電網(wǎng)損耗是電力行業(yè)能源耗散的重要組成部分，也是導(dǎo)致電企運(yùn)營成本上升、補(bǔ)償性碳排放增加的主要原因之一。隨著我國“碳達(dá)峰、碳中和”工作提速，在配電系統(tǒng)中全方位降損節(jié)電，尤其是減少技術(shù)性損耗至關(guān)重要。近年來，在建設(shè)綠色、高效、智能現(xiàn)代化電網(wǎng)目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，國網(wǎng)、南網(wǎng)等運(yùn)營商日益重視損耗管理，通過實(shí)施電網(wǎng)改造、持續(xù)改進(jìn)能效管理等手段，逐步推進(jìn)運(yùn)營過程中的節(jié)電降損。2020年，國網(wǎng)將改善電能質(zhì)量實(shí)現(xiàn)技術(shù)降損列為重點(diǎn)工作之一。
然而，降低電網(wǎng)技術(shù)性損耗是復(fù)雜而艱巨的工作，它既考驗(yàn)著較為宏觀的公司管理和電網(wǎng)運(yùn)營策略，也考驗(yàn)著微觀層面的技術(shù)選擇以及數(shù)據(jù)管理——電網(wǎng)架構(gòu)、運(yùn)行規(guī)劃、設(shè)備采用等因素，都會(huì)對(duì)電網(wǎng)中的電力損耗造成影響。
隨著當(dāng)今電網(wǎng)邁進(jìn)數(shù)字化、智能化管理新時(shí)代，行業(yè)對(duì)解決方案的需求也進(jìn)一步升級(jí)。作為全球能源管理和自動(dòng)化領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型專家，施耐德電氣持續(xù)探索電網(wǎng)現(xiàn)代化升級(jí)改造，基于其在全球積累的成功經(jīng)驗(yàn)，發(fā)布白皮書《減少技術(shù)性損耗，提高電網(wǎng)效率——適用于大中型配電網(wǎng)的解決方案》，針對(duì)全球電網(wǎng)在轉(zhuǎn)型路上普遍面臨的降損增效難題，提出融合先進(jìn)技術(shù)與數(shù)字智慧的新型解決方案。
技術(shù)性損耗是電網(wǎng)效率的關(guān)鍵指標(biāo)
傳統(tǒng)電力傳輸和分配基礎(chǔ)設(shè)施效率低下，由此帶來的電力損耗問題已不容忽視。損耗的電量占總配電量的百分比，是衡量配電網(wǎng)效率一個(gè)關(guān)鍵性能指標(biāo)。據(jù)歐洲能源監(jiān)管委員會(huì)統(tǒng)計(jì)，在歐盟，每年的輸配電損耗平均為5%，其中配電損耗占76%，由此帶來的經(jīng)濟(jì)損失每年高達(dá)50億歐元;在我國，輸配電損耗占全國發(fā)電量的5.9%左右。在衡量電力損耗給全社會(huì)帶來的實(shí)際成本之時(shí)，一方面要看到這些損耗帶來了直接而巨大的能源浪費(fèi)，另一方面也須注意，為了彌補(bǔ)這些損耗，全球電網(wǎng)不得不消耗更多的化石燃料以產(chǎn)出更多的電力，由此帶來的“補(bǔ)償性碳排放”給生態(tài)環(huán)境增添了沉重負(fù)擔(dān)。
全方位降損增效迫在眉睫。與盜電、電表錯(cuò)誤等導(dǎo)致的商業(yè)性損耗相比，技術(shù)性損耗是配電運(yùn)營商通過優(yōu)化運(yùn)營可以顯著降低的損耗。白皮書之處，技術(shù)性損耗是指由于導(dǎo)線，輸電、次輸電和配電線路所用設(shè)備，以及變壓器磁損耗所造成的電能耗散。導(dǎo)致技術(shù)性損耗的主要原因是：
配電線路過長配電線路導(dǎo)體尺寸不足
線路過載
遠(yuǎn)離負(fù)荷中心安裝配電變壓器
一二次配電系統(tǒng)功率因數(shù)低
饋線相電流不平衡
變壓器尺寸、型號(hào)不合適
變壓器永久通電
配電變壓器運(yùn)行條件不正常
用戶終端的低電壓導(dǎo)致電感負(fù)載的電流增加
