浅析电力系统经济运行措施

2016-12-05熊嘉湖南华菱湘潭钢铁有限公司湖南湘潭411100

低碳世界 2016年22期

熊嘉（湖南华菱湘潭钢铁有限公司，湖南湘潭411100）

浅析电力系统经济运行措施

熊嘉（湖南华菱湘潭钢铁有限公司，湖南湘潭411100）

自改革开放以来，社会发展迅速，我国经济建设水平也得到大幅度提高，不仅进一步推动了电力系统的发展，同时也对电力系统的经济运行提出了更高的要求。本文主要从电力系统经济运行的概念及现状入手，并对实现电力系统经济性的相关措施进行探讨，以期为实现电力系统经济效益的提高提供可靠科学的参考依据。

电力系统；经济运行；降低损耗

1 引言

在电力系统开始运行及调度期间，为了更好的满足相关经济性指标，应深入理解电力系统的经济运行和经济调度，并以电力系统在运行过程中的主要特征作为参考，制定有效的经济运行方法和经济调度方法，让电力系统在运行过程中的经济性充分体现出来，实现电力系统工作效率的提高，从而提高电力企业的综合效益。为了实现电力系统效益的最大化，在开展电力系统工作时，相关人员应进一步分析电力系统经济运行和经济调度，有效掌握其运行和调度方法，并将其积极应用在电力系统工作中，有利于进一步推动电力系统的发展。

2 电力系统经济运行的概述

2.1 电力系统经济运行的概念

所谓的电力系统经济运行主要是指在保障所有系统安全稳定的前提下，确保电能质量符合相关标准规定，实现电能生产和输送效率的最大化，以此来降低供电燃料的消耗和供电成本，并经过对比选择变压器和电力线路损坏最小的运转模式。在保障技术安全和经济成本合适的情况下，充分利用现有的装备和元件，通过相关的技术论证，来选取良好的运转模式、调整负荷、提高功率因数、改造电网等，在传输同等电量的情况下，来降低电力系统的损耗，以此来降低电网的损耗，从而保障电力企业经济效益的提高。

2.2 电力系统经济运行的现状

2.2.1 电力系统经济运行的基本情况

在2015年，全国的发电量呈现持续增长的趋势，在1～9月份期间，全国发电量已经完成26058亿kWh，约增长1.5%，同比提高了0.14个百分点。其中水电发电量约10862亿kWh，整体下降了0.98%；火电约15104亿kWh，约增长了1.02%；核电102亿kWh，约增长8.5%。整体来看，今年以来，发电量呈现持续增长的态势，初步预计下一季度的电力增长在8%以上。

全国用电量也保持较高增长，在1～9月份，全国用电量增长了11.3%，比第一季度增长了0.3个百分点。用电量增长主要体现在以下两点：①工业用电增长过快，高达7.1%，轻工业是工业用电中增长最快的，约11.8%；②第三产业的用电量也呈现上升趋势，其中交通运输邮电通讯也增长了0.7%。据不完全统计，在2015年1～9月份，全国电力企业产品销售突破了2万亿元，同期增长13%，其中国有企业的利润总额约751亿元，增长了5.0%，经济效益在稳定增长，全年实现销售收入约5亿元，增长了13.7%。

2.2.2 电力系统备用容量的运行状况

近年来，随着电力系统的持续发展，随机设备故障也在不断增多，相应加大了电力系统控制的难度，而负荷不确定性的增加，大大降低了负荷预报的精准性。自由化市场环境下的电力交易主要依赖于多变的电力市场，一般情况下，电力中断主要从小面积电力中断至大面积停电，不仅会造成经济损失，还会对环境产生间接影响。

2.2.3 电力系统的节能途径

城市配电网是电力系统能量损耗的主要部分，“十一五”期间的主要任务是实现配电网的节能损耗，该期间我国GDP能量的损耗同比降低了20%，为实现供电企业经济效益和目标利润的提高具有重要意义。由于负荷增长的速度过快，而配电网的建设投资较为滞后，供电线路在降低节能损耗方面具有较大的挖掘潜力。电力系统在运行过程中，线路和变压器将会产生电能损耗，这些损耗约占系统功率的10～15%，一些农村的电力网高达20～30%，大大增加了电能成本。相关的统计数据显示，线路和变压器的有功功率损耗占系统总有功功率损耗的80～85%，因此，实现电网功率和电能损耗的有效降低，对保障电力系统的正常运行具有重要意义。

