電力節(jié)能降耗技術(shù)措施分析

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1、電力節(jié)能技術(shù)措施
　　節(jié)能降耗和污染減排是“十一五”期間一項全社會任務(wù)，是構(gòu)建和諧社會的重要因素。國家在“十一五”規(guī)劃中提出2010年單位GDP能耗下降20％，這個任務(wù)非常艱巨。
　根據(jù)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(wǎng)公司的節(jié)能降耗措施重點在優(yōu)化調(diào)度、降低綜合線損、用電側(cè)管理、建筑節(jié)能等領(lǐng)域開展工作。
　　1.1降低發(fā)電能耗
　　1.1.1優(yōu)化調(diào)度模式
　　“調(diào)整發(fā)電調(diào)度規(guī)則，實施節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)調(diào)度。”國家發(fā)展和改革委員會等部門已下發(fā)有關(guān)通知，要求發(fā)電調(diào)度中優(yōu)先考慮可再生能源和低能耗機(jī)組發(fā)電。為此，電力公司盡快研究制定新的調(diào)度規(guī)劃，以節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)為標(biāo)準(zhǔn)，確定各類機(jī)組的發(fā)電次序和時間，優(yōu)先調(diào)度低能耗機(jī)組發(fā)電，或直接按照能耗標(biāo)準(zhǔn)調(diào)度，激勵發(fā)電企業(yè)降低能耗，減少高能耗機(jī)組的發(fā)電量。
　　一個電網(wǎng)發(fā)電側(cè)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)主要取決于所有裝機(jī)設(shè)備等級及狀況、平均負(fù)荷率兩大要素。在前者一定的前提下，提高電網(wǎng)整體經(jīng)濟(jì)性的主要手段就是如何提高平均負(fù)荷率（包括數(shù)值及品質(zhì)）；次要手段是在平均負(fù)荷率一定的情況下，如何優(yōu)化分配各臺運行機(jī)組之間的負(fù)荷。
　　以上海電網(wǎng)為例，若采取“以大代小”政策，節(jié)能潛力與華東省電網(wǎng)相比小很多，但是若政策到位、技術(shù)上得到充分支撐，結(jié)合電源點負(fù)荷分配、廠內(nèi)機(jī)組合理安排調(diào)停、兩班制運行、廠內(nèi)負(fù)荷優(yōu)化分配等一系列措施，全網(wǎng)平均供電煤耗可下降4g/（kW•h），2006年節(jié)約標(biāo)煤25.76萬t。
　　1.1.2可再生能源發(fā)電
　　在我國，新能源與可再生能源是指除常規(guī)能源和大型水力發(fā)電之外的風(fēng)能、太陽能、小水電、海洋能、地?zé)崮?、氫能和生物質(zhì)能等。可再生能源的開發(fā)利用是實現(xiàn)“節(jié)能、降耗、環(huán)保、增效”的重要手段。根據(jù)我國能源發(fā)展的有關(guān)規(guī)劃，“十一五”期間，我國將大力發(fā)展風(fēng)電，適當(dāng)發(fā)展太陽能光伏發(fā)電和分布式供能系統(tǒng)。
　　風(fēng)能和太陽能等可再生能源大規(guī)模開發(fā)利用時，必須解決可再生能源發(fā)電的并網(wǎng)以及可再生能源電源與電網(wǎng)之間的影響問題。一方面，電網(wǎng)公司除了要優(yōu)先收購風(fēng)電外，還應(yīng)承擔(dān)電網(wǎng)建設(shè)和傳遞電力的義務(wù)，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(fēng)電和太陽能電源的功率間歇性和隨機(jī)性特點，大規(guī)模接入地區(qū)電網(wǎng)后，將對地區(qū)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、運行調(diào)度方式、無功補(bǔ)償措施以及電能質(zhì)量造成越來越明顯的影響，電網(wǎng)公司必須采取妥善的技術(shù)和管理措施。
　　1.2降低綜合線損技術(shù)
　　1.2.1電網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化
　　城市電網(wǎng)可通過合理的電網(wǎng)規(guī)劃來降低線損。上海電網(wǎng)在構(gòu)筑滿足，N-1準(zhǔn)則的配電網(wǎng)絡(luò)，重點地區(qū)配電網(wǎng)滿足檢修狀態(tài)下N-1準(zhǔn)則的前提下，綜合考慮近、遠(yuǎn)期地區(qū)負(fù)荷密度、節(jié)能降損和區(qū)外電源的受電通道等情況，從各個電壓等級協(xié)調(diào)發(fā)展的角度，因地制宜地建設(shè)高壓配電網(wǎng)，大力發(fā)展110kV網(wǎng)架及110kV直降10kV供電。
　　建設(shè)節(jié)能低耗、符合環(huán)保要求的配電網(wǎng)。上海城市發(fā)展決定了在中心城區(qū)以發(fā)展電纜網(wǎng)絡(luò)為主，變配電站小型化、緊湊型，注重與環(huán)境相協(xié)調(diào)。為了減少線損，提高電壓質(zhì)量，上海電網(wǎng)采用中壓配電網(wǎng)延伸，進(jìn)住宅小區(qū)，壓縮低壓配電網(wǎng)范圍，多布點，近距離供電。同時，采用了低損耗、低噪音設(shè)備。
