电网节能规划方法及其应用

电网节能规划方法及其应用

顾延勋陈勇莫昌明李文龙

（1.广东电网有限责任公司珠海供电局，珠海5190002；2.天津天大求实电力新技术股份有限公司，天津300384）

摘要：为更好地指导电网节能减排工作，本文研究出一种电网节能规划方法。首先，分析现状电网节能的潜力；其次，建立节能指标评估体系，确定电网节能目标；最后，从电源侧、电网侧和用户侧对电网进行节能规划，确定电网节能措施和节能项目并对节能规划效果进行评估。应用上述方法对某市进行节能规划，节能效果显著，能够达到预定的节能目标，验证了该方法的有效性和科学性。

关键词：电网节能规划方法；节能潜力；节能目标；节能措施；节能项目

引言

随着中国“低碳社会”建设规划的逐步实施及节能减排政策推进的不断深入，构建资源节约型城市电网已成为当前社会各方的共识及未来城网发展的重要方向。为深入贯彻国家节能减排的总体要求，落实环境保护各项工作的战略部署，充分发挥电力企业在节能环保工作中的带头表率作用，亟需从解决实际问题出发，统筹兼顾，远近结合，开展电网节能[1-5]规划研究工作。

1研究思路

电网节能规划的研究思路如下图所示。

2电网节能潜力分析

电网节能潜力主要从线路侧、变电侧、管理侧和办公节能进行分析。线路侧节能潜力主要包括：供电半径、轻载运行线路、重过载运行线路、卡脖子线路。变电侧节能潜力主要包括：轻载运行变压器、重过载运行变压器、站用电量。管理侧节能潜力主要包括：计量自动化终端覆盖、计量装置、抄核收电管理。

3节能考核目标

节能考核目标制定的主要原则如下：

（1）监管部门设定的目标

通过国家规定的强制性节能指标，来制定节能工作目标。

（2）基于以往“可接受”性能的目标

如果过去的可靠性目标在某些年份较差，而在其他年份又可以接受，那么通过确定以往可接受的和不可接受的年份，并且使用这两类性能之间的限值来设定目标，即用历史性能来确定节能工作目标。

（3）基于以往平均性能的目标

如果没有迹象表明以往的运行状况有任何问题，则可以在过去5～10年运行状况的基础上，对相关指标取平均值，然后将该平均值作为一项目标。

（4）基于任意设定目标的目标

一些电力企业通常会任意把目标设定在一个稍微超过电力企业过去性能的目标值。

（5）基于预算约束的目标

根据具体的费用水平，“优化”得到的节能工作目标。

4节能规划

（1）电源侧节能规划

电源侧节能规划主要从小火电退役和新能源规划两方面进行开展。

（2）电网侧节能规划

1）电网侧节能措施

从规划降损、运行降损、技术降损、管理降损四个方面，提出电网侧节能的具体措施。

2）电网节能项目

电网自身改造节能项目主要为供配电节能项目，节能原理介绍如下：

①线路改造节能项目

线路改造节能项目节能量计算公式如下：

式中，I为改造后线路平均电流，单位为A；表示改造前线路电阻率，表示改造后线路电阻率，单位为；L为导线长度，单位为km；M为改造后线路运行月数。

②变电站无功补偿项目

变电站无功补偿项目节能量计算公式如下：

式中，C为无功补偿全投的容量值，单位为kvar；为电容器的介质损耗角正切值；KQ为无功经济当量；t为无功补偿装置在最大节电力情况下等效运行时间，单位为h。

③高效变压器应用

高效变压器应用项目节能量计算公式如下：

式中，表示改造前变压器容量，表示改造后变压器容量，单位为kVA；表示改造前变压器空载损耗，表示改造后变压器空载损耗，单位为kW；表示改造前变压器短路损耗，表示改造后变压器短路损耗，单位为kW；为改造后变压器平均负载率。

④升压改造

升压改造项目节能量计算公式如下：

式中，表示升压前线路额定电压，表示升压后线路额定电压，单位kV；表示改造前线路长度，表示改造后线路长度。

（3）用户侧节能规划

用户侧节能规划主要从节能示范项目、节能宣传和用户节能引导方面开展。

5节能效益评估

节能规划完成后需对节能效益进行评估，节能效益评估原则如下：

（1）CO2减排效益计算方法

该指标是指通过节能减排措施减少标准煤消耗量所对应的CO2产生量。

CO2减排量=减少标准煤消耗量×煤含碳率×3.67式中，标准煤的含碳率取0.725；系数3.67是碳转化为CO2后的增重比例。

（2）SO2减排效益计算方法

该指标是指通过节能减排减少电煤消耗量所对应的SO2产生量。

SO2减排效益=减少标准煤消耗量×煤含硫率×0.8×2×（1-脱硫率）式中，系数0.8是燃烧过程中SO2转化率；系数2是指硫转化为SO2后的增重比例。

（3）节能与减排量折算系数

根据发展改革委、财政部《节能项目节能量审核指南》的折算方法，折算系数如下：

电力（当量）折标准煤系数：0.1229kg标准煤/kWh；

汽油折标准煤系数：1.4714kg标准煤/kg；

柴油折标准煤系数：1.4571kg标准煤/kg。

6实例应用

以某市为例，对其进行“十三五”节能规划，如下：

6.1节能潜力分析

1）现状存在220kV轻载线路5条、110kV轻载线路42条、10kV轻载线路120条；存在110kV重载线路1条、10kV重载线路19条；现状共有82条10kV线路存在“卡脖子”的问题，共有71个配变台区的低压线路存在“卡脖子”的问题。

