配电网无功补偿及补偿效益分析

维普资讯 http://www.cqvip.com Ｈ蒜　一　中国高新技术企业　配电网无功补偿及补偿效益分析　◆文／杨治宁　【摘要】　无功补偿能提高系统电压水平，增强电网稳定裕度，降低线损，并由此产生经济效益。推荐的损失　因子法、无功补偿工程评估计算，是计算无功补偿降损效果及无功补偿经济效益评估的简单、有效算法，通过　此算法可迅速、准确地计算无功补偿对考核指标线损率的改善及评价无功补偿工程经济效益。对电网无功补　偿工作有较大的促进作用。具有指导性意义。　【关键词】无功补偿　效益分析　线损计算　无功补偿是电力网建设和改造的重要组成部分。它是保持网络　式中　△Ｐｎｍｘ——最大负荷降损功率：　Ｆ——损失因子．它等于线损计算时段内的平均功率损失ＡＰａｖ　ｔ——电容器投运时间。　无功平衡．提高电压质量，降低网络损耗的有效措施，是降损措施中　投资少、回报高的方案。因此，解决好配电网络无功补偿以及效益分　析的问题．对降损节能有着重要的意义。　１呼和浩特电网简介　呼市电网处于内蒙古西部电网的枢纽位置，是内蒙古西部电网　座，主变压器４３台，总变电容量２２５９．５ＭＶＡ，其中有载调压电力变　投资少回报高的方案。通过无功补偿来降低网损和提高电压是一种　与最大负荷功率损失ＡＰｍａｘ之比：　Ｆ＝ＡＰａｖ／Ａｌｈｎａｘ＝　慧　（４—３）　（４－４）　ｚ　（２）对于（４—２）式中的电流平方的平均值ｍ　，一般以典型日负　　的重要组成部分。目前已投入运行的１１０ｋＶ及２２０ＫＶ变电站共有２７　荷曲线计算即可：Ｉ２珊：（１／２４）　Ｉ２ｉ：（１／２４）（Ｉ２１＋Ｉ２２＋…＋Ｉ２２４）　线损率　￣＝ＡＥ／Ｅ　３．２算例　压器４１台，占总台数的９５．３５％，其变电容量为２２３２ＭＶＡ，占总变电　容量的９８．７８３％。无载调压电力变压器２台，占总台数的４．６５％，其　变电容量为２７．５ＭＶＡ，占总变电容量的１．２１７％。目前，投入运行的　２２０ＫＶ输电线路１５条．总长度７７２．６５７ＫＭ，１１０ＫＶ输电线路３８条　以２００７年度呼和浩特电网无功补偿为例。潮流和优化计算程序　（包括Ｔ接线路），总长度５４８．４７６ＫＭ（其中有３．２１６ＫＭ电缆线路）。　采用电科院《潮流计算综合程序》和《最优潮流与最优无功补偿程　以上运行的２７座变电站中已配置安装了无功补偿装置的变电站２５　序》。２００７年度呼和浩特电网计算负荷为８５０ＭＷ，规划补偿容量　　座，总补偿容量为１７０．５００ＭＶＡＲ，占变电总容量的１３．２５２％，尚未安　１７０　Ｍｖａｒ。计算表明，线损功率由１７０　ＭＷ下降到补偿后的１５０　ＭＷ，装无功补偿装置的变电站４座。占变电站总数的１４．８１５％。在已安装　降低了２０　ＭＷ。　根据调度部门提供的日负荷曲线，由（３）式可得：　的无功补偿装置中有２１ＭＶＡＲ由于没有通过正式验收而未投运．其　余１４９．５ＭＶＡＲ的无功补偿装置均可投入运行．其投入率为１００％。　２经济分析的意义　Ｉ２ｒｍｓ＝（１／２４）　Ｉ　：（１／２４）（Ｉ２１＋Ｉ２２＋…＋Ｉ２２４）　＝无功补偿是提高系统电压水平，增强电网稳定裕度，降低线　损。产生经济效益的重要技术措施。损失因子法、无功补偿工程评估　计算．是计算无功补偿降损效果及评估无功补偿经济效益的简单、　（１／２４）（０．７６５２＋Ｏ．７６２＋Ｏ．７６２＋Ｏ．６９５２＋　０．７６２＋Ｏ．７７２＋Ｏ．８２＋０．９１２＋Ｏ、９４２＋　０．９５２＋０．９３２＋０．７８２＋０．８０２＋０．