　　1.2.2電力變壓器節(jié)能
　?。?）變壓器降耗改造。變壓器數(shù)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(jié)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(guī)產(chǎn)品的五分之一，且全密封免維護(hù)，運行費用極低。S11系統(tǒng)是目前推廣應(yīng)用的低損耗變壓器，空載損耗較S9系列低75％左右，其負(fù)載損耗與S9系列變壓器相等。因此，應(yīng)在輸配電項目建設(shè)環(huán)節(jié)中推廣使用低損耗變壓器。
　?。?）變壓器經(jīng)濟(jì)運行。變壓器經(jīng)濟(jì)運行指在傳輸電量相同的條件下，通過擇優(yōu)選取最佳運行方式和調(diào)整負(fù)載，使變壓器電能損失最低。變壓器經(jīng)濟(jì)運行無需投資，只要加強(qiáng)供、用電科學(xué)管理，即可達(dá)到節(jié)電和提高功率因數(shù)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(fù)載消耗。變壓器的容量、電壓等級、鐵芯材質(zhì)不同，故上述參數(shù)各不相同。因此變壓器經(jīng)濟(jì)運行就是選擇參數(shù)好的變壓器和最佳組合參數(shù)的變壓器運行。
　　選擇變壓器的參數(shù)和優(yōu)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(fù)載特性入手。
　　1.2.3電網(wǎng)無功配置優(yōu)化
　　大量無功電流在電網(wǎng)中會導(dǎo)致線路損耗增大，變壓器利用率降低，用戶電壓跌落。無功補(bǔ)償是利用技術(shù)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。

　　無功優(yōu)化的目的是通過調(diào)整無功潮流的分布降低網(wǎng)絡(luò)的有功功率損耗，并保持最好的電壓水平。無功優(yōu)化補(bǔ)償一般有變電所無功負(fù)荷的最優(yōu)補(bǔ)償、配電線路最優(yōu)補(bǔ)償以及配電變壓器低壓側(cè)最優(yōu)補(bǔ)償。由電能損耗公式可知，當(dāng)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(shù)的平方成反比。功率因數(shù)越低電網(wǎng)所需無功就越多，線損就越大。因此，在受電端安裝無功補(bǔ)償裝置，可減少負(fù)荷的無功功率損耗，提高功率因數(shù)，提高電氣設(shè)備的有功出力。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)積極開展有源濾波裝置（ActivePowerFiltet）和靜止同步并聯(lián)補(bǔ)償器（STATCOM）的試點應(yīng)用。
　　1.3用電側(cè)管理技術(shù)
　　開展電力需求側(cè)管理能帶來直接經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會效益，有效的技術(shù)手段是實施需求側(cè)管理的基礎(chǔ)，研究掌握好能效技術(shù)、負(fù)荷管理技術(shù)，采用先進(jìn)技術(shù)來提高終端用電效率，對實現(xiàn)電力需求側(cè)管理的目標(biāo)起到保障作用。
　　1.3.1改變用戶用電方式
　　主要指負(fù)荷整形管理技術(shù)，包括削峰、填谷和移峰填谷3種。根據(jù)電力系統(tǒng)的負(fù)荷特性，以某種方式將用戶的電力需求從電網(wǎng)的高峰負(fù)荷期削減、轉(zhuǎn)移或增加電網(wǎng)負(fù)荷低谷期的用電，以達(dá)到改變電力需求在時序上的分布，減少日或季節(jié)性的電網(wǎng)峰荷，提高系統(tǒng)運行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，還能減少新增裝機(jī)容量、節(jié)省電力建設(shè)投資，降低預(yù)期的供電成本。主要在終端用戶中采用蓄冷蓄熱技術(shù)、能源替代運行技術(shù)和改變作業(yè)程序、調(diào)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(shè)備、實行節(jié)電運行、采用能源替代、實現(xiàn)余能余熱回收和應(yīng)用高效節(jié)電材料、作業(yè)合理調(diào)度、改變消費行為等。
　　推廣高效節(jié)能電冰箱、空調(diào)器、電視機(jī)、洗衣機(jī)、電腦等家用及辦公電器，降低待機(jī)能耗，實施能效標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)識，規(guī)范節(jié)能產(chǎn)品市場。引導(dǎo)企業(yè)采用無功補(bǔ)償、智能控制技術(shù)、變頻調(diào)速和高效變壓器、電動機(jī)等節(jié)電控制技術(shù)和產(chǎn)品，有利于電網(wǎng)削峰填谷、優(yōu)化電網(wǎng)運行方式、改善用能結(jié)構(gòu)、降低環(huán)境污染，提高終端電能利用率。
