配電網無功補償經濟效益分析

摘要：無功補償不但能夠有效提高配電網系統的電壓水平，還能增強電網的穩定性，降低電網的損失度，由此增長經濟效益，因此通過采用無功補償的方式來降低網絡損耗和提高電壓是一個投資少、回報高的方案。解決好配電網絡無功補償以及效益分析問題對電網降損節能將起到非常重要的作用，也有著非常重要的意義。

關鍵詞：配電網；無功補償；經濟效益

作者簡介：王全元（1974-），男，河北文安人，承德供電公司，工程師。（河北 承德 067000）

中圖分類號：TM714.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）20-0235-02

目前無功補償已經成為電網建設和改造中非常重要的一個組成部分，配電網無功補償對網絡無功平衡和電壓質量都起著非常重要的作用，也是降低網絡損耗的有效措施。特別是投資少、回報高的優點更成了無功補償最大的優勢，也成為當前配電網建設過程中值得推廣的措施，對配電網未來的建設起到非常重要的作用。

一、目前配電網存在的問題

1.配電網線路損失問題

根據近幾年國內相關數據的統計分析，當前供電部門所管理的10kV農網和城網線路功率因素均保持在0.60～0.85的幅度，而非電業管理的企業用戶，其內部10kV配網功率因數在0.85左右；由于當前所使用的380V用電線路動力設備實際出力比額定容量小及家用電器的特性造成了當前國內眾多地區在配電網線路方面出現了功率因數偏低、線損偏高的情況，這也使降損節能的潛力非常大。

2.配變無功功率問題分析

根據相關數據的分析了解到，當前配變所消耗的無功功率僅次于感應電動機，這在當前的無功功率中占據著非常大的比重。由于過去只重視解決負荷問題，忽略了對變壓器容量的選擇，認為容量越大變壓器越好，且配變負荷具有規律性和時間性的特點，因此在變壓器出現負荷電流小、受空載勵磁損耗的影響、功率因數較低的情況下便容易出現消耗的無功功率高的問題，這也是當前變壓器消耗的無功功率高的原因。

二、配電網無功補償經濟效益分析的意義

通過上述分析可以了解到降損節能是當前供電企業必須引起重視的問題，通過降損節能也能夠產生經濟效益。因此，無功補償能夠提高電壓質量，增強電網穩定安全，從而達到降損節能。當前對無功補償經濟效益進行計算的最為簡單和有效的方法就是采用損失因子法、無功補償工程評估計算來進行相應的計算。這種簡單的算法不僅可以迅速計算無功補償對線損率的改善以及評價無功補償工程的經濟效益，而且在精確度上也是非常的高。

無功補償之所以在降損方面的效果非常明顯，很大程度上是因為通過提高電壓，減少線路上的無功流動來實現的。另外，在供電局對無功補償進行考核的指標中，線損率為線損電量占供電量的百分數也是重要的考核指標。無功補償對改善考核指標線損率效果明顯。當然，對于無功補償后線損率的改變進行精確計算，也存在著計算量大的問題且沒有必要。本文為了更加清晰地了解配電無功補償的經濟效益，特別選用簡單的計算方式來進行分析。

三、配網無功補償的效益分析

配網無功補償的節能降損潛力很大，獲取的經濟效益也很明顯，若要詳細計算不僅復雜且難度非常大。為了對配網無功補償的效益進行分析，主要針對節能降損方面進行了簡化的計算程序，采用了經濟當量來進行粗略計算。

1.10kV配電線路無功補償效益分析

當前在無功補償中，對于10kV線路的補償量一般按照變壓器裝接容量的10%來進行確定。如某地區公用變壓器容量為94638kV·A，那么其無功補償容量便可確定為9000kVar。無功經濟當量取0.06，電容設備按每年運行3500h計，每年可減少電量損失189萬kW·h，按0.4元/kW·h的電價計算，每年便可有75萬元的收益。