使用的設(shè)備質(zhì)量差(農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)用抽水機(jī)，城市地區(qū)的制冷空調(diào)和工業(yè)負(fù)載)
由此可以看出，技術(shù)性損耗的成因涉及電網(wǎng)運(yùn)行的方方面面，主要可歸為配電線路和變壓器帶來的影響。電網(wǎng)公司要想“根治”此類損耗，必須采取綜合策略，對(duì)配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和維護(hù)加以優(yōu)化完善。
降低技術(shù)性損耗的四大切入點(diǎn)
技術(shù)性損耗緣由復(fù)雜，那么，應(yīng)如何最大程度地降低此類損耗呢?施耐德電氣指出：改善技術(shù)性損耗應(yīng)從以下四點(diǎn)入手：檢測損耗、提高組件效率、提高運(yùn)行效率、保持效率。
首先，檢測損耗，施耐德電氣提供智能 RMU、帶自調(diào)控分接開關(guān)的智能變壓器、互聯(lián)開關(guān)柜，互聯(lián)變壓器，互聯(lián)重合器、RTU(包括電能測量儀)，能夠有效地監(jiān)測電氣參數(shù)、分析效率和趨勢，并識(shí)別高損耗區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)全方位的損耗檢測。
第二、提高組件效率，一方面使用高效組件，另一方面增大電纜/母線截面。節(jié)能型變壓器、變壓器分接開關(guān)、電容器組、諧波濾波器，這些設(shè)備都是影響組件效率的關(guān)鍵因素。
第三、提高運(yùn)行效率，這是一個(gè)系統(tǒng)性的過程，需要考慮多方面的設(shè)備效率和系統(tǒng)效率的優(yōu)化，比如優(yōu)化電能流、優(yōu)化變壓器負(fù)載水平、提高功率因數(shù)、減少諧波、重新平衡各相的負(fù)載、優(yōu)化運(yùn)行電壓等等。
第四、保持效率，實(shí)現(xiàn)效率優(yōu)化后如何保持高效水平，這就需要運(yùn)維人員制定一套行之有效的方法，檢測和跟蹤損耗趨勢、檢查和維護(hù)變壓器、檢查和維護(hù)開關(guān)柜、檢查并重新緊固連接。在這一環(huán)節(jié)，不僅要提升設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行效率，更要通過系統(tǒng)監(jiān)測手段，變主動(dòng)性維護(hù)為預(yù)測性維護(hù)。
損耗優(yōu)化全集成解決方案助力降低技術(shù)性損耗
綜合以上四大降損途徑，施耐德電氣深度提煉全球經(jīng)驗(yàn)，為配電網(wǎng)運(yùn)營商提出了一套行之有效的降損方法“損耗優(yōu)化全集成解決方案”：保留現(xiàn)有配電基礎(chǔ)設(shè)施，在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)有針對(duì)性地選用高效組件替代陳舊設(shè)備，同時(shí)采用智能電網(wǎng)組件和高級(jí)軟件對(duì)輸配電損耗進(jìn)行主動(dòng)管理，通過最優(yōu)利用現(xiàn)有資源，最大程度地節(jié)留入網(wǎng)電能，從而顯著提升電網(wǎng)效率。
