浅谈配电网无功补偿经济效益

浅谈配电网无功补偿经济效益

唐成年

（国网新疆电力公司阿勒泰供电公司新疆阿勒泰836599）

摘要：无功补偿不但能够有效提高配电网系统的电压水平，还能增强电网的稳定性，降低电网的损失度，由此增长经济效益，因此通过采用无功补偿的方式来降低网络损耗和提高电压是一个投资少、回报高的方案。解决好配电网络无功补偿以及效益分析问题对电网降损节能将起到非常重要的作用，也有着非常重要的意义。

关键词：配电网；无功补偿；经济效益

目前无功补偿已经成为电网建设和改造中非常重要的一个组成部分，配电网无功补偿对网络无功平衡和电压质量都起着非常重要的作用，也是降低网络损耗的有效措施。特别是投资少、回报高的优点更成了无功补偿最大的优势，也成为当前配电网建设过程中值得推广的措施，对配电网未来的建设起到非常重要的作用。

1无功补偿应遵循的原则

在技术经济比较的基础上，确定公用配变最佳补偿方案，将配变的无功损耗控制在最小范围内，将无功损耗消灭在高压入口端（包括变压器自身无功损耗、和用电设备的无功损耗）。最大限度提高电网的功率因数cosφ可以达到降损目的（一般需要达到0.95以上）。各电压等级的线路输送的电能都包含有功或无功，在输送电能的过程中，配电网线路上都存在一定的功率损耗。

配电网节能降损采用无功补偿方式效果显著，同时经济成效也很显著。由于无功补偿经济效益计算比较复杂，分析涉及很多内容，本文从简化计算程序的角度出发，无功补偿的经济效益采用得失无功补偿经济当量，也就是每安装1kVar的补偿电容，相当于降低了多少kW的有功损耗。

2目前配电网存在的问题

2.1配电网线路损失问题

根据近几年国内相关数据的统计分析，当前供电部门所管理的10kV农网和城网线路功率因素cosφ均保持在0.60～0.85的幅度，而非电业管理的企业用户，其内部10kV配网功率因数cosφ在0.85左右；由于当前所使用的380V用电线路动力设备实际出力比额定容量小及家用电器的特性造成了当前国内众多地区在配电网线路方面出现了功率因数cosφ偏低、线损偏高的情况，这也使降损节能的潜力非常大。

2.2配变无功功率问题分析

根据相关数据的分析了解到，当前配变所消耗的无功功率仅次于感应电动机，这在当前的无功功率中占据着非常大的比重。由于过去只重视解决负荷问题，忽略了对变压器容量S的选择，认为容量越大变压器越好，且配变负荷具有规律性和时间性的特点，因此在变压器出现负荷电流小、受空载励磁损耗的影响、功率因数cosφ较低的情况下便容易出现消耗的无功功率高的问题，这也是当前变压器消耗的无功功率高的原因。

3配电网无功补偿经济效益分析的意义

通过上述分析可以了解到降损节能是当前供电企业必须引起重视的问题，通过降损节能也能够产生经济效益。因此，无功补偿能够提高电压质量，增强电网稳定安全，从而达到降损节能。当前对无功补偿经济效益进行计算的最为简单和有效的方法就是采用损失因子法、无功补偿工程评估计算来进行相应的计算。这种简单的算法不仅可以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，而且在精确度上也是非常的高。

无功补偿之所以在降损方面的效果非常明显，很大程度上是因为通过提高电压，减少线路上的无功流动来实现的。另外，在供电局对无功补偿进行考核的指标中，线损率为线损电量占供电量的百分数也是重要的考核指标。无功补偿对改善考核指标线损率效果明显。当然，对于无功补偿后线损率的改变进行精确计算，也存在着计算量大的问题且没有必要。本文为了更加清晰地了解配电无功补偿的经济效益，特别选用简单的计算方式来进行分析。

4配网无功补偿的效益分析

配网无功补偿的节能降损潜力很大，获取的经济效益也很明显，若要详细计算不仅复杂且难度非常大。为了对配网无功补偿的效益进行分析，主要针对节能降损方面进行了简化的计算程序，采用了经济当量来进行粗略计算。

4.110kV配电线路无功补偿效益分析

把一定容量的高压并联电容器分散安装在供电距离远负荷重功率因数低的10kV线路上，主要补偿线路上感性电抗的无功功率损耗和配电变压器励磁无功功率损耗，减少无功电流在线路上的流动，提高线路末端电压。10kV线路补偿量可按公用变压器装接容量S的10%来确定。

