變壓器經濟運行下的基本電費結算方式選擇

柏小麗，李京航，陽紅英，譚富銘

(國網瀘州供電公司，四川 瀘州　646000)

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變壓器經濟運行下的基本電費結算方式選擇

柏小麗，李京航，陽紅英，譚富銘

(國網瀘州供電公司，四川 瀘州646000)

變壓器在整個電網運行中占有舉足輕重的位置，開展變壓器經濟運行是實現電力系統安全運行的重要環(huán)節(jié)。算例分析了在考慮變壓器經濟運行時，大工業(yè)客戶如何對基本電費結算方式做出選擇，使供用電雙方的經濟效益達到共贏。

變壓器；經濟運行；兩部制電價；基本電費

0　引　言

電價是電力這個特殊商品在電力企業(yè)參加市場經濟活動，進行貿易結算的貨幣表現形式，是電力商品價格的總稱。電價作為電力市場的支點，對促進市場競爭提高電力系統運行效率和實現資源優(yōu)化配置起著十分重要的作用?，F行電力銷售電價是根據電力生產的特點和用戶用電類別的特性，并考慮國家不同時期的產業(yè)政策，按照公平負擔的原則科學合理制定的。現行的銷售電價分為單一制電價和兩部制電價。單一制電價又稱直線電價，以用戶安裝的電能表讀數，作為每月實際用電電量，作為計算電費的依據。兩部制電價是把電價分成兩部分：一部分是以客戶接入系統的用電容量(或需量)計算的基本電價；另一部分就是以客戶計費電能表所計算電費的電度電價，與用戶的設備容量無關，只與耗用的電量有關。 兩部制電價是當今世界各國普遍采用的一種先進的電價制度，它可以充分發(fā)揮經濟杠桿作用，有利于促進供用電企業(yè)提高效率和優(yōu)化電源結構。同時使客戶合理負擔費用，保證電力企業(yè)財政收入。按照兩部制電價收取電費時，基本電費收取的方式有以下兩種：

1)容量收取基本電費：基本電費(元)=變壓器容量(kVA)×基本電價(元/kVA)；

2)需量收取基本電費：基本電費(元)=需量值(kW)×倍率×基本電價(元/kW)。

1　變壓器經濟運行

開展變壓器經濟運行是實現電力系統安全運行的重要環(huán)節(jié)。變壓器經濟運行是指在傳輸電量相同的條件下，通過擇優(yōu)選取最佳運行方式和調整負載，使變壓器電能損失達到最低。變壓器在變壓和傳遞電功率時，其自身要產生有功功率損耗和無功功率消耗。變壓器的有功功率損耗p由空載損耗p0和負載損耗β2pk兩部分組成。

p=p0+β2pk

(1)

式中：β為負載率，為變壓器實際負載容量與變壓器容量比值；p0為變壓器空載損耗；pk為額定電流下的負載損耗。

在傳輸相同功率的前提下，有效降低變壓器損耗是經濟運行的關鍵。因此，變壓器經濟運行的本質是要降低損耗，提高輸出效率。變壓器效率η可按式(2)計算。

(2)

式中：SN為變壓器額定容量；cosφ2為變壓器負載側功率因數[1-2]。

表1　變壓器經濟運行負載率

SNcosφ2(βSNcosφ2+p0+β2pk)-SNcosφ2(SNcosφ2+2βpk)=0

(3)

由此算得效率最大時的負載率為

(4)

或

(5)

對于實際使用的變壓器，變壓器的空載損耗已固定不變，而負載率變化較大。為了實現電網的節(jié)能降耗，應該調整變壓器負載率，力求負載率在靠近最大效率負載點附近運行，這是變壓器經濟運行的原則[3-4]。

