電網經濟運行

電網經濟運行就是指電網在供電成本率低或發電能源消耗率及網損率最小的條件下運行。電網經濟運行就是一項實用性很強的節能技術。這項技術是在保證技術安全、經濟合理的條件下，充分利用現有的設備、元件，不投資或有較少的投資，通過相關技術論證，選取最佳運行方式、調整負荷、提高功率因數、調整或更換變壓器、電網改造等，在傳輸相同電量的基礎上，以達到減少系統損耗，從而達到提高經濟效益的目的。

基本介紹

• 中文名：電網經濟運行
• 類別：節能技術
• 組成：變壓器及其電力線路的經濟運行
• 功能：提高功率因數、調整或更換變壓器

變壓器

原理

電網的經濟運行主要包括變壓器及其電力線路的經濟運行，電力設備中變壓器是一種套用十分廣泛的電氣設備，變壓器自身要產生有功功率損耗和無功功率損耗。

作用

電力系統中變壓器產生的電能損耗占電力系統總損耗比例也很大，因此在電力系統中變壓器及其供電系統的經濟運行，對降低電力系統、線損，有著重要的意義。由於當前絕大部分的變壓器及其供電系統都在自然狀態下運行，加上傳統觀念及習慣性錯誤做法的影響，導致現有變壓器不一定運行在經濟區間，因此必須要通過各種技術措施來降低。

降損技術措施

卡脖子原因

由於各種原因電網送變電容量不足，出現“卡脖子”、供電半徑過長等。這些問題不但影響了供電的安全和質量，而且也影響著線損。電力網改造是一次機遇，要抓住城農網改造，認真徹底地改善不合理的布局與設備。要充分利用在現有電網的改造基礎上，提高電網供電容量和保證供電質量的前提下，運用最佳化定量技術降低城鄉電網的線損，如老舊變壓器淘汰中要劣中汰劣，新型變壓器選型中要優中選優，既要根據城網和農網負載分布的特點，調整變壓器運行位置與供電線路實現最佳化組合，又要根據電網中變壓器與供電線路的分布狀況，最佳化負載經濟分配和電網經濟運行方式。總之，由於電力行業是技術密集型行業，在城鄉電網改造中應貫徹“科教興電”的方針，依靠科技進步和推廣以計算機套用為主要內容的先進技術，提高電網安全經濟供電的管理水平。在城鄉電網建設和改造過程中要最佳化調整城鄉電網的電力結構和提高電網結構中的技術含量。把電網建成“安全經濟型電網”，為電網安全供電奠定良好的基礎。在電網運行中最大限度地降低電網的線損，為縮小與已開發國家電網線損的差距做出貢獻。

安全型電網

由於電網的線損主要是由變壓器損耗與電力線路損耗所組成，所以電網改造的節電降耗，也就是對電網中的所有變壓器和電力線路進行擇優選擇和最佳化組合，組建成“安全經濟型電網”。

影響因素

因此，應重點從以下幾方面考慮：

（1）調整不合的網路結構

合理設計、改善電網的布局和結構；避免或減少城農網線路的交錯、重疊和迂迴供電，減少供電半徑太大的現象。

（2）採用子母變壓器，合理選用變壓器容量

避免“大馬拉小車”現象。城農網改造應注意合理分配變壓器台數與容載比，一般負荷在65%～75%時效益最高，30%以下算“大馬拉小車”。可根據負載波動及對季節性波動的負載，選擇二台容量不等變壓器經濟運行，即子母變壓器，以滿足不季節不同時間農網對電量的需求。

（3）配變的安裝地點應合理、經濟

針對配變單端供電情況，應適當將配變安裝在負荷中心處，這樣可使低壓線路由一路輸出變為幾路輸出，從而提高電壓質量，降低了低壓線損。

（4）農網應積極套用節能裝備

農網配變多為生活、動力及農排混合供電，因而存在有峰谷負荷相關懸殊，低谷用時間內配變二次電壓升高以及配變的實際電能轉換效率低的問題，而如果安裝使用了配變節能自動相數轉換開關，就可以解決上述問題，從而有效地降低了變壓器、線路的空載、輕載損耗。