4.2配电变压器无功补偿经济效益分析

在变压器低压侧出口装设无功补偿装置是当前配电无功补偿中非常重要的措施之一。如补偿容量按照变压器容量S的25%计算，按补偿效果，低压侧补偿的无功当量值取0.12，对容量S在100kV·A及以上变压器进行自动投切补偿，若需补偿的容量S1为19500kV·A。电容设备投运按4000h/a计算，每年便可节电936万kW·h，获得收益375万元。因此，可以了解到配电变压器补偿的节能降损潜力非常大。

4.3无功补偿对降低电能损耗的经济效益分析

为了降损节能安装了无功补偿，这也是产生显著经济效益的重要因素。如输送的有功功率ΔP为定值，加装无功补偿设备后功率因数由cosφ提高到cosφ1，因为P=UIcosφ，负荷电流I与功率因数cosφ成反比，又由于P=I2R，线路的有功损失与电流I的平方成正比。当cosφ升高，负荷电流I降低，即电流I降低，线路有功损耗就成倍降低。

4.4无功补偿对挖掘发供电设备潜力的经济效益分析

（1）在设备容量不变的条件下，由于提高了功率因数cosφ可以少送无功功率，因此可以多送有功功率。可多送的有功功率ΔP计算如下：ΔP=P1-P=S（cosφ1-cosφ）

（2）如需要的有功不变，则由于需要的无功减少，因此所需要的配变容量也相应地减少ΔS计算如下：ΔS=S-S1=P（1/cosφ-1/cosφ1）

可以减少供电设备容量占原容量的百分比为ΔS/S计算如下：

ΔS/S=（cosφ1-cosφ）/cosφ1=（1-cosφ/cosφ1）

（3）安装无功补偿设备，可使发电机多发有功功率。系统采取无功补偿后，使无功负荷降低，发电机就可少发无功，多发有功，充分达到铭牌出力。

4.5提高功率因数cosφ不受供电部门处罚产生的经济效益分析

按《供电营业规则》规定：“无功电力应就地平衡。用户应在提高用电自然功率因数cosφ的基础上，按有关标准设计和安装无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止无功倒送。功率因数调整电费办法按国家规定执行。”为弥补无功损耗，根据用户变压器容量加收变损和实施功率奖罚。

补偿装置投运后，系统功率因数cosφ稳定在0.95以上，当地电力部门会给予一定的奖励，根据《功率因数调整电费办法》规定，功率因素cosφ提高到0.95后，月电费可以减少1.1%。

4.6无功补偿综合经济效益分析

根据统计数据，400台公用配变，73341kV·A，变压器补偿容量按25%计算，需17500kVar补偿容量，无功补偿设备按140元/kVar计（包括其它材料和安装费用），需投资245万元。按设备年运行2000h计算，补偿后每年节电1860万kW·h，增加收益168万元。10kV线路需补偿容量按10%计算，应补偿容量为7000kVar，需投资补偿设备98万元。补偿后每年减少电量损失126万kW·h，增加收益50万元。另外，降损本身就意味着变压器增容，按增长10%计算，400台可增容8000kV·A，以200kV·A变压器2万元/台的价格计算，此项经济效益可达80万元。全部无功设备总投资343万元，投运后年收益298万元，两年收回全部投资，并增加净收益253万元。

5总结

无功补偿是日常运行中最常用、最有效的节能降损技术措施，而低压无功补偿更是实现无功就地平衡，对于降低功率损耗，提高电网供电能力，改善电压质量都有重大意义。无功补偿对配电网进行无功补偿是节能降损的有效措施之一，对电网安全也有着非常重要的意义。通过相关数据的计算，采用无功补偿一定能够取得显著的经济效益，因此这是非常值得进一步推广的措施。但目前配电网的无功补偿方式是以用户实际最佳节能用电量、支付最少电费的经济功率为主。因此，未来无功补偿仍然存在诸多需要解决的问题，而这也是供电企业市场化运作过程中必须解决的问题。

参考文献：

[1]李东.浅谈低压无功补偿装置在配电网中的应用[J].中国科技信息，2010，17：25-26.

[2]李泳泉.线路无功补偿装置在农村配电网中的应用[J].浙江电力，2010，7：57-60.