2　各類變壓器的經濟運行負載率

由公式(4)可知，變壓器經濟運行負載點是由變壓器固有結構特性和負載損耗決定的。各類變壓器經濟運行負載率見表1。

從表1可以看出，各種型號的變壓器經濟運行時的負載率都不相同，但變壓器只有在最大負載效率負載點附近運行，才能使變壓器損耗更低，實現電網的節(jié)能降耗。

對于大工業(yè)的電力用戶而言，總的支出電費包含了電度電費、基本電費、基金電費、功率因數力調電費，其中基本電費的支出占總電費的很大比例?；倦娰M分為容量方式結算和需量方式結算，而一旦客戶對基本電費結算方式做出了選擇，容量方式計費的基本電費就已經確定，而需量方式計費的基本電費隨著用電負荷的變化而變化[5-6]。如何在考慮變壓器經濟運行方式和客戶用電負荷時，對基本電費結算方式做出選擇，下面結合實際算例進行分析。

3　算例分析

3.1不考慮變壓器經濟運行的基本電費結算方式

某水務集團公司用電性質為大工業(yè)用電，其裝機容量為1臺S9-160 kVA和1臺S9-250 kVA電力變壓器，三班制生產，無功補償裝置為自動投切(即力調電費有獎有罰)。電流互感器變比為30/5 A，電壓互感器參數為10/0.1 kV。如按需量收取基本電費，電力公司與電力客戶合同協商核定的需量值為170 kW(核定需量值應不小于變壓器容量的40%), 基本電費的收取單價為39元/ kW；如按容量收取基本電費，基本電費的收取單價為26元/ kVA。2014年1月～6月每月25日高壓需量表計的抄見需量及結算電量電費見表2。

對表2數據進行分析：

如果按照需量繳納基本電費，1月份的結算需量為180.68 kW，而核定的需量值為170.00 kW，未超過核定需量的105%時，按照核定需量收取基本電費；超過核定需量值的105%時(即178.50 kW)，超過部分按照雙倍收取基本電費。 1月份的基本電費為170.00×39+(181.68-178.5)×2×39=6 878.04(元)。若按照容量繳納基本電費，其基本電費為(160+250)×26=10 660.00(元)。在1月份，用戶選擇按照需量繳納基本電費比較節(jié)約成本。

同理可以分析出該年度2月～6月用戶都選擇按照需量繳納基本電費比較的經濟。

當夏季來臨或者企業(yè)生產量增加，電力用戶的用電量就要增長。如7月份，其用電量的突漲，導致其需量值遠遠超過合同的核定需量，按照需量繳納的基本電費比容量繳納的基本電費多。在7月，用戶按照容量繳納基本電費比較節(jié)約成本。這里可以分析出一個需量收取的臨界點，即當需量值為0.383 611 kW·h，需量方式收取的基本電費與容量方式收取的基本電費相同。當需量值大于這個臨界點時，用戶應該選擇容量方式收取基本電費。

以上的分析都是以考慮用戶的經濟利益為前提制定的基本電費結算方式?，F分析在考慮變壓器經濟運行方式和用戶利益時，其基本電費的結算方式。

3.2考慮變壓器經濟運行的基本電費結算

由所給的算例可知該電力用戶運行1臺S9-160 kVA和1臺S9-250 kVA電力變壓器，由公式(4)和表1中的數據可知，當S9-160 kVA變壓器經濟運行時，其負載的容量為160×β=160×0.426 4=68.22(kVA);S9-250 kVA變壓器經濟運行時，其負載的容量為250×β=250×0.428 5=107.12 (kVA) ，兩臺變壓器同時經濟運行時，負載容量為175.34 kVA。即該電力用戶負載容量為175.34 kVA時，變壓器的損耗最低，其運行最經濟，輸出的效率最高。

以1月份為例，當無功補償設備為自動投切，功率因數為0.95時，考慮變壓器經濟運行的核定需量值為175.34×0.95=166.57 kW，核定需量的105%為166.57×105%=174.9 kW，1月需量方式收取基本電費為7 025.06元。同理可以計算出2月至7月需量值和電量電費，見表3所示。

表3的數據與表2的數據相比較，可以看出：在高壓表計抄見需量值相同的條件下，考慮變壓器經濟運行、最大出力和功率因數時的結算基本電費要比單純的計算結算基本電費多。

比較2月份至7月份的數據，每個月份的需量收取基本電費值比表2中的基本電費多，其原因為電力公司與用戶的核定需量值不僅與變壓器的選擇有關，還受無功補償的影響。

從表3數據中可以看出該水務集團的用電量已經超出了兩臺變壓器經濟運行的范圍。如果該客戶的用電量持續(xù)增長，變壓器只會長時間的超負荷運行，按照容量方式收取基本電費已然體現不出長期超負荷運行產生的損失。

