低壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償方式及優(yōu)化的探討

蒙延芹

（德州智能電氣設(shè)備有限公司,山東 德州　253000）

低壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償方式及優(yōu)化的探討

蒙延芹

（德州智能電氣設(shè)備有限公司,山東 德州253000）

摘要：當(dāng)前，國內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人們節(jié)能環(huán)保意識日益提高，對于我國電力系統(tǒng)的發(fā)展和完善提出新的要求。保障供電質(zhì)量、確保供電安全穩(wěn)定、有效促進(jìn)電網(wǎng)功率損耗等，已成為當(dāng)前電力系統(tǒng)改進(jìn)和完善的重要目標(biāo)，其中電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償優(yōu)化技術(shù)是一種典型的方法。在實際應(yīng)用中，無功補(bǔ)償技術(shù)常用于高壓、中壓配電網(wǎng)中，在低壓配電網(wǎng)應(yīng)用不足，造成低壓配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益無法實現(xiàn)。本文就是以低壓配電網(wǎng)為研究對象，著重分析了無功補(bǔ)償技術(shù)在其中應(yīng)用實踐。

關(guān)鍵詞：低壓配電網(wǎng)；無功補(bǔ)償；優(yōu)化

作為提高電壓質(zhì)量、保障用電安全穩(wěn)定、降低用電損耗的一個重要技術(shù)手段，配電網(wǎng)無功率補(bǔ)償技術(shù)已在我國電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。配電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)一方面在增強(qiáng)電壓穩(wěn)定、維持電壓水平方面具有積極作用，另一方面對于縮短電量傳輸距離、節(jié)約發(fā)電費(fèi)用和降低電網(wǎng)損耗等都具有有利作用。但是，現(xiàn)階段在我國電力系統(tǒng)中無功率補(bǔ)償技術(shù)在低壓配電網(wǎng)應(yīng)用較少，并且其操作過程中存在著投運(yùn)率偏低、設(shè)備不足 以及分布不合理等問題，極大的降低了配電網(wǎng)建設(shè)速度。如何實現(xiàn)低壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償，已成為當(dāng)今電力系統(tǒng)研究的焦點問題。

1　低壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償概述

低壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償，指的是以實現(xiàn)有功功率傳輸、完成供給和傳輸?shù)蛪号潆娋W(wǎng)無功功率、保障供電安全穩(wěn)定可靠為目的的前提下，采用相關(guān)措施滿足用電電能質(zhì)量的提高、電網(wǎng)損耗的降低以及其他要求。常見的低壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償方式包括：變電站集中補(bǔ)償方式、桿上無功補(bǔ)償方式、配電變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償方式、低壓線路補(bǔ)償方式和用戶終端分散補(bǔ)償方式。

2　無功補(bǔ)償中的諧波問題

諧波通常是由大容量電力設(shè)備或用電整流、換流、非線性負(fù)荷等造成。諧波對無功補(bǔ)償電容器具有不利影響。應(yīng)加強(qiáng)諧波檢測及分析相關(guān)工作，常見的參考原理包括FFT理論、小波變換理論和瞬時無功功率理論等。

針對諧波在電容器組表現(xiàn)出形式多樣的特點，可采用以下幾種問題解決方法：一方面，為有效的降低諧波受電容器影響，縮減其放大程度，應(yīng)減少諧波的并聯(lián)諧振；另一方面，針對電抗器、電容器及其他相關(guān)設(shè)備承受諧波能力，為防止其超出承受能力時，通常采用安裝濾波器方法進(jìn)行解決。

3　配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效益

當(dāng)前，我國低壓無功補(bǔ)償主要集中在10kv變電站中，但是其存在著補(bǔ)償不足的問題，導(dǎo)致10kv變電站變壓器不足，線損和供電質(zhì)量降低。在電網(wǎng)設(shè)計過程中，對配電網(wǎng)實施較為適宜的無功補(bǔ)償措施，不但可以優(yōu)化配電網(wǎng)穩(wěn)定和供電質(zhì)量，而且對于節(jié)約配電網(wǎng)投資具有積極作用。

