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电力节能降耗技术措施分析 |
| 1、电力节能技术措施 节能降耗和污染减排是“十一五”期间一项全社会任务，是构建和谐社会的重要因素。国家在“十一五”规划中提出2010年单位GDP能耗下降20％，这个任务非常艰巨。 根据上海市电力公司的测算，线损电量占公司总能耗的97.05％；其次是大楼建筑用能、用水等方面的能耗，占1.43％。因此电网公司的节能降耗措施重点在优化调度、降低综合线损、用电侧管理、建筑节能等领域开展工作。 1.1降低发电能耗 1.1.1优化调度模式 “调整发电调度规则，实施节能、环保、经济调度。”国家发展和改革委员会等部门已下发有关通知，要求发电调度中优先考虑可再生能源和低能耗机组发电。为此，电力公司尽快研究制定新的调度规划，以节能、环保、经济为标准，确定各类机组的发电次序和时间，优先调度低能耗机组发电，或直接按照能耗标准调度，激励发电企业降低能耗，减少高能耗机组的发电量。 一个电网发电侧经济性指标主要取决于所有装机设备等级及状况、平均负荷率两大要素。在前者一定的前提下，提高电网整体经济性的主要手段就是如何提高平均负荷率（包括数值及品质）；次要手段是在平均负荷率一定的情况下，如何优化分配各台运行机组之间的负荷。 以上海电网为例，若采取“以大代小”政策，节能潜力与华东省电网相比小很多，但是若政策到位、技术上得到充分支撑，结合电源点负荷分配、厂内机组合理安排调停、两班制运行、厂内负荷优化分配等一系列措施，全网平均供电煤耗可下降4g/（kW•h），2006年节约标煤25.76万t。 1.1.2可再生能源发电 在我国，新能源与可再生能源是指除常规能源和大型水力发电之外的风能、太阳能、小水电、海洋能、地热能、氢能和生物质能等。可再生能源的开发利用是实现“节能、降耗、环保、增效”的重要手段。根据我国能源发展的有关规划，“十一五”期间，我国将大力发展风电，适当发展太阳能光伏发电和分布式供能系统。 风能和太阳能等可再生能源大规模开发利用时，必须解决可再生能源发电的并网以及可再生能源电源与电网之间的影响问题。一方面，电网公司除了要优先收购风电外，还应承担电网建设和传递电力的义务，需要大量的资金投入，因此政府的政策支持十分重要；另一方面，由于风电和太阳能电源的功率间歇性和随机性特点，大规模接入地区电网后，将对地区电网的结构设计、运行调度方式、无功补偿措施以及电能质量造成越来越明显的影响，电网公司必须采取妥善的技术和管理措施。 1.2降低综合线损技术 1.2.1电网规划优化 城市电网可通过合理的电网规划来降低线损。上海电网在构筑满足，N-1准则的配电网络，重点地区配电网满足检修状态下N-1准则的前提下，综合考虑近、远期地区负荷密度、节能降损和区外电源的受电通道等情况，从各个电压等级协调发展的角度，因地制宜地建设高压配电网，大力发展110kV网架及110kV直降10kV供电。 建设节能低耗、符合环保要求的配电网。上海城市发展决定了在中心城区以发展电缆网络为主，变配电站小型化、紧凑型，注重与环境相协调。为了减少线损，提高电压质量，上海电网采用中压配电网延伸，进住宅小区，压缩低压配电网范围，多布点，近距离供电。同时，采用了低损耗、低噪音设备。 1.2.2电力变压器节能 （1）变压器降耗改造。变压器数量多、容量大，总损耗不容忽视。因此降低变压器损耗是势在必行的节能措施。若采用非晶合金铁芯变压器，具有低噪音、低损耗等特点，其空载损耗仅为常规产品的五分之一，且全密封免维护，运行费用极低。S11系统是目前推广应用的低损耗变压器，空载损耗较S9系列低75％左右，其负载损耗与S9系列变压器相等。因此，应在输配电项目建设环节中推广使用低损耗变压器。 （2）变压器经济运行。变压器经济运行指在传输电量相同的条件下，通过择优选取最佳运行方式和调整负载，使变压器电能损失最低。变压器经济运行无需投资，只要加强供、用电科学管理，即可达到节电和提高功率因数的目的。每台变压器都存在有功功率的空载损失和短路损失，无功功率的空载消耗和额定负载消耗。变压器的容量、电压等级、铁芯材质不同，故上述参数各不相同。因此变压器经济运行就是选择参数好的变压器和最佳组合参数的变压器运行。 选择变压器的参数和优化变压器运行方式可以从分析变压器有功功率损失和损失率的负载特性入手。 1.2.3电网无功配置优化 大量无功电流在电网中会导致线路损耗增大，变压器利用率降低，用户电压跌落。无功补偿是利用技术措施降低线损的重要措施之一，在有功功率合理分配的同时，做到无功功率的合理分布。 无功优化的目的是通过调整无功潮流的分布降低网络的有功功率损耗，并保持最好的电压水平。无功优化补偿一般有变电所无功负荷的最优补偿、配电线路最优补偿以及配电变压器低压侧最优补偿。