基于用電信息采集系統的配電網無功補償地點選擇

裴坤遠

（國網河南省電力公司鄭州供電公司，河南 鄭州 450006）

近年來，配電網的運行水平得到了廣泛關注[1-3]，如何提高配電網穩定性、降低配電網損耗成為了重要課題。無功補償是提高配電網電壓穩定性和降低配電網損耗的重要手段，因無功補償的原則是就地補償平衡，所以無功補償地點的選擇顯得尤為關鍵。隨著智能電網的建設，通過用電信息采集系統可以獲得配電網大量的基礎數據[4-5]，根據專變和公變的功率因數，結合客戶用電信息設置并計算選擇指數，可以確定配電網專變和公變無功補償的優先順序，這是確定配電網無功補償地點的一種十分經濟有效的方式。

1 無功補償地點選擇指數的設置

配電網專變和公變無功補償地點的準確選擇是高效經濟實施配電網無功補償的關鍵，由于投資等因素，在配置有限的情況下，需準確選取無功補償地點。本文設置無功補償地點選擇指數作為確定無功補償地點的指標，計算方法如下。

式中：Y為無功補償地點選擇指數，數值大的專變和公變需優先進行無功補償；cosφ為功率因數標準；cosφ'為實際功率因數。

通過用電信息采集系統采集專變和公變的功率因數，按照功率因數標準[6]，如配電網專變和公變的功率因數小于應執行的功率因數標準，則計算出本次的選擇指數，同時計數1次，用N表示配電網專變和公變未達到功率因數標準的次數；如配電網專變和公變的功率因數不小于應執行的功率因數標準，則選擇指數Y為0。用電信息采集系統凍結1次數據所需的時間用T表示，一般為15 min。在某一段時間內進行無功補償地點的選擇時，可將該時間段內的所有選擇指數相加，得到該時間段內的選擇指數。

2 無功補償地點選擇的實際應用

基于用電信息采集系統選擇配電網無功補償地點的實際應用見圖1。

圖1 基于用電信息采集系統選擇配電網無功補償地點的實際應用圖

專變用戶計量方式不同，計量裝置安裝位置也不同，高供高計安裝在一次側，高供低計安裝在二次側；公變一般為高供低計，計量裝置安裝在變壓器低壓側。通過用電信息采集系統采集配電網專變和公變的功率因數，結合客戶用電信息，按照功率因數標準，當配電網專變和公變的功率因數小于應執行的功率因數標準時就計數1次，同時經過分析計算得出選擇指數，進而獲得無功補償最優地點。如有專變或公變的選擇指數相同，則根據N的大小進行選擇，N值較大的優先進行無功補償。

2.1 配電網公變無功補償實際應用

1）公變的臺區考核表可記錄公變的功率因數。

2）用電信息采集系統通過采集裝置可采集到公變的功率因數。

3）每15 min凍結1次數據并上傳至用電信息采集系統。

4）根據公變的功率因數標準，如采集到的公變實際功率因數小于功率因數標準，則計數1次，并計算出本次選擇指數；如采集到的公變實際功率因數不小于功率因數標準，則本次選擇指數Y為0。

5）通過計算機分析計算出某一時間段內配電網各公變無功補償地點選擇指數。

6）按時間段內公變選擇指數大小進行排序，給出公變無功補償最優地點。

2.2 配電網專變無功補償實際應用

1）專變的計量裝置可以準確記錄專變的功率因數。

2）用電信息采集系統通過采集裝置可采集到專變的功率因數。

3）每15 min凍結1次數據并上傳至用電信息采集系統。

4）結合專變用戶用電信息，確定其對應的功率因數標準，如采集到的專變用戶實際功率因數小于功率因數標準，則計數1次，并計算出本次選擇指數；如采集到的專變實際功率因數不小于功率因數標準，則本次選擇指數Y為0。

5）通過計算機分析計算出某一時間段內配電網各專變用戶的無功補償選擇指數。

6）按時間段內無功補償選擇指數大小進行排序，給出專變無功補償最優地點。

3 無功補償地點選擇的實例分析

以實際運行的一條配電線路為例進行分析，該配電線路下有4臺公變和6個高壓專變用戶，其中2個為高供高計專變用戶，4個為高供低計專變用戶。時間范圍取配電網正常運行時間的1 h，用電信息采集系統凍結1次數據所需時間T=15 min，各類數據信息見表1。

表1 配電網專變和公變數據信息

經計算機的分析計算程序可計算出各專變和公變的無功補償地點選擇指數，序號1到序號10的專變和公變無功補償地點選擇指數Y分別為0，0，0.01，0.25，0，0，0，0.1，0.04和0.04，相應的N值分別為0，0，1，3，0，0，0，4，4和2。

根據計算結果可知，公變中序號4的選擇指數最大，專變中序號8的選擇指數最大，序號1、序號2、序號5、序號6、序號7的選擇指數為0，無需進行無功補償，序號9和序號10的專變選擇指數相同，但序號9的N值較大，所以該配電線路公變無功補償的優先順序為4，3，專變無功補償的優先順序為8，9，10。

計算結果可為配電網無功補償地點的選擇提供依據。對于優先進行無功補償的公變，供電企業可優先加裝自動無功補償裝置，專變則需要向用戶下發《用電檢查結果通知書》，督促用戶提高無功補償裝置的可靠性。該方法可有效改善配電網用電設備的功率因數，減少配電網損耗，提高配電網的電壓穩定性。

4 結束語

智能電網的建設對配電網運行水平的要求越來越高，無功補償是降低配電網損耗、提高電壓穩定性的重要手段，其地點選擇的準確性是配電網無功補償的關鍵。本文介紹了一種利用用電信息采集系統中的數據確定配電網無功補償地點的方法，首先介紹了無功補償地點選擇指數的設置，然后介紹了該方法的具體方案和實際應用情況，最后通過實例分析驗證了該方法的可行性、經濟性和有效性。