摘要:应用电力需求侧管理技术,是加强电力负荷的监控管理,提高电网负荷率,降低网损的有效途径,也是合理优化电网的规划建设、电网布局和供电电压等级,以及改善电压质量的前提基础,从而降低技术线损。
关键词:电力需求侧;电网管理;电力负荷;降损
电力负荷的管理是电力需求侧管理的重要内容之一,加强电力负荷的监控管理是提高电网负荷率,降低网损的有效途径,也是合理优化电网的规划建设、电网布局和供电电压等级,以及改善电压质量的前提和基础,使电网能够随着供电区域负荷的发展变化,保持长期的安全稳定和经济运行,从而降低技术线损。本文着重从应用电力需求侧管理技术,探讨电网负荷管理与降损的关系,以及如何进一步提高电网负荷率。
1 典型电网负荷的特性分析
电网负荷管理直接和客观地反映出一个供电企业从生产技术到经营管理,以及供电服务全过程的综合管理水平,更能反映出一个电网系统的经济运行状态、线损管理和电力需求侧管理水平。因此,重视电网负荷的管理就显得十分重要,是实现电网资源综合有效利用和降损的核心。现举一个电网负荷管理的实例,作数据比对、定量和定性分析,提出改进电网负荷管理想法。
1.1 示例简介
某县有110 kV变电站1座,主变2台(40000 + 31500kVA),110 kV线路长109.5 km ;35 kV变电站7座,主变12台,主变容量45400 kVA,35 kV线路长121.2 km;10 kV公用变(综合变)1262台,容量66590 kVA,专用变430台,容量63390 kVA;线路长度1206.5 km;0.4 kV线路长度2371.2 km。电网结构:以110 kV变电站为电源中心枢纽,辐射连结7座35 kV变电站。电网日最高负荷4.5 MW,日最高供电量825 MWh,年平均负荷率在50%~60%区间。为准确掌握和分析电网负荷特点,我们从县调度运行日志中,选取了两个月负荷率均达到72%时的典型状态值(见图1、图2、图3)。通过数理统计归纳后,并进行了数据比对分析,其特征有以下三点:
图1 电网典型负荷日变化曲线图
图2 电网供电量变化曲线图
图3 电网各电压等级线损率变化对比图
电网负荷的变化不规则、不对称,4月份与8月份在电网负荷率相等情况下,负荷曲线变化不一,越是电网负荷处在用电高峰时期,谷、平、峰、尖时段表现出有功负荷曲线畸形陡变,峰谷差较大十分凸显。
电网线损率的变化十分明显,4月份的各电压等级线损率较低,8月份的各电压等级线损率较高,数据表明该电网损耗是在随着电力负荷的提升而增高。
电网处在高峰供电时期,综合线损率偏高,10 kV及以上高压网损增高,尤其是35 kV线损率占比重较大,说明该电网的技术线损较大。
1.2 原因分析
我们对电网负荷的特征和线损的突升变化,进行现场调研分析,对一些数据进行了测算,该电网在负荷的管理上,存在以下问题:
电网调度对电力负荷预测和调控上,没有科学合理的预案和调荷技术措施手段,没有编制过电网主设备的经济运行方案,只是制定拉闸限电条次序列表。
电网规划建设技术上存在缺陷,110 kV变电站两台主变配置不合理,谷、平时段单台主变运行,负荷率约在45%~50%之间,有功负载仅为主变额定容量的45%;高、尖峰时段两台主变并列运行时,负荷率约在60%~72%之间,有功负载仍然达不到主变额定容量的50%,存在着“大马拉小车”现象。
该110 kV变电站两台主变只有1台是有载调压变压器,7座35 kV变电站12台主变只有5台是有载调压变压器,有载调压变压器占主变比率较低,变电站内无功补偿设备85%都是手动投切,导致系统电压波动较大,电压随负荷的变化十分明显,增加了无功损耗和电压损耗。
全系统有2座35 kV变电站主变过负荷运行, 2条35kV线路和8条10 kV配电线路超经济电流密度运行,5条10kV线路满载运行。供电方式不合理,超“供电半径”长度供电线路4条,迂回供电线路3条。
电网线损管理存在问题,经过现场测试检查,主要原因是110 kV与35 kV进出线各侧计量装置误差严重超标,二次压降大,计量专用互感器误差超标,输电线路绝缘水平下降,泄漏电流大。
2 应用电力需求侧管理技术实施降损的对策
电力需求侧管理(英文缩写DSM)是指对用电一方实施的管理,是电力公司采取有效的激励和诱导措施,以及适宜的运作方式,与用户协力改变用电方式,提高终端用电效率,为减少系统网损、电量消耗和电力需求进行的管理。如何应用电力需求侧管理技术,实施和开展电网降损工作是值得研究和探讨的,笔者认为应做好以下几方面工作。
对策一:做好电网的规划、建设和改造。电网的降损和负荷管理的基础是依赖于电网的供电能力,一个结构优化、布局合理的电网及科学合理的设备选型,既是降低电网技术线损的基础,也是保证电网长期安全稳定和经济运行的基础。
对策二:做好电力负荷的预测。要真实统计历史负荷和用电量的变化情况,寻找电网负荷变化的规律性特点;要掌握地方社会经济发展规划和上一级电网发展规划,分析负荷增长变化因素;要结合电网现有结构及相关设备技术状态,分析负荷的变化与设备的供电能力和供电方式;要在大量翔实的统计数据资料的基础上,建立负荷预测的数学模型,经过数理统计处理后,测绘出各时期负荷变化曲线图,掌握电网负荷变化需求特点,有利于提高用电负荷率。
对策三:做好电网调度运行方式和无功管理。根据负荷的变化,及时调整主设备运行方式,引导用户科学用电、合理用电,选择经济适当的受电电压和供电方式。实时监测电网电压、功率因数和无功的变化,实施电网在线调压、调荷。调度要建立起电网静态和动态运行方式的管理措施,开展电网的理论计算和潮流计算,并依据计算结果,编制科学、经济的电网运行方式,以及需求侧供电方案和无功补偿规划,从而优化电网的电压和无功管理,降低电网技术线损,提高电网的负荷率。
对策四:积极尝试推进电网升压改造。因地制宜,减少变电电压和提高配电电压等级,以改变网损居高不下的局面,提高供电能力和供电可靠性。在负荷密度较高的供电地区,可以考虑由20 kV中压供电。
对策五:积极应用需求侧管理技术,完善电网系统化的管理功能。DSM与传统的负荷管理有着明显的质的区别,它不是由供电方管理用户负荷,而是主动地、积极地去调动需求方(即用户)共同的实现负荷管理目标。DSM技术系统可实现负荷的优化控制,改善负荷曲线的形状,通过实施有效的管理措施,提高电网的负荷率;DSM技术可以实现电能计量装置的集抄,便于真实地做好线损统计分析,明确线损管理重点,确立线损管理主攻目标;DSM技术可以实现电网电压质量和无功在线监测,通过调整电网运行方式、主设备实时投切和负荷的在线管理等,努力改善电网的电压质量,减少无功损耗,提高电网的输配电能力,提升电网的经济运行水平。
3 降损效益分析
在实践中运用DSM技术实施电网降损管理,电网电压质量、负荷率、功率因数、容载比、电压合格率、综合线损率等技术指标,均得以明显改进和提升,电网的输配电能力和电网的经济运行水平,以及电网降损效益十分显著。如表1所示。
因此,积极应用电力需求侧技术实施降损管理是县供电企业推广应用新技术的发展趋势和方向,节约能源,是电网降损技术工作的重点,也是供电企业实现精益化管理的必由之路。
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