電力節能降耗技術措施分析
http://www.debgrams.com 2009-01-16 09:54
1、電力節能技術措施
節能降耗和污染減排是“十一五”期間一項全社會任務，是構建和諧社會的重要因素。國家在“十一五”規劃中提出2010年單位GDP能耗下降20％，這個任務非常艱巨。
根據上海市電力公司的測算，線損電量占公司總能耗的97.05％；其次是大樓建筑用能、用水等方面的能耗，占1.43％。因此電網公司的節能降耗措施重點在優化調度、降低綜合線損、用電側管理、建筑節能等領域開展工作。
1.1降低發電能耗
1.1.1優化調度模式
“調整發電調度規則，實施節能、環保、經濟調度?！眹野l展和改革委員會等部門已下發有關通知，要求發電調度中優先考慮可再生能源和低能耗機組發電。為此，電力公司盡快研究制定新的調度規劃，以節能、環保、經濟為標準，確定各類機組的發電次序和時間，優先調度低能耗機組發電，或直接按照能耗標準調度，激勵發電企業降低能耗，減少高能耗機組的發電量。
一個電網發電側經濟性指標主要取決于所有裝機設備等級及狀況、平均負荷率兩大要素。在前者一定的前提下，提高電網整體經濟性的主要手段就是如何提高平均負荷率（包括數值及品質）；次要手段是在平均負荷率一定的情況下，如何優化分配各臺運行機組之間的負荷。
以上海電網為例，若采取“以大代小”政策，節能潛力與華東省電網相比小很多，但是若政策到位、技術上得到充分支撐，結合電源點負荷分配、廠內機組合理安排調停、兩班制運行、廠內負荷優化分配等一系列措施，全網平均供電煤耗可下降4g/（kW•h），2006年節約標煤25.76萬t。
1.1.2可再生能源發電
在我國，新能源與可再生能源是指除常規能源和大型水力發電之外的風能、太陽能、小水電、海洋能、地熱能、氫能和生物質能等。可再生能源的開發利用是實現“節能、降耗、環保、增效”的重要手段。根據我國能源發展的有關規劃，“十一五”期間，我國將大力發展風電，適當發展太陽能光伏發電和分布式供能系統。
風能和太陽能等可再生能源大規模開發利用時，必須解決可再生能源發電的并網以及可再生能源電源與電網之間的影響問題。一方面，電網公司除了要優先收購風電外，還應承擔電網建設和傳遞電力的義務，需要大量的資金投入，因此政府的政策支持十分重要；另一方面，由于風電和太陽能電源的功率間歇性和隨機性特點，大規模接入地區電網后，將對地區電網的結構設計、運行調度方式、無功補償措施以及電能質量造成越來越明顯的影響，電網公司必須采取妥善的技術和管理措施。
1.2降低綜合線損技術
1.2.1電網規劃優化
城市電網可通過合理的電網規劃來降低線損。上海電網在構筑滿足，N-1準則的配電網絡，重點地區配電網滿足檢修狀態下N-1準則的前提下，綜合考慮近、遠期地區負荷密度、節能降損和區外電源的受電通道等情況，從各個電壓等級協調發展的角度，因地制宜地建設高壓配電網，大力發展110kV網架及110kV直降10kV供電。
建設節能低耗、符合環保要求的配電網。上海城市發展決定了在中心城區以發展電纜網絡為主，變配電站小型化、緊湊型，注重與環境相協調。為了減少線損，提高電壓質量，上海電網采用中壓配電網延伸，進住宅小區，壓縮低壓配電網范圍，多布點，近距離供電。同時，采用了低損耗、低噪音設備。
1.2.2電力變壓器節能
?。?）變壓器降耗改造。變壓器數量多、容量大，總損耗不容忽視。因此降低變壓器損耗是勢在必行的節能措施。若采用非晶合金鐵芯變壓器，具有低噪音、低損耗等特點，其空載損耗僅為常規產品的五分之一，且全密封免維護，運行費用極低。S11系統是目前推廣應用的低損耗變壓器，空載損耗較S9系列低75％左右，其負載損耗與S9系列變壓器相等。因此，應在輸配電項目建設環節中推廣使用低損耗變壓器。
（2）變壓器經濟運行。變壓器經濟運行指在傳輸電量相同的條件下，通過擇優選取最佳運行方式和調整負載，使變壓器電能損失最低。變壓器經濟運行無需投資，只要加強供、用電科學管理，即可達到節電和提高功率因數的目的。每臺變壓器都存在有功功率的空載損失和短路損失，無功功率的空載消耗和額定負載消耗。變壓器的容量、電壓等級、鐵芯材質不同，故上述參數各不相同。因此變壓器經濟運行就是選擇參數好的變壓器和最佳組合參數的變壓器運行。
選擇變壓器的參數和優化變壓器運行方式可以從分析變壓器有功功率損失和損失率的負載特性入手。
1.2.3電網無功配置優化
大量無功電流在電網中會導致線路損耗增大，變壓器利用率降低，用戶電壓跌落。無功補償是利用技術措施降低線損的重要措施之一，在有功功率合理分配的同時，做到無功功率的合理分布。
