10kV配电网节能降损分析_开题报告

一、国内研究现状

1.1 节能降损的目标及意义

国家在“十三五”规划中，制定了较为明确的节能减排总体目标,即到2020年，把能源消费总量控制在50亿吨标准煤以内，单位GDP能耗累计下降15%，非化石能源占一次能源消费总量的比重达到15%左右 [1] ，且主要污染物排放总量要大幅度减少。

节能是缓解能源供应矛盾的重要措施，是提高经济增长质量和效益的重要途径，是国家的基本国策。而作为一次能源消费大户的电力企业，节能降损是义不容辞的责任和义务，更应该充分利用现代先进技术及科学管理理念来实现电力行业的节能降损目标，这不仅是国家层面节能降损的必然要求，也是电力企业提高社会及经济效益的有效途径。

据相关数据统计表明，2016年1~10月我国线损电量累计高达2633.94亿k W·h，仅线损的直接经济损失就达到了上千亿人民币 [1] ，不仅给国家带来了庞大的能源浪费，还给电力企业增加了运营成本，可见我国电网存在着巨大的节能降损空间。通过客观性的认识电网节能降损现状，全面性的挖掘线损产生原因，战略性的制定电网节能降损规划方案，形成整体性的电网降损节能措施，指导电力企业的降损节能实践工作, 不仅有效降低电力企业生产经营成本, 还产生十分重要的社会意义。

1.2  国内10kV配电网损耗的现状

随着人民生活水平的不断提高，人们对电能的需求量和供电质量的要求也在逐年提高。在节能减排，绿色中国的大环境下，能源的匮乏与不可再生，都对电力企业的节能降损提出了更高的要求。在电力网传输分配过程中产生的有功功率损失和电能损失统称为线路损失。线损是供电企业在进行生产经营过程中，衡量其经济效益的重要指标之一。据统计，我国60%以上的大容量工业或农业电力用户采用的都是10 kV系统进行供电 [8] ，10 kV供配电线路的线损率在整个供配电网系统中总线损率中的比率高达65%～80% [8] ，所以，对10 kV供配电网，找采取相应的技术措施进行优化，实现节能降损已成为当务之急。

长期以来对10 kV配电网的规划工作不够重视，致使其配电网布局和结构不合理。配电站多偏离负荷中心，供电范围多超出合理的供电半径，而且配电线路上的负荷点过于分散，造成迂回线路和T接线路，使得线路损耗增大，供电质量得不到保证。供电材料选择不合理，导线直径偏小，使得电阻偏大，导致线路消耗增大。高耗能的配电设备，尤其是配电变压器仍在使用，这些设备本身损耗就多，严重影响供电质量和效率，电能浪费巨大[7] 。

二、 国外研究现状

作为世界上最大的能源消费国，美国近年来推出多个减少能源消耗的法律，积极发展以核能、天然气为主有利用环境保护的能源。德国也非常重视降损工作的开展，积极改造落后的电力设备，政府投入大量资金用于节能设备的开发。

对于节能降损措施研究，当前国内外主要分为两种，首先是就配电网的运行方式出发。如分段开关、联络开关的组合及其状态优化（配网重构），新电源点的规划等，另外就是运行方式已经确定的情况下，对配电网络进行优化，如优化供电线路半径，变压器经济运行，无功补偿，合理确定运行电压等。

总体来说，当前国外对于节能降损措施研究方面要比国内更加先进，包括大量配电自动化新设备、新技术的使用。在线损计算方面，国外更多的是研究配电网线损分析计算并以此为基础实现配电网优化运行，实现损耗最小化，收益最大化的目标[10]。