　　1.4樓宇及變配電站建筑節(jié)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(yè)用電中，樓寓的空調(diào)和照明用電占了很大份額。因此電網(wǎng)企業(yè)作為能源供給企業(yè)，應(yīng)做出節(jié)能表率，樹立電力的良好形象，通過示范效應(yīng)促進(jìn)社會節(jié)能。
　　1.4.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)
　　圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)指通過改善建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，達(dá)到夏季隔絕室外熱量進(jìn)入室內(nèi)，冬季防止室內(nèi)熱量泄出室外，使建筑物室內(nèi)溫度盡可能接近舒適溫度，以減少通過輔助設(shè)備（如采暖、制冷設(shè)備）達(dá)到合理舒適室溫的負(fù)荷，最終達(dá)到節(jié)能目的。建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)分為墻體節(jié)能技術(shù)、窗戶節(jié)能技術(shù)、屋面節(jié)能技術(shù)、遮陽系統(tǒng)、生態(tài)綠化等。
　　1.4.2電氣設(shè)備節(jié)能
　?。?）電氣布置及接線優(yōu)化。從電氣設(shè)備布置而言，盡量將需要散熱的設(shè)備放在通風(fēng)良好的場所，以最大限度地減少機(jī)械通風(fēng)，降低建筑物內(nèi)的能耗；將變壓器室等產(chǎn)生大量熱量的設(shè)備房間與需要配置空調(diào)的設(shè)備房間的隔墻采取隔熱措施。
　?。?）選用環(huán)保節(jié)能型設(shè)備。a.變壓器是主要的耗能設(shè)備，降低變壓器的損耗是變電站節(jié)能的關(guān)鍵。b.盡量利用自然采光，特別是人員巡視、設(shè)備運輸?shù)臉翘蓍g和走廊應(yīng)盡可能采用自然采光；所有的照明光源全部采用發(fā)光二極管。c.選用配置有變頻器的風(fēng)機(jī)及空調(diào)設(shè)備，即采用智能化產(chǎn)品，可根據(jù)環(huán)境狀況自動啟動和自動關(guān)閉，即僅在設(shè)備運行或事故處理的時候才啟動，以達(dá)到節(jié)約用電的目的。d.使用溫濕度控制器，在環(huán)境溫度和濕度未滿足運行要求時，再自動投入開關(guān)柜的加熱器。
　　1.4.3空調(diào)節(jié)能技術(shù)
　　空調(diào)節(jié)能指對控制室內(nèi)溫、濕度的空調(diào)系統(tǒng)及設(shè)備采用先進(jìn)技術(shù)或合理方式以達(dá)到節(jié)約能耗目的。空調(diào)節(jié)能技術(shù)可從幾個方面進(jìn)行：降低空調(diào)冷負(fù)荷，提高冷氣輸配系統(tǒng)的效率，提高制冷系統(tǒng)的效率，采用蓄冷系統(tǒng)，利用相變儲能材料等。
　　1.4.4照明節(jié)能
　?。?）利用自然采光。盡量利用自然采光，特別是人員巡視、設(shè)備運輸?shù)臉翘蓍g和走廊應(yīng)盡可能采用自然采光。
　?。?）選用高效、節(jié)能的電光源。光源的節(jié)能主要取決于它的發(fā)光效率。照明光源的選擇，除根據(jù)使用場所的需求外，還應(yīng)根據(jù)電光源的顯色指數(shù)、使用壽命、調(diào)光性能、點燃特性等綜合考慮。原則是根據(jù)不同需求情況積極選用新一代的節(jié)能光源，如用電子節(jié)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(fā)出的光進(jìn)行再分配的裝置。衡量燈具的節(jié)能指標(biāo)是光輸出比（LOR）（燈具效率）。選用優(yōu)質(zhì)高效、光通維持率高的燈具對照明節(jié)能具有重要的意義。
　?。?）采用先進(jìn)控制系統(tǒng)和策略。采用先進(jìn)控制系統(tǒng)和策略的節(jié)能潛力基于2個方面：a.通常晚間電網(wǎng)電壓高于標(biāo)準(zhǔn)電壓，至使燈具超功率運行，不僅亮度超標(biāo)，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(dāng)降低亮度水平（符合照明標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和要求的亮度），通過對路燈電路進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆€(wěn)壓調(diào)壓控制，可以節(jié)約更多的能源，同時延長燈具壽命。
　　2、結(jié)語
　　主要針對降低發(fā)電能耗、降低綜合線損、用電側(cè)管理、變配電站建筑節(jié)能等技術(shù)進(jìn)行了闡述。針對電力企業(yè)的特點，可對節(jié)能潛力較大的領(lǐng)域進(jìn)行分析，重點在降低線損、經(jīng)濟(jì)調(diào)度、提高能源綜合利用效率、綠色照明、分布式供能、能源轉(zhuǎn)換、建筑節(jié)能等領(lǐng)域開展工作。