８２２＋　０．８１２＋Ｏ．８２２＋Ｏ．８２２＋Ｏ．８３２＋Ｏ．９Ｏ２＋　有效算法．通过此算法可迅速计算无功补偿对线损率的改善以及评　价无功补偿工程的经济效益。　无功补偿由于提高电压．减少了线路上的无功流动，降损效果　明显。线损率为线损电量占供电量的百分数，它是供电局的一个重　要考核指标。无功补偿对改善考核指标线损率效果明显，精确计算　１２＋Ｏ．９９２＋Ｏ．９８２＋Ｏ．９１２＋Ｏ．８６２）　＝Ｏ．６９８７２７１　电容器投运率以４ｏ％计算。电容器投运时间为　ｔ：３６５×２４ｘ４０％：３５Ｏ４ｈ　无功补偿后线损率的改变。计算量大且无必要。本文推荐一种无功　补偿后线损率变化的简单、有效的计算方法，用于衡量无功补偿对　线损率的改善。　３无功补偿经济效益分析模型和方法　３．１计算模型及方法　由式ｆ４—１）可得全年节省电量：　△Ｅ＝２０ｘ０．６９８７２７１×３５０４　＝４９ＴＷｈ　高压线损电量：　ＡＥ　＝１６．６ｘ０．６９８７２７１×３６５×２４　：１４５．６　Ｔ　在电力网的实际运行中，用电度表计量统计出的供电量和售电　量之差得到的线损电量．称为统计线损电量。在统计线损电量中。有　一部分是电能在输、变、配过程中不可避免的。其数值由相应时段内　负荷消耗电量：　Ｅ＝８５０ｘ０．６９８７２７１ｘ３６５ｘ２４　＝５．２ＴＷｈ　运行参数和设备参数决定。如输电线路、变压器绕组、电容器的绝缘　介质损耗等．这部份损耗电量习惯称“技术线损电量”。统计线损的　另一部分是由于管理工作上的原因造成的。如电度表误抄、无表用　电等。这部分电量习惯称为“管理线损电量”。无功补偿主要降低技　高压线损率：　＂ｑｌ＝ＡＥ　／Ｅ　＝Ｏ．１４５６－５　２：２．８％　术线损中的高压线损电量。本文就是利用损失因数法计算这一部分　线损变化。对于某电力网，增加无功补偿ＱＣ后，线损功率下降值为　ＡＰｍａｘ。则降损电量　ＡＥ＝ＡＰｍａｘｘＦｘｔ　（４—１）　电容补偿后．降损率：　＂ｑ２＝ＡＥ／Ｅ　＝０．４９－５．０２＝０．９％　一９０一　维普资讯 http://www.cqvip.com 羹ｌ蒜　Ｌ中国高新技术企业　　由以上计算可知，高压线损为２．８％，通过补偿后，使其下降　量ＡＥ为４９ＭＷｈ，电容器的年耗电量ＥＱ由（４—６）式可得：　１．９个百分点，其意义重大不言而喻。　４无功补偿经济效益分析　ＥＱ＝１７０ｘ３５０４ｘ０．４ｘ０．５％：１１９１．４ＭＷｈ　电容补偿投资以１Ｏ万元／Ｍｖａｒ计算　总投资为１７０ｘ１０＝１７ｏｏ万元　年折旧费按折旧率１Ｏ％计算为：　１７００Ｘ１０％＝１７０万元　随着市场经济的深化，目前各项投资都进行经济效益评估。无　功补偿对提高电压水平，改善潮流分布，增强系统稳定作用明显，其　经济效益可通过下文进行分析和评估。　４．１计算方法　运行维护费按２％计算。则年运行维护费为：　１７００Ｘ２％：３４万元　无功补偿经济效益来源于降损节能。投资的年收益Ｐ为节省　电量所得收益扣除折旧费ｚ和维护费ｗ的盈余。用如下的计算公式　计算：　供电单价ｐ以０．３元／ｋＷｈ计算，由（４—５）式可得　Ｐ＝（４８９６６－１１９１．４）Ｘ１Ｏ０ｏｘ０．３÷１００００—１７０－３４＝１２２９．２４万元　Ｐ＝（ＡＥ—ＥＱ）．１３－ｚ—Ｗ　式中　△Ｅ——降损电量：　ＥＱ——电容器的耗电量；　Ｂ——电价。　（４—５）　投资回收期为　Ｓ＝１７００＋１２２９．２４：１．３８年　可见无功补偿的经济效益十分明显。　５结论　其中降损电量ＡＥ可由（１）式计算，电容器的耗电量ＥＱ由（６）式　计算：　一对配电网进行无功补偿。