3 加强电力系统经济运行的措施

3.1 对电网进行适当改造，降低电力传输中的能耗

为了保障电力系统经济运行的稳定性，需要对传统电网进行必要改造，及时更换或维修对电力传输造成影响的线路，从而将电能在传输过程中的损失降到最小，有利于电力传输损耗的降低，提高电力传输的效率，有效满足现阶段电力系统运行的实际需要，从而实现电力系统经济运行能力的提高。

3.2 科学设置变压器功能，保证变压器经济运行

变压器是电力传输网络中的重要组成部分，也是保证电力系统进行传输的关键部件，有效保障电力系统的经济运行。因此，从提高电力系统经济运行的角度出发，应对变压器的功能进行科学合理的设置，最大程度的降低变压器的电能损耗，保障变压器经济运行的稳定性，从而达到提高电力系统经济性的目的。

3.3 对电网补偿装置进行合理配置

在电力传输网络中，为了保证电力传输的可靠性，需要合理设置电网补偿装置，对电力网络的电力传输进行有效补偿，为了实现电力系统传输经济性的目的，可根据实际需要配置电网补偿装置，合理设定补偿的容量。因此，在电力传输过程中，应对补偿装置的设置予以重视，并保证其设置的合理性和可靠性。

4 实例分析

下文仅以某地区电网为例，对电力系统的经济调度进行分析和探讨。

4.1 地区电网说明

某地区2014年实际电网主要应用了跨区电力传输多目标经济调度模型，该地区的电网结构图见图1。

图1 某地区2014年电网结构图

从图1不难发现，该地区电网共由27个节点组成，其中送电区域的节点主要由4个550kV和20个220kV的节点组成，2个220kV的负荷节点和1个发电接点组成了受电区域，节点1、2、6、17、23这五个发电节点组成了送电区域，若送电区域的供电无法满足受电区域所需的负荷需求时，27发电节点则会自动发出电能，为本地提供电量。现阶段，由于受电区域的用电负荷增长的速度较快，从送电区域输送至受电区域的电量所占该地区负荷的比例也就越来越高。受电区域和送电区域的输电断面主要由5回220kV同沟电缆联络线组成，断面线路的输电容量见表1，若其运行方式正常的话，输电断面会普遍存在线路潮流不平衡的问题。

表1 输电断面线路容量

4.2 地区电网静态安全分析

2014年，该地区的电网在原有网架结构的基础上，新增了发电节点23和配套的负荷节点22，其中，23节点包括了两天机组，一个机组的额定出力为390MW，在该地区的用电情况进行综合考虑后，节点23按实际送出350MW。地区电网负荷根据相关的负荷预测设定，其中用电区域和受电区域的总负荷分别为2465MW、830MW，根据这种情况，在BPA建立运行方式潮流图，并对其电网运行状态的安全性进行分析，可根据线路N-1，N-2和N-1-1运行方式的潮流计算，其中N-2方式只能对双回路线路同时进行故障检修的情况进行分析，N-1-1方式只能对断面输电通道的故障检修情况进行计算。

4.3 地区电网经济调度的应用

4.3.1 调度模型的建立

在该地区电网中主要应用了跨区电力传输经济调度模型，其考察时间约为1h，且假设在这1h考察时间内负荷是不变的，在送电区域内，居民用电的比重为13.4%，电价为0.63元/kW·h；商业用电的比重为31.3%，电价为0.94元/kW·h；工业用电的比重为55.3%，电价为0.89元/kW·h。

4.3.2 调度结果分析

若受电区域对总负荷需求为1100MW，强发电节点处理和受电区域负荷配比作为主要控制手段，以跨区电力传输经济调度最小化和地区电网经济收益最大化为主要目标，构建目标经济调度模型，并采用先进的多目标粒子群算法对模型的相关信息进行计算，另外，粒子群的种群规模为100，精英集容量为200。