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致敬“地球一小时 ”,施耐德电气:关注电网损耗,为地球减负不能只靠“关灯”
发布日期:2018-04-12 本文已被浏览242次

  从2007年创建至今,“地球一小时(Earth Hour)”已经走过了11个年头。作为世界自然基金会(WWF)应对全球气候变化所提出的一项全球性节能活动,“地球一小时”提倡于每年三月的最后一个星期六,当地时间20:30,家庭及商界用户关上不必要的电灯及耗电产品一小时,来表明他们对应对气候变化行动的支持。

  当前,由过量二氧化碳排放导致的气候变化,已经极大地威胁到地球上人类的生存。只有通过改变全球民众对于二氧化碳排放的态度,才能减轻这一威胁对世界造成的影响。

  “今年的地球日,你关灯了么?”

  当然,为地球减负,不能仅仅靠每年一个小时的“关灯”行动。改变“态度”是基础,但最终解决日渐庞大的能源需求与降低碳排放之间悖论的关键还在于能效的提升,而解决这一问题的关键,在于能效技术的数字化变革。

  配电企业作为节能减排的重要战场,普遍缺少对配电效率的规划和管理。数据显示,欧盟每年的输配电损耗平均为5%,其中24%为输电损耗,76%为配电损耗,这意味着每年在配电方面的能源损耗高达50亿欧元;在中国,输配电损耗占全国发电量的6.6%左右,节能潜力巨大。

  智能策略助力电网效率最大化

  当下,配电企业正在向智能配电企业转型,电网设备越来越智能。为应对当前配电企业普遍存在的能耗问题,施耐德电气认为,依靠智能策略,规划、计量并改善输配电效率是一剂良药。施耐德电气将当前配电企业普遍存在的损耗问题总结为四大类别,并给出相应损耗控制策略。

  (一)中压线路的技术性损耗

  我国配电网一般采用闭环设计、开环运行方式,以提高运行的灵活性和保障供电可靠性。但这种方法不能使损耗降至最低。

  施耐德电气认为,先进配电管理系统(ADMS)可显著降低中压线路的技术性损耗。ADMS系统,可提供关于网络拓扑、网络测量、中压/低压变电站的负载情况及客户消费的实时信息。在此环境下,当系统运营商计划打开或闭合隔离开关时,ADMS可模拟供应商操作对供电、损耗和电压管理产生的实际影响。根据ADMS所提供的负载曲线、天气预报、来自传感器的实时数据、智能电表和开关操作的次数,可以按小时、月、季节或年的算法计算最佳配置,从而最大限度地减少损耗,及高压/中压变电站变压器和馈线的负载不平衡。

  (二)分布式能源对电压管理的影响

  维持客户合同约定的电压限值是全球各地配电企业的主要职责之一。电网对分布式能源的大规模需求,使得配电系统运营商在电压管理方面面临巨大挑战。他们必须对电网某一部分电压可能上升,而同时另一部分的电压可能下降的情况进行管理。因此,配电系统运营商正在部署传感器以监测所有馈线上的电压,部署可调节各级电压的新致动器,并部署集中式或分布式智能技术来管理宏观电压控制。

  施耐德电气认为,要想能够获得准确的“实时”电压测量值,需要部署新的解决方案和传感器,以最大限度降低全球范围内的总体成本。这些新的解决方案,包括新型电容式或电阻式分压器、新一代RTU(远程终端装置)、新型智能传感器、虚拟传感器、致动器和无功能源注入器等等。此为分布式能源集成设计的微调电压控制基础设施,也可用于最大限度减少技术性损耗。

  (三)非技术性损耗的识别

  施耐德电气预估,90%的非技术性损耗发生在低压网络中,低压网络是降低损耗的重中之重。评估此项损耗的第一步要开始监测。过去,人们很少监测低压网络,因为由于装备点数量很多,监测成本很高。如今,通过采用新的方法、架构和技术,可将监测成本降低,同时监测精度也得以提高。

  施耐德电气认为,确定网络中的损耗源是首要挑战之一。低压网络监测可利用智能电表作为附加传感器,提供有关网络能量性能数据。在这种情况下,首先要确定这些电表在网络中的正确位置。下一步是为每个低压馈线配备一个电表。这些电表必须小心安装,不能为客户造成断电。每个变电站大约需要一个小时来安装电能管理电表。

  此外,还可以将低压馈线上测得的能量与位于同一特定馈线网络上的智能电表所测的能量总和进行比较。这一操作可以定位和量化损耗,以便网络运营商能够采取提高能效的改善措施。

  (四)变压器效率低下

  在提高能效的潜力方面,配电变压器仅次于输电线路,位居第二。在变压器领域存在两种类型的损耗:空载损耗和负载损耗,变压器通电后,就会出现“空载”或“不变”损耗;“负载损耗”则随变压器的负载变化而变化。配电变压器和电源变压器每天24小时运行,因此可以通过减少“空载损耗”和“负载损耗”来影响其能效。

  通过现代化的变压器技术能够显著降低变压器损耗。施耐德电气认为,对于配电企业来说,降低铁损比铜损更有利,因为只要变压器连接到供电系统上,铁损就是连续不断的。这些变压器在此过程中通常不提供负载,而当它们提供负载时,却始终不会达到最大负载能力。另一方面,由于这些变压器主要在高负载系数下工作,所以对于工业应用来说,同时降低“空载损耗”和“负载损耗”是有利的。

  对当下可能存在不同程度的损耗的变压器而言,客户则可以选择空载损耗和负载损耗的最佳折中方式,以优化其运营成本(OPEX)和资本支出(CAPEX)。为了选择空载损耗和负载损耗的水平,客户应知晓变压器的负载因数、kWh成本、贴现率和投资回报时间。

  在向更高效配电网络的迁移中,通过智能策略更加精确且高度互联的智能策略,可使配电企业有效降低电网损耗。

  将“关灯”的初衷放在心中,用先进的技术应对更加“电气化”的新时代,让我们用实际的行动与效果向“地球一小时”致敬!

  

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