（5）最佳化合理選擇電力線路導線截面

按經濟電流密度最佳化合理選擇電力線路導線截面

導線選擇應按經濟電流密度最佳化合理選擇並考慮留有一定發展的余度，這樣既可以降低線路損耗又可以減少重複投資。

（6） 簡化電網的電壓等級，降低網路損耗

電壓如能簡化一級，這樣可減少一級設備，減少運行管理和檢修工作，減少線損。城市負荷中心應儘量用高壓引入，可以縮短配電線路的供電距離；如具備經濟技術條件應對線路升壓改造，根據線路輸送容量和輸送距離，以及發展要求合理選擇升壓方案，而且升壓投資回收率較快，因此適當考慮升壓供電是可行的。

（7）選用節能型變壓器，淘汰高能耗變壓器

S9系列變壓器為目前我國10kV和35kV的電力變壓器低損耗產品，對還在使用中的高能耗變壓器應利用改造，合理規劃，予以淘汰或更新改造。在電網改造設計中對新型變壓器的容量選擇，不僅應考慮到變壓器容量利用率，同時更應考慮到變壓器的運行效率。使變壓器運行中的有功損耗和無功消耗最低。

使用技巧

合理安排變壓器的運行方式，保證變壓器經濟運行

變壓器經濟運行應在確保變壓器安全運行和保證供電質量的基礎上，充分利用現有設備，通過擇優選取變壓器最佳運行方式、負載調整的最佳化、變壓器運行位置最佳組合以及改善變壓器運行條件等技術措施，從而最大限度地降低變壓器的電能損失和提高其電源側的功率因數，所以變壓器經濟運行的實質就是變壓器節電運行。變壓器經濟運行節電技術是把變壓器經濟運行的最佳化理論及定量化的計算方法與變壓器各種實際運行工況密切結合的一項套用技術，該項節電技術不用投資，在某些情況下還能節約投資(節約電容器投資和減少變壓器投資)。所以，變壓器經濟運行節電技術屬於知識經濟範疇，是向智力挖潛、向管理挖潛實施內涵節電的一種科學方法。

（1）合理計算變壓器經濟負載係數，使變壓器處於最佳的經濟運行區。

變壓器並非在額定時最經濟，當負荷的銅損和鐵損相等時才最經濟，即效率最高。兩台以上主變壓器的變電所應繪出主變壓器經濟運行曲線，確定其經濟運行區域，負荷小於臨界負荷時，一台運行。負荷大於臨界負荷時兩台運行。

（2）平衡變壓器三相負荷，降低變壓器損耗。

變壓器不平衡度越大，損耗也越大，因此，一般要求電力變壓器低壓電流的不平衡度不得超過10%，低壓幹線及主變支線始端的電流不平衡度不得超過20%。

（3）合理調配變壓器的並列與分列的經濟運行方式。

按備用變、負載變化規律、台數組合等因素，優先考慮技術特性優及並、分列經濟的變壓器運行方式。

（4）變壓器運行電壓分接頭最佳化選擇。

在滿足變壓器負載側電壓需要的前提下，用定量計算方法，按電源側電壓的高低和按工況負載的大小，對變壓器運行電壓分接頭進行最佳化選擇，從而降低變壓器損耗，提高其運行效率。

（5）合理考慮變壓器的特殊經濟運行方式，降低損耗。

變壓器由於使用範圍較廣，根據不同的運行方式與電網結構，需要考慮一些特殊的運行方式，以達到經濟運行。如三繞組與雙繞組並列、兩側並列與另一側分列及負載有備用電源等等不同的組合運行方式，達到最佳的經濟運行。

（6）根據不同用戶，採用一些特種變壓器。

由於供電系統的用戶範圍廣大，對一些特殊用戶要考慮特殊的供電方式才能使投入的變壓器達到最佳的經濟運行狀態。如單相變、電爐變、調壓變、專用變等，以滿足專一用戶而不影響其他用戶的經濟運行。

合理調節配網運方使其經濟運行

電力系統的經濟運行主要是確定機組的最佳組合和經濟地分配負荷。電網要考慮的是全系統的經濟性，是在保證區域電網(110kV以上)和地區電網(110kV以下的城區網、農網和企業網)的安全運行和保證供電質量的基礎上，充分利用電網中現有輸(配)變電設備，在系統有功負荷經濟分配的前提下，做到配電網及其設備的經濟運行是降低線損的有效措施。

