎn),即上下限臨界負(fù)荷點(diǎn)Pa、Pb。
Pa=Pzj(a-a2-1)
Pb=Pzj(a+a2-1)
當(dāng)配電網(wǎng)供電負(fù)荷在Pa<P<Pb區(qū)域內(nèi)運(yùn)行為最經(jīng)濟(jì)狀況,故稱為經(jīng)濟(jì)負(fù)荷運(yùn)行區(qū)域。
經(jīng)濟(jì)負(fù)荷運(yùn)行區(qū)域的劃分是否合理,關(guān)鍵在于a的取值。如a值取得過(guò)大,不但影響配電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性,而且還可能造成網(wǎng)內(nèi)變壓器的超載運(yùn)行。若a值取得過(guò)小,會(huì)使經(jīng)濟(jì)負(fù)荷運(yùn)行區(qū)域過(guò)于狹窄,失去實(shí)際意義。
配電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)踐表明: a值取1.2倍為宜,其運(yùn)行負(fù)荷的變化范圍[P]=(0.54~1.80)Pz.j。即網(wǎng)損率控制在最佳網(wǎng)損率的1.2倍以內(nèi),不僅經(jīng)濟(jì)負(fù)荷運(yùn)行區(qū)域范圍較大,而且也具有很好的降損效果。
4 配網(wǎng)供電負(fù)荷在經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的節(jié)能性
配網(wǎng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷區(qū)域的合理劃分,這對(duì)電網(wǎng)實(shí)施技術(shù)改造、負(fù)荷調(diào)配、運(yùn)行管理、降損措施等都有指導(dǎo)意義。
當(dāng)配網(wǎng)供電負(fù)荷P<Pa,則電網(wǎng)處于低負(fù)荷的非經(jīng)濟(jì)工況運(yùn)行,網(wǎng)損中的固定損耗是影響網(wǎng)損率的關(guān)鍵因素。為此,降低電網(wǎng)的固定損耗是電網(wǎng)改造和降損工作的重點(diǎn),若靠增大線路導(dǎo)線截面來(lái)降損,這已無(wú)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(qiáng)“母子”式配變運(yùn)行管理,著力提高電網(wǎng)負(fù)荷率。
當(dāng)配網(wǎng)供電負(fù)荷在Pa<P<Pb區(qū)域內(nèi),這時(shí)電網(wǎng)處于經(jīng)濟(jì)負(fù)荷區(qū)域運(yùn)行,表明電網(wǎng)結(jié)構(gòu)運(yùn)行參數(shù)和負(fù)荷變化范圍是合理的,有利于電網(wǎng)的降損運(yùn)行。
當(dāng)配網(wǎng)供電負(fù)荷P>Pb時(shí),則配網(wǎng)處于高負(fù)荷的非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)域。此時(shí),網(wǎng)損中的可變損耗則是影響網(wǎng)損率的關(guān)鍵因數(shù),因而降低可變損耗則是負(fù)荷調(diào)整和降損管理的重點(diǎn)。其降損措施是: 加大線路導(dǎo)線截面,對(duì)重點(diǎn)負(fù)荷變壓器進(jìn)行增容改造,強(qiáng)化負(fù)荷調(diào)配,實(shí)施“移峰填谷”,著力提高負(fù)荷率等,從而有效地降低可變損耗。
5 結(jié)束語(yǔ)
配電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)參數(shù)不變工況下,將基供電負(fù)荷調(diào)配在最佳運(yùn)行負(fù)荷時(shí)運(yùn)行,必定存在網(wǎng)損率最低值。而最佳網(wǎng)損率則是電網(wǎng)改造、負(fù)荷調(diào)整、降損管理的重要依據(jù)。為此,對(duì)配網(wǎng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷區(qū)域進(jìn)行合理劃分,并通過(guò)調(diào)度手段將供電負(fù)荷調(diào)控在經(jīng)濟(jì)區(qū)域運(yùn)行,則是電網(wǎng)降損的途徑。