首先，施耐德電氣“損耗優(yōu)化全集成解決方案”是圍繞 ADMS(高級(jí)配電管理系統(tǒng))軟件構(gòu)建的，并輔以配電變壓器等高效組件以及更多的互聯(lián)設(shè)備，以數(shù)字智能技術(shù)賦能電網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行、維護(hù)各階段，不僅有助于顯著降低技術(shù)性電力損耗，更能為配電系統(tǒng)帶來更高的可靠性、效率和安全性。其中，Minera SGrid變壓器解決方案能幫助解決現(xiàn)代電網(wǎng)的電壓波動(dòng)問題，包含三大組件：一個(gè)與傳統(tǒng)有源部件一起工作的串級(jí)變壓器、一套低電流低壓接觸器、一個(gè)用于控制操作的PLC，所有組件均經(jīng)過實(shí)地應(yīng)用驗(yàn)證，可自動(dòng)調(diào)節(jié)整個(gè)電網(wǎng)的電壓，將電壓輸出保持在指定范圍內(nèi)，大大簡化了維護(hù)工作，并可根據(jù)需要輕松調(diào)節(jié)，從而為電網(wǎng)運(yùn)營商提供安心保障，為用戶提供更高的可靠性。
ADMS軟件則主要包含運(yùn)行模塊和電網(wǎng)規(guī)劃模塊。其中，ADMS 運(yùn)行模塊，用于狀態(tài)估計(jì)、最優(yōu)潮流、電壓無功優(yōu)化、最佳分支、低壓分析、負(fù)載相位平衡;而ADMS 電網(wǎng)規(guī)劃模塊則用于電網(wǎng)加固、電容器安置以及電網(wǎng)自動(dòng)化 (RMU) 優(yōu)化。
而DMS 分析應(yīng)用程序系統(tǒng)，則是 ADMS 軟件的“智能”所在。該系統(tǒng)由一套全面完整的高級(jí)軟件和算法組成，能夠?qū)崿F(xiàn)高效設(shè)計(jì)、優(yōu)化運(yùn)行和最佳決策，對(duì)配電網(wǎng)中安裝的所有設(shè)備發(fā)揮作用，它可以執(zhí)行配電公司幾乎所有的技術(shù)任務(wù)，適用于電網(wǎng)運(yùn)行控制應(yīng)用程序、電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)劃和優(yōu)化、電網(wǎng)運(yùn)行分析、電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃及培訓(xùn)。依托這些功能，則可以有效地改善電網(wǎng)的技術(shù)性損耗。
此外，施耐德電氣也能夠基于資產(chǎn)信息和ADMS數(shù)據(jù)庫分析，提供可顯著降低技術(shù)性損耗的技術(shù)方案建議等咨詢服務(wù)，為客戶創(chuàng)造更大價(jià)值。
值得一提的是，在改善線損和配變損耗的基礎(chǔ)上，認(rèn)識(shí)到電網(wǎng)中的DER(分布式能源資源)對(duì)損耗的影響，并有意識(shí)地對(duì)其進(jìn)行智能化管理，將帶來額外的好處。當(dāng)前，光伏電站、風(fēng)電場、儲(chǔ)能電池、熱電聯(lián)產(chǎn)、電動(dòng)汽車站等DER正越來越多地出現(xiàn)在配電網(wǎng)中，而每當(dāng)這些DER接入電網(wǎng)時(shí)，接入點(diǎn)周圍的電壓就會(huì)升高。因此，也需要通過DER管理，如采用施耐德電氣的DERMS解決方案，來優(yōu)化電網(wǎng)不同部分的運(yùn)行電壓條件，從而減少和改善技術(shù)性損耗。
電力行業(yè)是支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)，“雙碳”目標(biāo)背景下，電網(wǎng)成為節(jié)能減排的重要戰(zhàn)場。為配電降損，為電網(wǎng)增效，減少來自電力運(yùn)營本身的浪費(fèi)，正越來越突出地上升為行業(yè)共識(shí)，成為電網(wǎng)企業(yè)向低碳未來轉(zhuǎn)型之時(shí)繞不開的重要命題。在此征程中，施耐德電氣愿憑自身在數(shù)字化轉(zhuǎn)型和能效管理的領(lǐng)先專長，為電網(wǎng)降損、節(jié)電、增效獻(xiàn)智獻(xiàn)力，助力電網(wǎng)企業(yè)奏響“綠色、高效、智能”的行業(yè)發(fā)展主旋律。
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