2）现状存在3台220kV轻载变压器，7台110kV轻载变压器，506台10kV轻载变压器；存在98台10kV重载变压器；存在2台重损10kV变压器。

3）仅有9.57%的低压用户已安装计量自动化终端。

6.2节能考核目标

根据某市的实际情况，建立的节能考核指标体系及节能考核目标见表1。

6.3节能规划

（1）电源侧节能规划

“十三五”期间某市全部退运小火电，共计150MW；

“十三五”期间某市光伏发电装机容量共计65万kW；“十三五”期间某市风力发电装机容量共计80万kW。

（2）电网侧节能规划

1）规划降损措施

优化电网规划与建设，降低线路平均供电半径；优化电压等级，提高电能在高压网的输送比例；开展智能电网技术的研究，推进智能电网建设；合理规划电源布局。

2）运行降损措施

做好主网经济调度运行，减少110kV及以上重、过载运行、负载较重运行和轻载运行的变电站和线路；合理调整配电网负荷，减少重过载、负载较重运行、轻载运行的10kV负线路和配变；做好无功电压控制工作；减少配变负荷三相不平衡程度。

3）技术降损措施

更换S7及以下型号高损耗配变，推广应用节能型配变；适时改造老旧的、导线截面偏小的供电线路；实施变电站节能改造。

4）管理降损措施

推进线损“四分”管理信息化；开展线损理论计算与线损分析；加强计量管理工作，切实提高计量装置配置水平和计量自动化水平；细致开展用电检查和营业稽查管理工作。

5）电网侧节能项目

“十三五”期间某市电网侧节能项目共计302个，其中，变电站无功补偿项目共计77个，高效变压器应用项目共计81个，线路改造项目共计144个。

（3）用户侧节能规划

1）节能示范项目

“十三五”期间，某市供电局面向用户的节能工程主要以合同能源管理的模式开展，引入合同能源管理的节能新机制开展节能示范项目。

2）节能宣传

①充分利用舆论媒体、节能产品展示中心等推进节能宣传，“十三五”期间总计开展社会公益节能宣传活动125次；通过持续组织客户节能经验交流研讨班，向企业提供节能培训和节电合理化建议，“十三五”期间总计开展26次用户侧培训；开展节能宣传周活动。

②节能合理化建议

对于业扩新增客户，通过审查相关业扩报装资料，对于不满足节能规定的客户，业扩受理单位应形成《客户节能合理化建议告知单》，送达客户。

③节能咨询

通过电话、短信、网络、现场等多种形式提供节能咨询服务。

6.4节能效益评估

（1）电源节能效果评估

“十三五”期间某市新能源应用节能效果评估情况见下表。

“十三五”期间新能源装机总计发电量为533911万kWh，减少使用标煤65.62万吨，减少CO2排放174.55万吨，减少SO2排放1025吨。

（2）需求侧节约电量效果评估

通过在电网侧、用户侧实施节能项目和各种节能措施，“十三五”期间某市电网节能效果评估情况见下表。

“十三五”期间某市电网需求侧总计节电量为2.31亿kWh，折算标准煤为2.84万吨，减少CO2排放7.56万吨，减少SO2排放54.48吨。

（3）节能目标评估

通过测算，节能目标值均能达到或者超过表1的数值。

7结语

本文研究出一种电网节能规划方法，该方法的实施流程如下：

（1）确定规划区的节能潜力；

（2）建立适合规划区的节能指标体系并确定节能指标；

（3）从电源侧、电网侧和用户侧分别进行节能规划。

（4）对节能效果进行评估，评估节能考核目标是否实现。

通过实例应用上述方法可以科学的指导某市电网进行“十三五”节能规划，节能规划效果显著，能够实现预定的节能目标，验证了该方法的有效性和科学性。

参考文献

[1]李伟伟．电网降损的分析与评估方法研究[D]．济南：山东大学电气工程学院，2012．

[2]刘丽玲．地区电网降损规划研究[D]．广州：华南理工大学电力学院，2013．

[3]林静瑜．中山电网“十二五”节能规划[D]．广州：华南理工大学电力学院，2012．

[4]王涛．电网企业降损节能研究[D]．杭州：浙江大学电气工程学院，2008．

[5]王占东．农村电网综合降损节能技术方案的研究[D]．北京：华北电力大学电气与电子工程学院，2009．

作者简介

顾延勋（1980-），男，本科，工程师，主要研究方向：节能环保规划、投资计划、电力调度及变电运行。

陈勇（1982-）男，研究生，工程师，主要研究方向：电网规划、项目前期及变电运行。

莫昌明（1986-）男，本科，助理工程师，主要研究方向：电网规划、电网设计及相关课题研究。

李文龙（1983-）男，研究生，工程师，主要研究方向：电网规划、电网设计及相关课题研究。