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施耐德电气:绿色数字化配电时代,电网如何全面降损增效?

2021-06-22 15:16  来源:能源中国网 www.energychinaw.com
 

电网损耗是电力行业能源耗散的重要组成部分,也是导致电企运营成本上升、补偿性碳排放增加的主要原因之一。随着我国“碳达峰、碳中和”工作提速,在配电系统中全方位降损节电,尤其是减少技术性损耗至关重要。近年来,在建设绿色、高效、智能现代化电网目标驱动下,国网、南网等运营商日益重视损耗管理,通过实施电网改造、持续改进能效管理等手段,逐步推进运营过程中的节电降损。2020年,国网将改善电能质量实现技术降损列为重点工作之一。

然而,降低电网技术性损耗是复杂而艰巨的工作,它既考验着较为宏观的公司管理和电网运营策略,也考验着微观层面的技术选择以及数据管理——电网架构、运行规划、设备采用等因素,都会对电网中的电力损耗造成影响。

随着当今电网迈进数字化、智能化管理新时代,行业对解决方案的需求也进一步升级。作为全球能源管理和自动化领域的数字化转型专家,施耐德电气持续探索电网现代化升级改造,基于其在全球积累的成功经验,发布白皮书《减少技术性损耗,提高电网效率——适用于大中型配电网的解决方案》,针对全球电网在转型路上普遍面临的降损增效难题,提出融合先进技术与数字智慧的新型解决方案。

技术性损耗是电网效率的关键指标

传统电力传输和分配基础设施效率低下,由此带来的电力损耗问题已不容忽视。损耗的电量占总配电量的百分比,是衡量配电网效率一个关键性能指标。据欧洲能源监管委员会统计,在欧盟,每年的输配电损耗平均为5%,其中配电损耗占76%,由此带来的经济损失每年高达50亿欧元;在我国,输配电损耗占全国发电量的5.9%左右。在衡量电力损耗给全社会带来的实际成本之时,一方面要看到这些损耗带来了直接而巨大的能源浪费,另一方面也须注意,为了弥补这些损耗,全球电网不得不消耗更多的化石燃料以产出更多的电力,由此带来的“补偿性碳排放”给生态环境增添了沉重负担。

全方位降损增效迫在眉睫。与盗电、电表错误等导致的商业性损耗相比,技术性损耗是配电运营商通过优化运营可以显著降低的损耗。白皮书之处,技术性损耗是指由于导线,输电、次输电和配电线路所用设备,以及变压器磁损耗所造成的电能耗散。导致技术性损耗的主要原因是:

  • 配电线路过长配电线路导体尺寸不足

  • 线路过载

  • 远离负荷中心安装配电变压器

  • 一二次配电系统功率因数低

  • 馈线相电流不平衡

  • 变压器尺寸、型号不合适

  • 变压器永久通电

  • 配电变压器运行条件不正常

  • 用户终端的低电压导致电感负载的电流增加

  • 使用的设备质量差(农村地区的农用抽水机,城市地区的制冷空调和工业负载)

由此可以看出,技术性损耗的成因涉及电网运行的方方面面,主要可归为配电线路和变压器带来的影响。电网公司要想“根治”此类损耗,必须采取综合策略,对配电系统的设计、运行和维护加以优化完善。

降低技术性损耗的四大切入点

技术性损耗缘由复杂,那么,应如何最大程度地降低此类损耗呢?施耐德电气指出:改善技术性损耗应从以下四点入手:检测损耗、提高组件效率、提高运行效率、保持效率。

施耐德电气:绿色数字化配电时代,电网如何全面降损增效?