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無功優化的目的是通過調整無功潮流的分布降低網絡的有功功率損耗，并保持最好的電壓水平。無功優化補償一般有變電所無功負荷的最優補償、配電線路最優補償以及配電變壓器低壓側最優補償。由電能損耗公式可知，當線路或變壓器輸送的有功功率和電壓不變時，線損與功率因數的平方成反比。功率因數越低電網所需無功就越多，線損就越大。因此，在受電端安裝無功補償裝置，可減少負荷的無功功率損耗，提高功率因數，提高電氣設備的有功出力。隨著電力電子技術的發展，應積極開展有源濾波裝置（ActivePowerFiltet）和靜止同步并聯補償器（STATCOM）的試點應用。
1.3用電側管理技術
開展電力需求側管理能帶來直接經濟效益和良好的社會效益，有效的技術手段是實施需求側管理的基礎，研究掌握好能效技術、負荷管理技術，采用先進技術來提高終端用電效率，對實現電力需求側管理的目標起到保障作用。
1.3.1改變用戶用電方式
主要指負荷整形管理技術，包括削峰、填谷和移峰填谷3種。根據電力系統的負荷特性，以某種方式將用戶的電力需求從電網的高峰負荷期削減、轉移或增加電網負荷低谷期的用電，以達到改變電力需求在時序上的分布，減少日或季節性的電網峰荷，提高系統運行的可靠性和經濟性，還能減少新增裝機容量、節省電力建設投資，降低預期的供電成本。主要在終端用戶中采用蓄冷蓄熱技術、能源替代運行技術和改變作業程序、調整輪休制度。
1.3.2提高終端用電效率
主要有選用高效用電設備、實行節電運行、采用能源替代、實現余能余熱回收和應用高效節電材料、作業合理調度、改變消費行為等。
推廣高效節能電冰箱、空調器、電視機、洗衣機、電腦等家用及辦公電器，降低待機能耗，實施能效標準和標識，規范節能產品市場。引導企業采用無功補償、智能控制技術、變頻調速和高效變壓器、電動機等節電控制技術和產品，有利于電網削峰填谷、優化電網運行方式、改善用能結構、降低環境污染，提高終端電能利用率。
1.4樓宇及變配電站建筑節能
雖然辦公樓和變配電站的建筑能耗一般占電力公司總能耗的比重不大，但是全社會的商業用電中，樓寓的空調和照明用電占了很大份額。因此電網企業作為能源供給企業，應做出節能表率，樹立電力的良好形象，通過示范效應促進社會節能。
1.4.1圍護結構節能技術
圍護結構節能技術指通過改善建筑物圍護結構的熱工性能，達到夏季隔絕室外熱量進入室內，冬季防止室內熱量泄出室外，使建筑物室內溫度盡可能接近舒適溫度，以減少通過輔助設備（如采暖、制冷設備）達到合理舒適室溫的負荷，最終達到節能目的。建筑物的圍護結構節能技術分為墻體節能技術、窗戶節能技術、屋面節能技術、遮陽系統、生態綠化等。
1.4.2電氣設備節能
（1）電氣布置及接線優化。從電氣設備布置而言，盡量將需要散熱的設備放在通風良好的場所，以最大限度地減少機械通風，降低建筑物內的能耗；將變壓器室等產生大量熱量的設備房間與需要配置空調的設備房間的隔墻采取隔熱措施。
?。?）選用環保節能型設備。a.變壓器是主要的耗能設備，降低變壓器的損耗是變電站節能的關鍵。b.盡量利用自然采光，特別是人員巡視、設備運輸的樓梯間和走廊應盡可能采用自然采光；所有的照明光源全部采用發光二極管。c.選用配置有變頻器的風機及空調設備，即采用智能化產品，可根據環境狀況自動啟動和自動關閉，即僅在設備運行或事故處理的時候才啟動，以達到節約用電的目的。d.使用溫濕度控制器，在環境溫度和濕度未滿足運行要求時，再自動投入開關柜的加熱器。
1.4.3空調節能技術
空調節能指對控制室內溫、濕度的空調系統及設備采用先進技術或合理方式以達到節約能耗目的。空調節能技術可從幾個方面進行：降低空調冷負荷，提高冷氣輸配系統的效率，提高制冷系統的效率，采用蓄冷系統，利用相變儲能材料等。
1.4.4照明節能
（1）利用自然采光。盡量利用自然采光，特別是人員巡視、設備運輸的樓梯間和走廊應盡可能采用自然采光。
（2）選用高效、節能的電光源。光源的節能主要取決于它的發光效率。照明光源的選擇，除根據使用場所的需求外，還應根據電光源的顯色指數、使用壽命、調光性能、點燃特性等綜合考慮。原則是根據不同需求情況積極選用新一代的節能光源，如用電子節能燈替換白熾燈，用高壓鈉燈、金鹵燈替換高壓汞燈。
?。?）采用高效、光通維持率高的燈具。燈具是對光源發出的光進行再分配的裝置。衡量燈具的節能指標是光輸出比（LOR）（燈具效率）。選用優質高效、光通維持率高的燈具對照明節能具有重要的意義。
（4）采用先進控制系統和策略。采用先進控制系統和策略的節能潛力基于2個方面：a.通常晚間電網電壓高于標準電壓，至使燈具超功率運行，不僅亮度超標，而且縮短了燈具壽命。b.由于23:00以后的照明需求（特別是路燈照明）急劇減小，可以適當降低亮度水平（符合照明標準規定和要求的亮度），通過對路燈電路進行適當的穩壓調壓控制，可以節約更多的能源，同時延長燈具壽命。
2、結語
主要針對降低發電能耗、降低綜合線損、用電側管理、變配電站建筑節能等技術進行了闡述。針對電力企業的特點，可對節能潛力較大的領域進行分析，重點在降低線損、經濟調度、提高能源綜合利用效率、綠色照明、分布式供能、能源轉換、建筑節能等領域開展工作。
編輯精選