由电能损耗公式可知，当线路或变压器输送的有功功率和电压不变时，线损与功率因数的平方成反比。功率因数越低电网所需无功就越多，线损就越大。因此，在受电端安装无功补偿装置，可减少负荷的无功功率损耗，提高功率因数，提高电气设备的有功出力。随着电力电子技术的发展，应积极开展有源滤波装置（ActivePowerFiltet）和静止同步并联补偿器（STATCOM）的试点应用。 1.3用电侧管理技术 开展电力需求侧管理能带来直接经济效益和良好的社会效益，有效的技术手段是实施需求侧管理的基础，研究掌握好能效技术、负荷管理技术，采用先进技术来提高终端用电效率，对实现电力需求侧管理的目标起到保障作用。 1.3.1改变用户用电方式 主要指负荷整形管理技术，包括削峰、填谷和移峰填谷3种。根据电力系统的负荷特性，以某种方式将用户的电力需求从电网的高峰负荷期削减、转移或增加电网负荷低谷期的用电，以达到改变电力需求在时序上的分布，减少日或季节性的电网峰荷，提高系统运行的可靠性和经济性，还能减少新增装机容量、节省电力建设投资，降低预期的供电成本。主要在终端用户中采用蓄冷蓄热技术、能源替代运行技术和改变作业程序、调整轮休制度。 1.3.2提高终端用电效率 主要有选用高效用电设备、实行节电运行、采用能源替代、实现余能余热回收和应用高效节电材料、作业合理调度、改变消费行为等。 推广高效节能电冰箱、空调器、电视机、洗衣机、电脑等家用及办公电器，降低待机能耗，实施能效标准和标识，规范节能产品市场。引导企业采用无功补偿、智能控制技术、变频调速和高效变压器、电动机等节电控制技术和产品，有利于电网削峰填谷、优化电网运行方式、改善用能结构、降低环境污染，提高终端电能利用率。 1.4楼宇及变配电站建筑节能 虽然办公楼和变配电站的建筑能耗一般占电力公司总能耗的比重不大，但是全社会的商业用电中，楼寓的空调和照明用电占了很大份额。因此电网企业作为能源供给企业，应做出节能表率，树立电力的良好形象，通过示范效应促进社会节能。 1.4.1围护结构节能技术 围护结构节能技术指通过改善建筑物围护结构的热工性能，达到夏季隔绝室外热量进入室内，冬季防止室内热量泄出室外，使建筑物室内温度尽可能接近舒适温度，以减少通过辅助设备（如采暖、制冷设备）达到合理舒适室温的负荷，最终达到节能目的。建筑物的围护结构节能技术分为墙体节能技术、窗户节能技术、屋面节能技术、遮阳系统、生态绿化等。 1.4.2电气设备节能 （1）电气布置及接线优化。从电气设备布置而言，尽量将需要散热的设备放在通风良好的场所，以最大限度地减少机械通风，降低建筑物内的能耗；将变压器室等产生大量热量的设备房间与需要配置空调的设备房间的隔墙采取隔热措施。 （2）选用环保节能型设备。a.变压器是主要的耗能设备，降低变压器的损耗是变电站节能的关键。b.尽量利用自然采光，特别是人员巡视、设备运输的楼梯间和走廊应尽可能采用自然采光；所有的照明光源全部采用发光二极管。c.选用配置有变频器的风机及空调设备，即采用智能化产品，可根据环境状况自动启动和自动关闭，即仅在设备运行或事故处理的时候才启动，以达到节约用电的目的。d.使用温湿度控制器，在环境温度和湿度未满足运行要求时，再自动投入开关柜的加热器。 1.4.3空调节能技术 空调节能指对控制室内温、湿度的空调系统及设备采用先进技术或合理方式以达到节约能耗目的。空调节能技术可从几个方面进行：降低空调冷负荷，提高冷气输配系统的效率，提高制冷系统的效率，采用蓄冷系统，利用相变储能材料等。 1.4.4照明节能 （1）利用自然采光。尽量利用自然采光，特别是人员巡视、设备运输的楼梯间和走廊应尽可能采用自然采光。 （2）选用高效、节能的电光源。光源的节能主要取决于它的发光效率。照明光源的选择，除根据使用场所的需求外，还应根据电光源的显色指数、使用寿命、调光性能、点燃特性等综合考虑。原则是根据不同需求情况积极选用新一代的节能光源，如用电子节能灯替换白炽灯，用高压钠灯、金卤灯替换高压汞灯。 （3）采用高效、光通维持率高的灯具。灯具是对光源发出的光进行再分配的装置。衡量灯具的节能指标是光输出比（LOR）（灯具效率）。选用优质高效、光通维持率高的灯具对照明节能具有重要的意义。 （4）采用先进控制系统和策略。采用先进控制系统和策略的节能潜力基于2个方面：a.通常晚间电网电压高于标准电压，至使灯具超功率运行，不仅亮度超标，而且缩短了灯具寿命。b.由于23:00以后的照明需求（特别是路灯照明）急剧减小，可以适当降低亮度水平（符合照明标准规定和要求的亮度），通过对路灯电路进行适当的稳压调压控制，可以节约更多的能源，同时延长灯具寿命。 2、结语 主要针对降低发电能耗、降低综合线损、用电侧管理、变配电站建筑节能等技术进行了阐述。针对电力企业的特点，可对节能潜力较大的领域进行分析，重点在降低线损、经济调度、提高能源综合利用效率、绿色照明、分布式供能、能源转换、建筑节能等领域开展工作。 |