世界对电能的需求巨大,每年耗电数万亿千瓦时,而且随着更多国家实现工业化CONTROL ENGINEERING China版权所有,这一数字还会继续攀升。1980~2006年CONTROL ENGINEERING China版权所有,世界电力消耗每年增长 3.1%。预计到2030年,世界电力消耗将达到333000亿kWh(见图1),几乎是2008年(167900亿kWh)的两倍。
当前,发电厂生产的电能大约10%损失在输配电环节。电能损耗中的约40%发生在配电网中(见图2)。仅2006年CONTROL ENGINEERING China版权所有,总损耗和配电损耗大约分别为 16?380亿kWh和6550亿kWh。也就是说,只要配电损耗减少10%,每年就可节电650亿kWh。这比750万瑞士人2008年总的耗电量还要多,相当于燃煤电厂排放了3900万tCO2。
而通过主动管理配电系统的需求,以及需求响应和VVO,可以降低整个电网的尖峰需求。这样可以省去配电、输电和发电系统方面的巨额开支。即使尖峰需求降低不多,也会带来巨大的经济效益。例如,2008年美国的尖峰负荷需求为790GW,当尖峰需求每降低1%,就可少建一个7900MW的发电厂(见图 3)。
配电系统损耗
配电网将电力从变电站输送至消费者。配电网包括中压(50kV以下)电力线、变电站变压器、杆架式或垫式变压器、低压配电线路及电表。电力公司配电系统拥有数百个变电站和成千上万个部件,统一由配电管理系统(DMS)进行管理。
无功功率补偿装置用于减少或消除电流中的无功成分,减少电流,从而降低能源损耗。根据系统中负荷类型及组合方式,馈线电压分布也能影响电流分配,因此也会影响功率损耗,但影响是间接的,且程度较小。
电压和无功控制装置
电压控制装置通常安装在变电站和馈线上。变电站变压器可配备抽头转换开关,根据馈线负载状况调整变电站馈线电压。具有分压抽头转接开关的特殊变压器称之为稳压器,安装在馈线的各个位置上,在馈线的特定点位