首先,检测损耗,施耐德电气提供智能 RMU、带自调控分接开关的智能变压器、互联开关柜,互联变压器,互联重合器、RTU(包括电能测量仪),能够有效地监测电气参数、分析效率和趋势,并识别高损耗区域,从而实现全方位的损耗检测。

第二、提高组件效率,一方面使用高效组件,另一方面增大电缆/母线截面。节能型变压器、变压器分接开关、电容器组、谐波滤波器,这些设备都是影响组件效率的关键因素。

第三、提高运行效率,这是一个系统性的过程,需要考虑多方面的设备效率和系统效率的优化,比如优化电能流、优化变压器负载水平、提高功率因数、减少谐波、重新平衡各相的负载、优化运行电压等等。

第四、保持效率,实现效率优化后如何保持高效水平,这就需要运维人员制定一套行之有效的方法,检测和跟踪损耗趋势、检查和维护变压器、检查和维护开关柜、检查并重新紧固连接。在这一环节,不仅要提升设备和系统的运行效率,更要通过系统监测手段,变主动性维护为预测性维护。

损耗优化全集成解决方案助力降低技术性损耗

综合以上四大降损途径,施耐德电气深度提炼全球经验,为配电网运营商提出了一套行之有效的降损方法“损耗优化全集成解决方案”:保留现有配电基础设施,在关键节点有针对性地选用高效组件替代陈旧设备,同时采用智能电网组件和高级软件对输配电损耗进行主动管理,通过最优利用现有资源,最大程度地节留入网电能,从而显著提升电网效率。

首先,施耐德电气“损耗优化全集成解决方案”是围绕 ADMS(高级配电管理系统)软件构建的,并辅以配电变压器等高效组件以及更多的互联设备,以数字智能技术赋能电网的规划、运行、维护各阶段,不仅有助于显著降低技术性电力损耗,更能为配电系统带来更高的可靠性、效率和安全性。其中,Minera SGrid变压器解决方案能帮助解决现代电网的电压波动问题,包含三大组件:一个与传统有源部件一起工作的串级变压器、一套低电流低压接触器、一个用于控制操作的PLC,所有组件均经过实地应用验证,可自动调节整个电网的电压,将电压输出保持在指定范围内,大大简化了维护工作,并可根据需要轻松调节,从而为电网运营商提供安心保障,为用户提供更高的可靠性。

ADMS软件则主要包含运行模块和电网规划模块。其中,ADMS 运行模块,用于状态估计、最优潮流、电压无功优化、最佳分支、低压分析、负载相位平衡;而ADMS 电网规划模块则用于电网加固、电容器安置以及电网自动化 (RMU) 优化。

而DMS 分析应用程序系统,则是 ADMS 软件的“智能”所在。该系统由一套全面完整的高级软件和算法组成,能够实现高效设计、优化运行和最佳决策,对配电网中安装的所有设备发挥作用,它可以执行配电公司几乎所有的技术任务,适用于电网运行控制应用程序、电网运行规划和优化、电网运行分析、电网发展规划及培训。依托这些功能,则可以有效地改善电网的技术性损耗。

此外,施耐德电气也能够基于资产信息和ADMS数据库分析,提供可显著降低技术性损耗的技术方案建议等咨询服务,为客户创造更大价值。

值得一提的是,在改善线损和配变损耗的基础上,认识到电网中的DER(分布式能源资源)对损耗的影响,并有意识地对其进行智能化管理,将带来额外的好处。当前,光伏电站、风电场、储能电池、热电联产、电动汽车站等DER正越来越多地出现在配电网中,而每当这些DER接入电网时,接入点周围的电压就会升高。因此,也需要通过DER管理,如采用施耐德电气的DERMS解决方案,来优化电网不同部分的运行电压条件,从而减少和改善技术性损耗。

电力行业是支撑社会经济运行的基础,“双碳”目标背景下,电网成为节能减排的重要战场。为配电降损,为电网增效,减少来自电力运营本身的浪费,正越来越突出地上升为行业共识,成为电网企业向低碳未来转型之时绕不开的重要命题。在此征程中,施耐德电气愿凭自身在数字化转型和能效管理的领先专长,为电网降损、节电、增效献智献力,助力电网企业奏响“绿色、高效、智能”的行业发展主旋律。

点击下方链接下载白皮书,获取关于降低电网技术性损耗的更多洞见。

https://go.schneider-electric.cn/China_MVC_CN_202106_GMA-Brochure-Whitepaper_MF-LP.html?source=Content&sDetail=GMA-Brochure-Whitepaper_CN



本文标题:施耐德电气:绿色数字化配电时代,电网如何全面降损增效?
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(责编:胡梦瑶)

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