2.配電變壓器無功補償經濟效益分析

在變壓器低壓側出口裝設無功補償裝置是當前配電無功補償中非常重要的措施之一。如補償容量按照變壓器容量的25%計算，按補償效果，低壓側補償的無功當量值取0.12，對容量100kV·A及以上變壓器進行自動投切補償，若需補償的容量為19500kV·A。電容設備投運按4000h/a計算，每年便可節電936萬kW·h，獲得收益375萬元。因此，可以了解到配電變壓器補償的節能降損潛力非常大。

3.無功補償對降低電能損耗的經濟效益分析

由表1、表2可知，無功補償的經濟效益是非常明顯而且是有效的。

4.無功補償給用戶帶來的經濟效益分析

通過無功補償后，不但能使用戶避免因功率因數低于規定值而受罰，同時還能降低用戶內部因傳輸和分配無功功率造成的有功功率損耗，進而減少電費支出。

四、配電網無功補償建設存在的問題

目前，無功補償技術和配電網建設已經越來越被人們所重視，供電企業開始在配電系統中對低壓側無功補償技術進行推廣運用。其中補償方式也在不斷轉變，從靜態到動態、從有觸點到無觸點不斷突破，總結和形成了豐富的搭建經驗。在當前的實踐過程中，配電網無功補償建設存在諸多問題需引起重視。

1.無功補償的優化

目前供電企業在進行無功補償的過程中往往只重視補償用戶的功率因素，因此可把無功補償的出發點放在用戶側。而根據相關數據的分析了解，要真正有效的實現降損，同時使得有效的資金能夠發揮其最大的效益，供電公司應該在進行無功補償的過程中結合電力系統實際、精確計算全網無功潮流等，選取最佳補償地點和容量來選擇與使用最有效率的電網補償方式，從而更好的進行無功補償的優化。當然，無功優化配置的過程要對補償后的運行費用以及相應的安裝成本等進行計算，因此無論是計算過程還是計算量都是相當麻煩的，這也是優化過程中必須解決的問題。

2.配電網量檢測問題

當前，針對10kV配電網線路的負荷點還沒有一種全面、可行的表計方式，同時國內各地區電力技術人員的能力和管理方式參差不齊，顯然表計記錄數據的準確性也很低，導致計算數據錯誤率不斷提升，給無功優化以及潮流計算帶來諸多困難，進而導致無功補償全面推廣難度增大。

3.諧波治理與無功倒送問題

諧波不僅有著造成電容器過早損壞、放大電容器內的諧波作用，還會干擾系統運作，而且也會對電容器的使用壽命產生一定的影響。因此在進行無功補償的過程中也應該充分考慮到對于諧波的治理，例如：在某些需無功補償且諧波干擾較大的地方，應適當增加濾波裝置配置，促使無功補償效率以及經濟效益不斷提升。另外，無功倒送能在一定程度上增加配電網的消耗，還能導致電線路負擔過重，進而影響電力系統高校運行。如某些用戶采用的補償方式為固定電容器，這就可能在負荷低谷期間造成出現無功倒送等現象。

結合以上的問題，在進行配電網的無功補償工作時，要結合配電系統的特點來實行，切勿忽略補償設備（如電壓等級等）對電力系統的影響。如果需要進行降損節能的線路是能夠根據無功補償方案來改造和實行，那么電力系統補償效益就會明顯提升，且遠遠高于分散純用戶行為這種補償方式。

五、結論

對配電網進行無功補償是節能降損的有效措施之一，對電網安全也有著非常重要的意義。目前對配電網進行無功補償在技術上已相對成熟，投資少、見效快。通過相關數據的計算，采用無功補償一定能夠取得顯著的經濟效益，因此這是非常值得進一步推廣的措施。但目前配電網的無功補償方式是以用戶實際最佳節能用電量、支付最少電費的經濟功率為主。因此，未來無功補償仍然存在諸多需要解決的問題，而這也是供電企業市場化運作過程中必須解決的問題。

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（責任編輯：孫晴）