城镇典型配电线路定量节能评估方法研究

傅国奕

【摘 要】随着国家提倡资源节约型和环境友好型的两型社会，我们有必要对电的使用加以探讨。配电网的节能潜力评估是节能规划的基础工作。本文以城镇线路为例，介绍了配电线路节能评估的方法，定量计算和比较了各种技术手段应用的节能潜力，指出了城镇配电线路节能规划的策略。

【关键词】城镇线路；节能；潜力；评估

【中图分类号】TM726【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0286-02

人类用电的历史就是人类的文明史，自爱迪生发明电灯以来人类已经和电有了一百多年的交集。电的使用为人类带来了更明亮的夜晚、更快捷的交流、更丰富的娱乐，总之，带来了更好的生活。就中国来说，近三十年来经济建设不断发展，城市化的进程也越来越快，对电的需求也大大增长，但是以往用电存在着浪费的现象，随着国家提倡资源节约型和环境友好型的两型社会，我们有必要对电的使用加以探讨。配电网的节能是节约用电的一个重要方面，其中配电网的节能潜力评估更是节能规划的基础工作。负荷重、特性复杂、线路损耗大、电压质量改善空间大等是城镇配电线路的特点。对城镇配电线路的节能潜力加强定量评估对于可以针对性地提出改善计划和改造方案，为配电网规划方案的制定提供依据是大有好处的。

为了结合实例说明问题，我们选择了广东省惠州市新圩镇的配电网络作为说明对象。新圩镇作为广东省中心镇，地理位置得天独厚，毗邻港澳，地处惠州、深圳、东莞三地的交界地带，是深莞惠三地的地理几何中心，素有“金三角”的美誉。全镇总面积158.4平方公里，总人口12万多人。镇中心区距惠阳区行政中心所在地淡水街道办事处18公里，距南海石化项目所在地大亚湾31 公里；西与东莞市清溪镇隔山相望，距清溪镇中心区28公里，距东莞市区58公里；南与深圳市坪地镇相连，距深圳市区49公里，北距惠州市区29公里。

近年来，新圩先后建成了镇民乐广场和集休闲、娱乐、购物、饮食于一体的文明商业步行街，完善了各村组道水泥路网建设，加大了镇区的绿化和环境卫生整治，完成了塘吓至白云嶂绿道的规划采点，改造美化了多条过境公路。同时，还不断强化政务服务意识和效能，建成了镇级行政服务中心、综治信访维稳中心、村级便民服务站和新圩检察室等，不断满足新形势下人民群众和工业企业对政务服务的需求。

今后，新圩将围绕“一带三区五园”的发展定位，着力推进以新型加工制造业、特色产业配套服务和山地生态旅游为主的，强调区域协作的示范性宜居宜业宜游中心镇建设。

一带，即北部生态旅游产业带。科学规划和开发利用好北部生态资源，大力发展生态旅游项目，将北部地区打造成深莞乃至港澳地区生活、旅游、休闲的后花园。

三区，即提升圩镇“商贸中心区”档次、推进塘吓“幅射型商区”的形成、启动约场“特色商业区”的规划建设，逐步将这一沿358省道区域打造成现代化商贸长廊。

五园，即通过着力规划建设新星工业园、东风工业园、高屋工业园、红田工业园，主动承接莞深高新技术产业的转移和辐射，促使产业集约、集群发展；通过共建“坪新清”产业合作示范区这个平台，按照“现代化、花园式城镇”的规划建设标准，在南部产业园大力发展商贸休闲、房地产业、生态旅游以及现代信息服务等产业，全力把这一区域打造成深莞惠深度合作的示范性卫星新城。

近年来，新圩紧扣《珠江三角洲地区改革发展规划纲要》深入实施的历史发展机遇，着力推进经济、社会和城镇转型升级，加快与深莞发展对接的步伐。目前，全镇共有工业企业720多家，包括服装、电子、涂料、五金、塑胶、玩具、印刷、电缆等30多个行业、3万多个品种。 2011年的数据表明，全镇完成工农业总产值107.11亿元，实现GDP37.19亿元。全年用电量7.4亿千瓦时，比增7.8%，其中工业用电量4.65亿千瓦时，比增8.3%。

可见新圩镇的用电量很大并且根据规划来看还将继续扩大。在这样高的用电量之下，研究配电线路节能措施可以为新圩镇节省大笔财政支出，促进当地经济更好更快的发展，实现新圩镇建设成为广东省强镇的意愿。

