《能源监测与评价》——电力企业的节能监测（四）

(5)电网无功功率配置。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。无功功率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。

无功功率优化的目的是通过调整无功功率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。

2.企业供配电系统节能监测方法

监测应在用电体系处于正常生产实际运行工况下进行，测试期为一个代表日(24h)。监测所有的仪表应能满足监测项目的要求，仪表必须完好，并且电能计量仪表准确度应不低于2.O级。测试仪表、测试条件、测试和计算方法应符合GB/T3485-1998和GB/T13462-2008《电力变压器经济运行》的有关规定。测试数据每小时准点记录一次。

(1)日负荷率的测试与计算。用电体系日平均负荷与日最大负荷的数值之比的百分数，即日负荷率Kt(%)在测试期内，测算以下参数：

1)日平均负荷。用电体系在测试期内实际用电的平均有功负荷Pp(kW)，其数值等于实际用电量除以用电小时数。

2)日最大负荷。用电体系在测试期出现的最大小时平均有功负荷Pma。(kW)。用电体系在测试期的日负荷率Kr(%)按式(4-35)计算

(2)变压器负载系数的测试与计算。电力变压器运行期间平均输出视在功率与其额定容量之比，即变压器负载系数B，又称变压器平均负载系数。

在测试期内，分别测算每台变压器的下列参数：

1)运行期间;变压器投入运行的时间t，h。

2)有功电量：运行期间变压器负载侧的有功电量Ep，kWh。

3)无功电量：运行期间变压器负载侧的无功电量Eq，kvarh。

4)额定容量：变压器额定容量Se，kVA。

测试期的变压器负载系数B为

B=S/Se (4-36)

式中S-变压器平均输出视在功率.kVA。

变压器负载系数也可以用以下方法测算其近似值：

1)分别测算每台变压器运行时负载侧的均方根电流I2，A。

2)记录每台变压器负载侧额定电流I2e，A。

3)变压器负载系数B为

B≈I2/I2e (4-38)

变压器综合功率损耗率最低时，其输出视在功率与额定容量之比，即变压器综合功率表经济负载系数B。

(3)线损率的测试与计算。供给用电体系的电量由体系受电端经变电站至低压供配电线路末端所损耗的电量之和占体系总供给电量的百分数，即线损率a，%。

在测试期内，测算以下参数：

1)用电体系实际总供给电量Er,kWh。

2)每台变压器的损耗△Es，kWh。

3)每条线路的损耗△Esx;，kWh。

4)电气仪表元件的损耗△Ey，kWh。

△Ey在现场监测时，允许忽略不计，测试期的线损率a(%)按式(4-39)计算为

(4)企业用电体系功率因数的测试与计算。用电体系有功功率与视在功率之比，即功率因数;以用电体系有功电量与无功电量为参数计算而得的功率因数，即企业用电体系功率因素cosp，又称企业用电体系加权平均功率因数。

在测试期内，测算以下参数：

1)供给用电体系的总有功电量Erp.kWh。

2)供给用电体系的总无功电量Erq，kvarh。

测试期的企业用电体系功率因数cosp为

当备有功率因数表时，可直接读取功率因数cosp的值。

(四)高效节能输电

为了解决对输电容量的需求持续增长与建设新线路困难的矛盾，近年来人们开始将更多的注意力从电网的扩张转移到挖掘现有网络的潜力上，研究利用其他高效节能输电新技术来均衡电网的潮流和提高输电线路的输送容量，从而提高输电网的输送能力。目前有柔性输电技术、紧凑型输电技术等高效节能输电技术。

1.柔性输电技术

柔性输电技术是基于现代大功率电力电子技术及信息技术的现代输电技术。

柔性输电技术可提高输配电系统的可靠性、可控性、运行性能及电能质量，是一项对未来电力系统的发展可能产生巨大变革性影响的新技术。柔性输电技术可分为柔性直流输电技术和柔性交流输电技术。

(1)柔性直流输电技术。柔性直流输电自身灵活控制潮流和交流电压的功能对系统短路比无影响，可将它放置在系统薄弱环节以增强系统稳定性，适合于向远地负载、小岛、海上钻井等孤立网络供电，尤其适用于风力发电系统。

柔性直流输电技术用于连接风电场和电网具有独特的优势，它无需额外的无功功率补偿，能实现风力发电的远距离能量输送。它可以连接多台风电机组，甚至多个风电场，从而减少换流站的个数，节约成本。

(2)柔性交流输电技术。柔性交流输电技术，又称为灵活交流输电技术。该技术是基于电力电子技术改造交流输电的系列技术，它可以对交流电的无功功率、电压、电抗和相角进行控制，从而能有效提高交流系统的安全稳定性，满足电力系统长距离、大功率安全稳定输送电力的要求。