4　配電網(wǎng)無功優(yōu)化配置的原則

在配電網(wǎng)中，無功功率具有一定流動性，其是保障配電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、持續(xù)運(yùn)行的關(guān)鍵所在。因此，如何降低或避免無功功率在配電網(wǎng)中的流動性，對于提高配電網(wǎng)系統(tǒng)質(zhì)量具有積極作用。基于此，無功優(yōu)化配置應(yīng)按照“分級分區(qū)補(bǔ)償、就地平衡”的原則進(jìn)行，按照以下幾方面要求實現(xiàn)無功補(bǔ)償設(shè)備的合理布局。

首先，在配電網(wǎng)無功補(bǔ)償過程中，應(yīng)堅持配電網(wǎng)總體和局部平衡的相統(tǒng)一性。這是由于不合理的無功電源布局會導(dǎo)致局部無功電力的不平衡，進(jìn)一步影響變電站或線路的無功電力，進(jìn)而產(chǎn)生大量流動的無功功率問題。具有長途交換或輸送的無功功率，嚴(yán)重增加了配電網(wǎng)的電網(wǎng)損耗。

其次，在配電網(wǎng)無功補(bǔ)償過程中，堅持低壓配電補(bǔ)償為主，其他補(bǔ)償方案為輔的原則。變電站以補(bǔ)償主變壓器無功損耗為主，在無功傳輸降低方面則集中在變電站以上輸配電線中，實現(xiàn)電網(wǎng)損耗的降低。鑒于低壓配電網(wǎng)的線損在配電網(wǎng)整體上所占比例較高，這就要求在配電網(wǎng)無功補(bǔ)償過程中，堅持低壓配電補(bǔ)償為主，其他補(bǔ)償方案相結(jié)合。

第三，在配電網(wǎng)無功補(bǔ)償過程中，堅持電力部門補(bǔ)償和用戶補(bǔ)償相統(tǒng)一原則。物攻的就地補(bǔ)償、就地平衡是實現(xiàn)配電網(wǎng)無功功率輸送降低、用戶電壓質(zhì)量提高以及用戶功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)那疤釛l件，這就要求低壓側(cè)補(bǔ)償過程匯總采用較多配電變壓器，同時確保電力部門補(bǔ)償和用戶補(bǔ)償相結(jié)合。

第四，在配電網(wǎng)無功補(bǔ)償過程中，堅持配網(wǎng)降損為主，降損和調(diào)壓相輔的原則。以配網(wǎng)降損為主，以降損和調(diào)壓為輔，最終實現(xiàn)無功補(bǔ)償?shù)纳鐣б婧徒?jīng)濟(jì)效益。

5　低壓配電線路無功優(yōu)化模式及最優(yōu)配置

5.1優(yōu)化模式

在研究高壓、中壓配電線路補(bǔ)償基礎(chǔ)上，對低壓線路無功補(bǔ)償采用了“三分之二法則”，以此作為低壓配電線路無功優(yōu)化補(bǔ)償基本模式。所謂“三分之二法則”指的是以一段僅有首段的電源線路為研究對象，無功負(fù)荷作用于其中，將其等分為三份，則在線路三分之二處屬于無功補(bǔ)償設(shè)備安裝最佳地點，同時期無功補(bǔ)償容量約占三分之二的總無功負(fù)荷。具體如下圖所示：

線路無功負(fù)荷分布和優(yōu)化前后無功潮流圖

5.2最優(yōu)配置

所謂的無功補(bǔ)償?shù)淖顑?yōu)配置，指的是在低壓配電網(wǎng)中，確定無功補(bǔ)償裝置安裝最佳地點和補(bǔ)償最佳容量的。具體步驟如下所示：

（1）按“三分之二法則”對無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行最佳配置（如式1所示），同時將無功補(bǔ)償裝置的安裝最佳地點設(shè)置在主線無功負(fù)荷分布的三分之二處。

（2）首先對無功分布負(fù)荷在各段主線的分布進(jìn)行標(biāo)定，然后把具有一個分叉主線等效轉(zhuǎn)換成兩條無分叉主線按線路負(fù)荷分布情況，把有分叉主線等效轉(zhuǎn)換成兩條無分叉主線。

（3）轉(zhuǎn)換后兩條無分叉主線分別按無分叉主線進(jìn)行最優(yōu)配置.

6　結(jié)語

總而言之，實現(xiàn)低壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置優(yōu)化，對于保障供電質(zhì)量、確保供電安全穩(wěn)定、有效促進(jìn)電網(wǎng)功率損耗具有積極的作用。

作者簡介：蒙延芹（1979-），女，山東寧津人，電氣行業(yè)。