新圩线引自明城变电站10kV母线，中压主干线路长6.007km，其中包括LGJ-240的架空线5.323km，YJV22-300的电缆线0.684km。新圩线所接配变共15台，总容量13710kVA，包括5台公变、10台专变，其中有7台S9型专用变压器。新圩线主要负荷为工业用电和居民用电。2012年5月新圩线最大馈线电流为402.51A，负载率约94.08%；变电站母线电压在10.10kV左右。

本文采用PSAS配电网节能评估与规划分析软件，针对该线路进行了节能评估的计算，给出了定量分析结果。

一、最大方式初始潮流分析

新圩线初始最大潮流的总体情况，中压线路损耗占网损的主要部分约为89%，线路所接的负荷偏重，部分配变负载率高，配变铜损、铁损较小，低压无功补偿不足，功率因数低，线路首段运行电压不高，线路最低电压出现越下限的情况。

二、节能降耗潜力分析计算

（1）改变无功控制策略的节能潜力

假设规定新圩线专变和公变通过无功补偿使得功率因数全部达到1. 00，在这种较为理想的情况下，由于公变及专变功率因数的提高使线路无功输送量大幅减小，从而能有效降低网损率。采用该种方法的效益对比。由表可见，改变无功控制策略后，线路最低电压大幅度上升，功率因数大大提高，有功损耗降损潜力达21.20%。

（2）调整运行电压的节能潜力

建议明城站10kV侧采取逆调压方式，在现有负荷情况下，进行母线电压调整到10.5kV后的潮流分析，结果如表1所示，10kV系统有功损耗降低8.35%，线路末端电压亦得到较好的改善。

（3）改变导线型号/线径的节能潜力

新圩线主干线部分现有型号为LGJ-240的架空线5.323km，考虑绝缘化要求及更换周期，现假设新圩线最大负荷增长10%，将主干线LGJ-240裸导线更换为JKLGYJ-300架空绝缘线。而更换导线所需要的投资为182.60万元，其更换前后的效益对比，如表2所示。10kV系统总损耗下降约25.85%，降损效果较为显著，10kV线路最低电压明显改善，功率因数也提高。

（4）更换配电变压器的节能潜力

新圩线目前公用配变都是S11型或非晶型变压器，节能效果较好。而专用变压器中有7台S9型，对线路损耗造成一定影响。假如条件许可，能将7台S9专变更换为S11型或非晶型，下面考虑该线路负荷增长10%，取年最大负荷损耗小时数，重新计算潮流可得到更换高能耗配变的节能效益如表3所示。可见，高能耗配变更换将使10kV系统有功损耗最多降低5.80%，同时对提高供电可靠性也将具有一定的好处。

（5）削峰填谷、减小负荷波动节能潜力

新圩线的负荷类型为工业+居民负荷，负荷高峰分布在10时至16时，22时至04时这两个时间段，高峰负荷与低谷负荷差别较大，因此研究在当前负荷水平下，基于明城站新圩线日负荷曲线和明城变电站母线电压运行方式，进行日线损仿真计算，同时进行削峰填谷的节能潜力分析，效果如图1和表4所示。

可见，新圩线平均负荷率较高，线路日线损电量也较高。假设调整负荷使其波动程度降低3 0 %，可使日有功损耗电量下降约278kWh，降幅达4.6%，削峰填谷有一定的改善效果。在条件允许的情况下，可对新圩线进行一定的负荷波动调整，降低负荷波动，从而做到节能降损。

三、各分项节能措施效益对比

根据上述的几项分项节能措施分析，对比各项措施的降损潜力及实施该措施的投入，分析各项措施的降损效益。可知，改变无功控制策略和改变导线型号的节能降损效果相当明显，分别达21.20%和25.85%。改变导线型号耗资大但降损潜力也较大。调整母线电压这一手段的降损也可达8. 35%，而其耗资较小，降损效益较好，可实施性较强。

四、结论

综合分析，新圩线的主要负荷为工业用电和居民用电，其架空线路较长，支路较多，负荷偏重，线路电压偏低，线路损耗占主要部分；线路功率因数低，而且低压侧无功补偿不足，部分变压器低压侧需增加无功补偿设备。综合估计，该线路的节能空间估算有51%左右。从各项节能措施的效益来看，可优先考虑改变无功控制策略和调整母线电压，增加无功补偿配置，条件允许的情况下再安排导线更换，实现该线路的节能降耗。

参考文献

[1] 张勇军，钟清，陈旭等.配电网节能规划与运行[M].北京：中国电力出版社，2009

[2] 尚金成.电力节能减排的理论体系与技术支撑体系[J].电力系统自动化，2009，33（6）：31-35