提高电力系统经济运行效率若干措施的探讨

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[摘 要]电能是推动现代社会经济发展的重要动力，对人类文明的发展做出了巨大的贡献。人类社会的发展愈来愈离不开电能，因此提高电力系统经济运行效率就显得尤为重要。本文主要从发电、输电、用电三个方面，提出电力系统经济运行的若干措施，希望能够对我国电力行业的可持续发展做出微薄贡献。

[关键词]电力系统 经济运行 效率

中图分类号：TM121.1.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2016）01-0063-01

人类文明的发展伴随着能源的巨大消耗，人类文明的每一次进步都伴随着能量消耗的增长，电能的需求更是与日俱增。有限的能源总量以及对电能大量的需求迫使我们不得不研究电能的经济运行，即在满足安全和一定质量要求的前提下，尽可能提高系统运行的经济性，既合理地利用现有的能源和设备，以最低的燃料耗量和运行成本，对用户进行可靠而满意的供电。

在经典的电能输送模式中，发电厂把各种形式的能量转换成电能，电能经过变压器和不同电压等级的电能输送并分配给用户，以便用户使用。这些生产、输送、分配和消费电能的各种用电设备连接在一起而组成的整体称为电力系统。简而言之，电力系统由发电、输电、用电三部分组成。因此如果想提高电力系统经济运行的效率也只能从这三个方面入手。

一、从发电方面提高经济运行效率

1.有功电源的最优组合法

有功电源最优组合法即根据各类发电厂的特性通过机组合理的组合减少运行费用达到经济运行的目的，常见的组合方法有最优组合顺序法、动态规划法和整数规划法等。水力发电厂和原子能电厂一次性投资大，而运行费用小，因此通常作为优先机组考虑发电；而火力发电厂运行需要消耗燃料资源，因此通常其组合次序在原子能电厂和水力发电厂后。此外由于水力发电厂的水轮机组投入运行和再度投入相对于汽轮机组（ 火电厂和原子能电厂） 不需要消耗大量能量和很多时间，因此水电机组通常用作调峰机组和其它一些调节功能。

2.采用新能源发电

相对于火力发电厂的燃煤发电模式，水力发电、风力发电、太阳能发电能新能源发电技术在节约发电成本方面有着无可替代的优势。以太阳能发电为例：

由于其诱人的前景，在过去15年中，全球光伏产业以25%的年均增长率成长 。2003年欧洲光伏市场的迅速启动， 2004年、2005年市场供不应求。2007年世界光伏电池产量达到3500MW，比2006年增加了40%。 2010年～2020年全球光伏产业年增长率将达34%，年安装量将达到11.34GW 。由此可见，太阳能技术一旦成熟地应用将使电力系统的经济运行提高到一个新的台阶。

二、从输电方面提高经济运行效率

理想的传输线无阻抗，但实际的传输线具有阻抗，这就不可避免地使传输过程中产生大量的损耗。电力网的电能损耗不但耗费一定的动力资源，占用一部分发电设备容量。因此，降低网络损耗是提高电力系统经济运行的有效手段。现实生活中，可以从以下几个方面 采取措施。

1.提高用户的功率因数，减少输送线路的无功功率。

根据计算，当功率因素从0.7提高到0.9时，线路中的损耗可以减少39.5%。装设并联无功补偿装置是提高用户功率因数的重要措施。对于一个具体的用户来说，负荷点距离电源点越远，补偿前的功率因数越低，安装补偿设备损耗的降低损耗效果也就越明显。

2.改善网络中的功率分布

在由非均一线路组成的环网中，功率的自然分布不同于经济分布。电网的不均一程度越大，两者的差别也就越大。为了降低网络的功率损耗，可以在环网中引入环路电势进行潮流控制，使功率分布尽可能接近经济分布。对于环形网络也可以考虑开环运行是否更为合理。

3.合理地确定电力网的运行的电压水平

在导线总截面、输送容量均相等的情况下，1000KV交流线路的电阻损耗是500KV交流线路的四分之一。采用特高压输电技术，还可以节省大量导线和铁塔材料，从而降低建设成本。根据有关部门的计算，1000KV交流输电方案的电位输送容量造价约为500KV输电方案的73%，节省工程投资的效益显著。

4.组织变压器的经济运行

在一个变电所内装有N（N>=2）台容量和型号都相等的变压器时，根据负荷的变化适当改变投入运行的变压器台数，可以减少功率损耗。变压器铁芯损耗和台数成正比，绕组损耗则和台数成反比。当变压器轻载运行时，绕组损耗所占比重相对减小，铁芯损耗的比重相对增大，在某一负荷下，减少变压器台数，就能降低总的功率损耗。

5.对原有电网进行技术改造

随着城市的发展，生产和人民生活用电不断增长，负荷密度明显增大，配电网络的负荷越来越重，不但电能损耗很大，而且也难以保证电压质量。为了满足日益增长的对电力的需要，非常有必要对原有配电网络进行改造，例如增设电源点，提升线路电压等级，增大导线截面等，这些措施都有非常明显的降低损耗的效果。

三、从用电方面提高电力系统的经济运行效率

在整个输电系统中，用户是电能的使用者，但是用户使用某些技术落后的设备或者不合理的用电会给电网带来很大的伤害，从而增加了损耗。比如用户在用电高峰使用大量大功率用电器会增加网络的电流，电网长期运行在大电流的情况下会减少供电网络的使用寿命。因此，选择高效节能的用电器以及避免在用电高峰开启大功率用电器同样可以提高电力网络的经济运行效率。

总之，在能源供需关系越来越紧张的情况下，从发电、输电、用电各个方面多管齐下，提高电力系统的经济运行效率势在必行。

参考书目

[1] 何仰赞.电力系统分析（第三版）[M].华中科技大学出版社 ，2006.08.

[2] 陆敏政.电力工程（第二版）[M].中国电力出版社，2008.01.

[3] 杨力.特高压输电技术[M].中国水利水电出版社，2011.05.