B. ^范文提纲

一、配电网电能损耗的原因分析

技术因素

1、配电网供电半径、结构  

2、高能耗变压器 

3、无功配置

（二）管理因素

1、计量管理的不足

二、配电网节能降损措施

（一）电网结构

优化配电网结构

  配电网的结构合理性不仅决定了其运行的稳定性和可靠性，也极大的影响着电网运行的能效性和经济性。

将电源引入负荷中心，避免电源单侧供电方式，下面对几种典型的电源供出方式对线损进行简单比较分析。

（1）电源在一端以一个回路向单侧供电的配电线路：

/

    此时，△P1=3I2R

该供电方式属于配电线路末端集中负荷分布形式，当线路均衡分布负荷时，其损耗为集中负荷方式时损耗的1/3。

（2）电源在负荷中心以两个分路向两侧供电的配电线路：

/

此时，△P2=3×2（I/2）2R/2=3I2R/4

（3）电源在负荷中心以三个分路向三个方向供电的配电线路：

/

此时，△P3=3×3（I/3）2R/3=3I2R/9

（4）电源从两端向负荷中心供电（相当于构建手拉手的供电方式）：

/

此时，△P4=2×3（I/2）2R/2=3I2R/4

通过上述（1）~（4）的分析比较，可以得出如下结论：

（1）电源在一端向单侧方向负荷供电，其功率损耗最大。

（2）电源在负荷中心向两侧供电方式，其功率损耗为单侧供电时的1/4。

（3）电源在负荷中心向周围三个方向供电方式，其功率损耗为单侧供电时的1/9。

（4）同样的线路和负荷，由两个电源分别向负荷中心供电，其功率损耗为单侧供电时的1/4。

由此可见，无论是变电站还是柱上配电变压器（或箱式变电站），尽可能将其分别在负荷中心向多方向均衡供电，对于降低功率损耗会产生巨大的效果。在中低压线路总长度相等、导线截面积相同时，电源布点越多，线路分段供电方式越多，整体线损就越少。手拉手供电方式的线损率小于单电源供电方式。因此，应尽量避免选用单侧供电的运行方式。

（二）电网经济运行

1、做好无功功率分压、分区就地平衡

（三）技术降损

1、线路改造

2、更换高能耗配电变压器

配电变压器是电力系统的末级变压器，其损耗占全网损耗的20%左右，因此降低配电变压器的损耗对节能降损、提高能效、节能环保具有相当重要的意义，是今后一段时期配电网节能降损的方向。

选取S11、S13型变压器，进行空载损耗，负载损耗对比，比较结果可知，S13的空载损耗约比S11减低30%，S13的负载损耗与S11大致相同。

容量SN (kVA)

S11

S13

P0(W)

Pk(W)

I0(%)

P0(W)

Pk(W)

I0(%)

1000

1150

10300

0.7

850

10300

0.21

800

980

7500

0.8

700

7500

0.24

630

810

6200

0.9

600

6200

0.27

500

680

5100

1.0

480

5100

0.3

根据节能变压器选择经济性研究的有关文献，有如下结论可共参考：

以S13型变压器更换S7、S9、S11型变压器，在任何时间段都是经济的（在后面的^范文中详细论述计算对比）。

变压器的技术经济性与售电单价，设备价格有直接关系，从企业经济效益言，

对于售电单价低于或高于全国平均电价的地区，应在计算综合能效费用的基础上，选择合适的配电变压器。

（四）管理降损

1、做好电计量管理等相关内容

C. 参考文献

    著作：

[1] 国家电网公司年鉴. 中国电力出版社，2017

[2] 党三磊. 线损与降损措施[M]. 中国电力出版社，2013,12 

[3] 牛迎水. 配电网能效评估与降损节能手册[M]. 中国电力出版社，2015,1.

期刊：

[4] 刘青云. 10kV配电网的线损节能降损措施[J]. 中国高新技术企业，2014.29

[5]张安华.中国电力工业节能降耗影响因素分析[J].电力需求侧管理，2009，8（6）. 

[6]徐强，曹俊华.提高农村配电网节能经济运行措施探讨[J].中国电力教育，2012.

[7] 王伟. 10kV配电网节能降损策略研究[J]. 无线互联科技，2011.

[8] 明媚. 10kV配电网节能降损措施探讨[J]. 通讯世界，2015.

[9] 温爱玲. 10kV配电网的线损管理及降损措施[J]. 安徽电力，2010.

[10] 李蕊.国外配电网节能降损经验和措施综述 [J]. 电技术研讨会，2016.