提高功率因数和搞好无功功率平衡，是　项建设性的降损技术措施，解决好配电网络无功补偿的问题，对　电网的安全和降损节能有着重要的意义，同时，对电网无功补偿的　效益分析也具有积极的指导意义。　参考文献　ＥＱ＝ＱＣ．Ｔ．‘　（４—６）　式中ＱＣ——无功补偿容量；　ｔ——电容器投运时间；　‘——无功补偿设备损耗功率占补偿容量的比例。对于电容器　补偿，‘一般取Ｏ．５％，如采用调相机，‘一般取３％。得到年收益Ｐ　【１】许文超，郭伟．电力系统无功优化的模型及算法综述Ｕ】，电力系统　后，就可求得衡量投资经济效益的一个重要指标。投资回收期Ｓ，它　及其自动化学报，２００３。１５（１）：１００—１０４　是指建设项目自建成投产之日起，实际累计提供的盈利总额达到该　【２】戴彦，倪以信，文福拴，韩桢祥。电力市场下的无功电价研究．电　项目建设耗用的投资总额之日止所经历的全部时间＿２＿。其计算公式为：　投资回收期Ｓ＝总投资／年收益　４　２算例　力系统自动化，２ｏ００，２４（５）：９—１４　（４—７）　ｆ３１秀台．电力网线损的理论计算和分析　北京：水利电力出版社，　１９８７　以２００７年度呼和浩特电网无功补偿为例。上文已求得降损电　（作者单位系华北电力大学）　ｆ上接８５页）　的初相位为一１８０　传感器安装位置及谐波影响。文献中已经证明，在１１０ｋＶ及以上系　统中，是可以接受的。　（３）计算各三次谐波电流之间的相角差。　避雷器的阻性三次谐波电流相量Ｉ　与避雷器的三次谐波全电　流相量ＯＬＡ＇Ｉ３的相位差为１８０。＋Ｉ　；避雷器的三次谐波全电流相量　ＯＬＫＩ３与避雷器容性三次谐波电流相量Ｉ　的相角差为ＯＬＡ＇Ｉ３一（９０。＋１）．　（４）对避雷器的三次谐波全电流相量Ｉ　作向量分解，即可计算　出避雷器的容性三次谐波电流Ｉ　。和阻性三次谐波电流Ｉ　．　（５）将避雷器的全电流减去容性基波电流和容性三次谐波电　流。就能得到氧化锌避雷器的阻性泄漏电流．　上述计算步骤也适用于Ｂ相避雷器和Ｃ相避雷器容性泄漏电流的　补偿和阻性基波电流、阻性三次谐波电流的计算．　２．结论　参考文献　【１】邓维．ＺｎＯ避雷器带电检测技术［Ｊ］．湖南电力，２００１，２１（２）：２２—　２４．　［２】张泽华．ＭＯＡ带电测试的现场干扰问题［Ｊ］．高电压技术，　２００１，２７（１０４）：７３—７５．　【３】贾逸梅，粟福珩．在线检测氧化性避雷器泄漏电流的方法［Ｊ］．　高电压技术，１９９１，１７（３）：３０—３３．　【４】文远芳．ＭＯＡ在线监测中的几个问题［Ｊ］　电工技术学报，　利用电场传感器获取线路电压信号．利用避雷器阻性泄漏电流　１９９８，１３（２）：５７—５９．　基波波形与线路基波电压波形之间的关系，通过数字分析可以补偿　【５】汲胜昌．在线监测氧化锌避雷器的容件电流补偿法［Ｊ］．高电压　避雷器容性电流，也可以计算出避雷器阻性泄漏电流的基波分量和　技术，２０００，２６（４）：１８—２０．　三次谐波分量。测量方法简单．方便。上述测量方法在实际测量过程　［６１汲胜昌．用于在线监测氧化锌避雷器阻性谐波电流的电场探头　中会受到一些因素的影响，主要包括：相间干扰、传感器安装位置、　频特性）。对于相间干扰已有许多文献提出了相应的解决办法．对于　［Ｊ］．高压电器，２０００（１）：４３－４５．　谐波对氧化锌避雷器阻性电流波形的频率特性（包括幅频特性和相　【７】王秉均．金属氧化物避雷器［Ｍ］．北京：水力电力出版社，１９９３．　（作者单位系广东电网公司佛山供电局）　一９１—