松阳配电网技术降损方法研究与应用

翁军美　徐发林　李淑芳　潘智豪　林江

摘 要：松阳供电公司开展技术降损方法研究与应用，核心围绕三相负荷平衡、高压侧无功零交换和经济电压，研究配电网技术降损闭环控制与决策支持平台及台区综合节能装置并投入实际应用，取得了良好的效果。

关键词：技术降损 三相负荷平衡 高压侧无功零交换 经济电压 控制逻辑

中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0034-01

线损率作为能够综合反映和体现电力系统规划设计、生产运行和经营管理水平的一个重要指标，越来越引起电网经营企业的重视，降低线损、提高电网效率可以带来巨大的社会和经济效益，已经成为电力企业孜孜以求的目标，线损考核要求日渐提高。配网是电能传输的各环节中损耗比例最高的环节我国配电网的线损率一直居高不下，配电网损耗占全网损耗的70%，抓好配网降损是降损工作的关键。

松阳配电网线损率较高，为此，松阳供电公司开展技术降损方法研究与应用，核心围绕相负荷平衡、高压侧无功零交换和经济电压，研究配电网技术降损闭环控制与决策支持平台及台区综合节能装置并投入实际应用，取得了良好的效果。

1 目标函数的解耦与迭加优化

松阳配电网技术降损工作，涉及无功与电压、无功与有功的优化求解问题，既有连续变量，又有离散变量，针对该混合变量模式下目标函数的优化求解问题是非常复杂的，也是较不现实的。

项目过程中，经过研究与分析发现，配电网运行的特点和主网的特点不太一样，电压或无功中任意一个的调节，对另外一个的影响不像主网那么大。因此，在工程实用化中，无功的补偿控制，无需考虑电压，电压的调节控制，也无需考虑无功。但是，无功和有功的调节影响是紧密的。因此，项目根据配电网参数特性以及运行特征，项目针对目标函数的求解，采用“无功与电压、无功与有功”的解耦与迭加优化的方法进行，取得了较好的实际应用效果。

2 三相负荷平衡

随着经济和科学技术的发展，人们对电能的需求量越来越大，并且对用电的质量的要求也越来越高。电能质量的好坏直接影响到电网和一些电器设备的安全，直接关系到我国经济能否正常运行、企业产品质量的好坏以及我们的生活秩序是否良好。三相不平衡问题是衡量电能质量的一个重要指标，三相不平衡不仅会增加损耗、降低效率，而且还会引起负荷端电压中性点的漂移，引起设备损害和意外事故，因此，保证三相平衡具有重要意义。

三相负荷平衡是技术降损方法中一个非常关键且效益十分显著的手段，包括三相有功负荷平衡和三相无功负荷平衡。松阳配电网三相平衡的优化和控制采用解耦迭加的思路来进行的，先有功再无功。

通过采集配变低压侧三相的有功、无功、电流和电压数据，首先进行三相有功的不平衡判别和调整，具体手段是通过在相间跨接电容转移有功电流的方法进行，结合实际应用验证，转移效率约为跨接电容的1/3左右。举例说明，A＼B＼C三相有功电流分别为90＼80＼70，现在在AC相间跨接一个30kVar的电容，则可以转移有功电流约为10A，通过不间断复合开关进行投切操作后，A＼B＼C三相有功电流为80＼80＼80，三相有功电流达到平衡，有效降低因三相有功不平衡带来的损耗，实现降损。

有功三相不平衡调整完成后，继续调整无功三相不平衡。无功损耗就是因为无功远距离输送而产生的，所以只要保证线路上的无功流动最小，就可以实现无功损耗最小的目标。相对来说，无功三相不平衡的调整技术已经十分成熟，且得到广泛的应用。具体方法就是进行分相补偿，什么时候缺什么时候补，缺多少补多少，最终实现三相无功完全补偿，实现无功就地补偿的同时，实现三相平衡。

3 高压侧无功零交换

传统的配变无功补偿，主要是在配变低压侧进行，但是一般都是只考虑用户侧所消耗的无功，对于配变自身的无线未进行补偿。那么必然会出现配变无功需要线路甚至变电站来进行远距离的输送补偿，无功的远距离流动，造成了损耗。因此，松阳配电网技术降损过程中，通过在配变低压侧同时补偿用户侧和配变自身所消耗的无功（约占配电网无功消耗的85%），无功就地平衡，实现配变高压侧无功的零交换。整个配电网只有配电线路存在少量的无功流动（约占配电网无功消耗的5%），基本可以忽略。

特别需要说明的是，高压侧无功零交换的控制目标是一个理想的状态，实际实施过程中，通过在台区综合节能装置中设定允许无功适量超前补偿的方法，可以得到良好的应用效果。适量的无功倒送，可以补偿线路上的少量无功消耗，不存在向变电站关口或上一级电网倒送的情况，对于配电网降损和整体电网降损来说，是有益的。

4 经济电压

有功损耗与运行电压和电阻有关系，电阻一般可以看作不变，那么影响有功损耗的就是运行电压。项目提出“经济电压”这个概念，只要能够保障配电网在经济电压下运行，有功损耗就可以最小。

研究发现，配电网经济电压的计算与有功负荷有关系，因此判定，配电网经济电压的调节是可以独立进行的。关于配电网经济电压的调节，项目是采用实时在线计算并进行开环控制调节的，调节的手段是变电站变压器分接头和母线电容器（AVC自动电压控制系统）。

5 控制逻辑

项目实施时，经济电压先控后控都可以，同步控制也可以，具体采用外部配置的方法进行，这主要得益于自定义专家系统，可以自行设定控制目标优先级、控制对象优先级等。

松阳配电网技术降损核心控制关键在于要先对低压电网三相有功不平衡进行调控，然后对台区低压有功三相不平衡进行调控，最后对台区高压侧无功零交换和低压侧无功三相补偿与平衡进行调控。

三相不平衡率最低，电压最经济，无功流动最小，那么有功和无功损耗最小，配电网运行就是最经济，节能降损效果最好。

6 结语

松阳配电网技术降损方法研究与应用，验证配电网在最少投资条件下的最有效技术降损的技术路线和实施方法，树立了配电网技术降损领域“内涵节电”和“挖潜节电”的典型应用示范，其研究应用成果代表今后配电网技术降损的重要发展方向和关键技术。项目的开展、实施与成功，不断丰富和积累配电网技术降损的经验，尽管部分技术（三相负荷平衡）还需要进一步研究和完善，但是目前的研究与应用成果仍然具有显著的参考和推广应用价值，便于到更大范围的配电网推广应用，实现效益的最大化。

参考文献

[1] 衣滨.试论电力网络的降损节能[J].黑龙江科技信息，2013（25）：133.

[2] 张波.金华市婺城新区10 kV配电网接线模式研究[D].浙江大学，2011.