2.紧凑型输电技术

从电网建设的远景和特高压电网规划来看，线路不断增多，线路走廊资源越来越紧张，特别是由于规划部门对土地审批越来越严格，线路通道在很多地区已经成为影响电网建设的主要因素。紧凑型输电技术与常规型输电技术相比，具有降低电能输送成本，减少输电走廊对土地的占用等特点，是经济发达、土地昂贵、房屋稠密地区节省线路走廊和工程投资、提高输送容量的有效方法之一。

(五)影响电网发展的关键技术

随着人类社会对全球常规一次能源资源可持续供应能力以及对生存环境恶化的担忧，未来能源发展将从资源引导型转为技术驱动型，这是世界能源发展的总体趋势。电网发展尤其如此。

根据我国能源及电力工业的特点，以及电网发展的目标定位，将对我国电网发展产生重大影响的关键技术如下。

1.特高压输电技术

特高压交直流输电技术为长距离、大容量、低损耗电力输送提供了有效的技术手段，是提高电网能源输送能力和在更大范围内开展电力国际合作的重要前提，也是提高我国电力行业国际影响力和竞争能力的重要契机。

特高压输电技术的优越性有：

(1)输送容量大。1000kV特高压交流按自然功率输送能力是500kV交流的5倍，在采用同种类型的杆塔设计的条件下，1000kV特高压交流输电线路单位走廊宽度的输送容量约为500kV交流输电的3倍。

(2)节约土地资源。±800kV直流输电方案的线路走廊宽度约76m，单位走廊宽度输送容量约为84MW/m，是±500kV直流输电方案的1.3倍，溪洛渡、向家坝、乌东德、白鹤滩水电站送出工程采用±800kV级直流与采用±600kV级直流相比，输电线路可以从10回减少到6回。总体来看，特高压交流输电可节省约2/3的土地资源，特高压直流可节省约1/4的土地资源。

(3)输电损耗低。与超高压输电相比，特高压输电线路损耗大大降低，特高压交流线路损耗是超高压线路的1/4;±800kV直流线路损耗是±500kV直流线路的39%。

(4)工程造价省。采用特高压输电技术可以节省大量导线和铁塔材料，以相对较少的投入达到同等的建设规模，从而降低建设成本。在输送同容量条件下，特高压交流输电与超高压输电相比，节省导线材料约1/2，节省铁塔用材约2/3。1000kV交流输电方案的单位输送容量综合造价约为500kV输电的3/4。

2.信息化及智能控制技术

该技术包括实时数据采集技术、实时控制技术，以及智能化控制策略等。

3.电网安全控制与大事故防御技术

随着系统规模的逐步扩大以及电网功能的扩展，电网安全的重要性进一步提高。重点是研发具有动态安全分析、预警和辅助决策功能的新一代电网调度自动化系统，以及具有自适应能力、协调优化的电网动态安全稳定保障系统;加强推进先进电力电子技术的开发和应用，为大电网安全运行提供行之有效的技术保障手段和策略。

4.提高电网输配电效率的更新改造技术

目前我国每年数千亿元的电网建设投入，预示着未来30～50年乃至更长时期内，大规模的输配电设施将达到其经济寿命期，因此，必须提前做好提高电网输配电效率和相关设施经济寿命的更新改造技术储备，

5.交互式电能控制技术

随着高效率、低污染的各种分布式能源系统的发展和应用，大电网与用户自有的分布式发电系统实现协调发展已成为世界电力系统发展的一个必然趋势。随着我国天然气管网覆盖面的逐步扩大以及天然气供应能力的提高，以天然气为燃料的分布式能源系统也将逐步在我国大中型城市中得以广泛应用;另外，太阳能光伏发电技术等也将逐步发展到商业化应用。因此，交互式电能控制技术的开发应尽快提上议事日程。

6.适应不同特性电源接入和高效稳定运行的电网运行、控制和调度技术

根据国家能源发展的总体安排，未来的发电能源结构将逐步由目前以煤电和水电为主的单元格局转变为以煤炭、水电、核电以及风电和太阳能等其他可再生能源并存的多元化格局，因此，未来电网将面临如何在充分接纳各种特性的电源的前提下，保证稳定、高效运行的难题。尤其是现阶段我国风电开发中所特有的“小网大容量、弱网大规模”的风电开发模式特点，更需要进一步加强相应的电网运行、调度和控制技术开发，以适应风电开发的需要，并实现电网的安全、稳定、高效运行。

7.大型电力储存技术

随着大规模呈间歇性的风电、太阳能等可再生能源发电技术的开发应用和接入系统，以及具有交互式供电能力的分布式电源系统的发展，开发以高效率、长寿命、低成本、低污染为特征的先进大型储能技术已成为世界主要发达国家(如欧盟、美国等)的技术开发重点。先进大型储能技术也是电动汽车发展的重要前提，还是需求侧削峰填谷和提供电力应急供应的有效技术手段。

8.其他相关前瞻性技术

例如，超导技术及其在电力系统中的应用。国内已开展了配电系统的相关技术与设备研发，美国把超导技术作为其未来全国输电技术的重要手段。氢能及燃料电池技术等也将对未来电力终端应用产生重大影响，并对电网运行与管理模式产生影响。