（1）合理調整配電線路的聯絡方式

配電線路應該採取最佳運行方式使其損耗達到最小，如通過互為備用線路、手接手線路、環網線路、並聯線路、雙回線路等是可以達到的。

（2）按經濟功率的分布選擇網路的斷開點

環形供電網路，按經濟功率的分布選擇網路的斷開點。

對於環形的供電網路，正常需要運行斷開，應根據兩側壓降基本相等的原則，找到一個經濟功率的斷開點，使線路的電能損耗最小。

（3）推廣帶電作業，減少線路停電時間

對雙回線路供電的網路，雙回線路並列是最經濟的，如因檢修工作，其中一條線路停電，則由於負荷電流全部通過另一條運行的線路，會使線損大增加，因此要儘量利用帶電作業，減少雙回線的停電次數與時間。

合理配置電網的補償裝置

合理安排補償容量

（1）增裝無功補償設備，提高功率因數

對農網線路，合理增設電容器，增強無功補償，提高功率因數，根據供電網路情況，運用集中補償和分散補償相結合的方法，變電所可通過高壓櫃靈活控制功率因數的變化。

（2）無功功率的合理分布。

在有功功率合理分配的同時，應做到無功功率的合理分布。按照就近的原則安排減少無功遠距離輸送。對各種方式進行線損計算制定合理的補償方式；

（3）合理考慮並聯補償電容器的運行

過去主要考慮投入電容器能減少變壓器和線路損耗，而忽視了電容器的投入會增加電容器的介質損耗。所以應以總損耗最小為基礎來計算投切電容器的臨界點負載和多組電容器的經濟運行區間。

做到經濟調度，有效降低網損

電網經濟調度是以電網安全運行調度為基礎，以降低電網線損為目標的調度方式。電網經濟調度是屬於知識密集和技術密集型領域，是按電網經濟運行的科學理論，實施全面電網經濟運行的調度方式。

（1）合理制定電網的運行方式。

合理調整電網年度、季度運行方式，把各種變電設備和線路有機地組合起來充分挖掘設備的潛力，減少網路損耗，提高供電的可靠性。

（2）根據電網實際潮流變化及時調整運行方式。

做好電網的經濟調度，根據電網的實際潮流變化，及時合理地調整運行方式，做好無功平衡，改善電壓質量，組織定期的負荷實測和理論計算，使電網線損與運行方式密切結合，實現電網運行的最大經濟效益。尤其在農網運行中，應合理調度電力負荷，強化用電負荷管理，從而達到配電網路的降損節能。另外，合理調整負荷，提高負荷率及調整三相不平衡電流。在相同的總用電量條件下，負荷率越高，峰谷差越小，則線損越小，因此合理調整負荷，提高負荷率、削峰填谷、適時分、並列及轉移負荷有利於降低線損。由於線路負載三相平衡度大，則不僅增加相線和中線上的損耗，同時危及配變的安全運行。必須及時進行設整。

電力系統區間

電力系統的經濟運行主要是確定機組的最佳組合和經濟地分配負荷。電網要考慮的是全系統的經濟性，是在保證區域電網(110kV以上)和地區電網(110kV以下的城區網、農網和企業網)的安全運行和保證供電質量的基礎上，充分利用電網中現有輸(配)變電設備，在系統有功負荷經濟分配的前提下，做到配電網及其設備的經濟運行是降低線損的有效措施。

由於當前絕大部分供、用電單位的變壓器及其供電線路都在自然狀態下運行。而恰恰又受到某些傳統錯誤觀點和習慣性錯誤作法的影響，再加上不合理的電價制度的制約，導致現在運行的變壓器大都不是經濟運行方式。同時，我國正處在節能型變壓器、冷軋矽鋼片變壓器和熱軋矽鋼片變壓器的交替時期，因此全面開展變壓器經濟運行意義重大。

社會效益

變壓器及其供電系統經濟運行降損的社會效益有：節約資金，即節約電容器的投資和減少變壓器的投資；減少電壓損耗，提高供電質量，進一步降低線損，改善環境；節約資源，為子孫後代造福。

由此可見，電網的損耗是可以通過一些有效的措施來減低，使電網達到最優的經濟運行，提高社會的經濟效益，促進電網運行管理走向定量化、擇最佳化、有序化的現代化管理。因此在電力系統中推廣電網經濟運行降損措施，其節電潛力巨大，經濟效益顯著，具有現實意義。