表2　需量和電量電費

注：1)結算需量值=抄見需量×倍率；2)核定需量值：電力公司與用戶的協商值，但不應低于變壓器裝見容量的40%；3)未超核定的需量范圍值=核定需量× 105%；4)當結算需量值>核定需量值的105%時，需量收取基本電費=核定需量×39 + (抄見需量-核定需量的105%)×2 ×39；當結算需量值≤核定需量值的105%時，需量收取基本電費=核定需量× 39；5)按容量收取基本電費=變壓器容量×26

表3　考慮變壓器經濟運行的需量和電量電費

注：變壓器經濟運行的核定需量值=變壓器容量×負載率×功率因數

4　由經濟運行方式確定基本電費的結算

1)如按容量結算基本電費，那么基本電費就是一個固定的值，用戶可以隨意地增減負荷，給電網帶來很大的波動。在算例中的臨界點以下，選擇需量結算比容量結算基本電費經濟。為了保證用電經濟，用戶會努力去調節(jié)用電量，以降低最大需量減少基本電費。 這樣改善了整個電網的負載曲線的同時，也保障了電網的安全運行。所以在考慮變壓器的經濟運行下，用戶和電力公司都應該選擇以需量結算基本電費的方案更佳。

2)由變壓器經濟運行負載率表可知，要讓變壓器在最佳方式下運行，那么負載應該為變壓器容量的40%左右。由《供電營業(yè)規(guī)則》可知用戶與電力公司的核定容量不能低于變壓器容量的40%。若這個核定的容量值過大，對于用電負荷小的客戶，就多繳納了需量基本電費。若這個核定的容量值過小，對于用電負荷大的客戶，變壓器超負荷運行所產生的基本電費不應只僅僅體現在超核定需量值105%之外部分與兩倍需量單價的乘積。因為負荷點越高，對變壓器的經濟運行越是不利。

3)在以往的很多算例和文章中，由經濟運行方式確定需量基本電費常常忽視功率因數。供電公司與用戶確定的核定需量值應考慮無功補償，一方面可以提高功率因數，改善用電質量，減少力調電費；另一方面可以給核定需量一個可變的值，并不僅限于容量的40%，提高電力客戶調節(jié)電力負荷的積極性。

5　結　語

變壓器在整個電網運行中占有舉足輕重的位置，只有根據變壓器的特性、參數和負載情況，通過詳細的分析和計算，才能確定經濟運行方式，由經濟運行方式來選擇基本電費的結算方式。在基本電費結算過程中，以變壓器最佳運行判定理論作為基礎，科學地考慮供電、用電雙方的經濟效益、投資、降低損耗和運行效率，合理地分配負荷，實現供用電的雙方共贏。

[1]何仰贊，溫增銀.電力系統分析[M]. 武漢：華中科技大學出版社，2003.

[2]辜承林，陳喬夫，熊永前.電機學[M].武漢：華中科技大學出版社，2001.

[3]劉海峰，劉黎明.淺析現行兩部制電價與變壓器經濟運行的不協調[J].供用電，2009,26(5)：77-79.

[4]陳鳳蘇.電力變壓器的經濟運行[J].邵陽學院學報,2002(6):54-56.

[5]李虹.變壓器的經濟運行與容量選擇[J].冶金動力，2003(2):8-9.

[6]周安國.按最大需量計算基本電費有利于推廣變壓器的經濟運行[J].電工技術,2001(1):43-44.

Transformer is an important part in the operation of power grid, and the implementation of its economic operation is an important link of the safe operation of power system. The example analyzes how to choose the way of basic charge settlement for large industrial electricity customer when considering economic operation of transformer so as to make power supplier and electricity customers achieve a win-win situation.

transformer; economic operation;two-part tariff; basic charge

TM401+.1

A

1003-6954(2016)04-0037-04

2016-03-23)

柏小麗(1985)，工程師，研究方向為電力營銷和電費電價;

李京航(1988)，助理工程師，研究方向為電力營銷和電費電價。