县级供电企业无功优化管理系统的研究与应用

县级供电企业无功优化管理系统的研究与应用

【摘 要】电力系统无功优化是电力系统安全经济运行研究的一个重要组成部分。通过对电力系统无功补偿装置的合理配置和正确投切，不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性，而且可以降低有功网损和无功网损，使电力系统能够安全经济运行。文章介绍了构建无功优化管理系统的目的和意义；电网无功补偿存在的问题；电网无功优化管理系统应遵循的原则；电网无功优化管理体系的构建。

【关键词】无功补偿；补偿方案；无功优化

1.无功优化管理系统的目的和意义

近年来，随着国民经济的飞速发展，供电企业的客户对负荷需求、供电可靠性，以及电压质量和客户服务水平等，都提出了更高的要求；如何降损节能，提高企业效益是共同的问题。

无功优化的目的就是使电力系统在保证电压质量的条件下，无功补偿设备的布局和配置容量最合理，无功运行的网损最小。电网在进行有功规划和建设的同时，也要切实搞好无功的电力平衡和无功运行的优化补偿。合理的无功补偿点的选择以及补偿容量的确定，能够有效地维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性，避免大量无功的远距离传输，从而降低有功网损，减少发电费用。而且由于我国配电网长期以来无功缺乏，尤其造成的网损相当大，因此无功功率补偿是降损措施中投资少回报高的方案。一般配电网无功补偿方式有：变电站集中补偿方式、低压集中补偿方式、杆上无功补偿方式和客户终端分散补偿方式。无功优化工作，无论在规划新系统，还是改造现有系统的无功配置，以及指导现有系统的无功设备运行上，都具有十分重要的意义。

关于无功补偿，长期以来使用的方式只是单纯地对功率因数和对端电压进行调整。然而，现代社会对电能质量和清洁能源的要求越来越高，这种模式已远远不能适应发展需求。加强无功优化管理、提高无功电压综合管理水平，是供电企业发展的必由之路。

2.电网无功补偿存在的问题

2.1优化的问题

目前，很多单位选择无功补偿的出发点还放在用户侧，只注意补偿用户的功率因数，而不是立足于降低电力网的损耗。例如，为提高某电力负荷的功率因数，增设1台补偿箱。这对降损有一定好处，但若要实现有效的降损，必须通过计算无功功率潮流，确定各点的最优补偿量和补偿方式，才能使有限的资金发挥最大的效益。这是从电力系统角度考虑问题的方法。

无功功率优化配置的目标是在保证配网电压水平的同时，尽可能降低网损。由于它要对补偿后的运行费用以及相应的安装成本同时达到最小化，计算过程相当复杂。为此，以前的文献中通常采取了许多不切实际的假设，比如固定负荷水平，统一线径，把树状配电网简化成梳状网，这样的结果并不理想。

2.2量测的问题

目前10kV配电网100kVA以下的负荷点一般无无功表计，维护人员的技术水平和管理水平又参差不齐，表计记录的准确性和同时性无法保证。这对配电网的潮流计算和无功优化计算带来很大困难。要争取带专用变压器房用户的支持，使他们能按一定要求进行记录。0.4kV终端用户处通常只装有有功电能表，要实现功率因数的测量是不可能的，这也是低压无功补偿难于广泛开展的原因所在。

2.3谐波的问题

电容器本身具备一定的抗谐波能力，但同时也有放大谐波的副作用。谐波含量过大时，会对电容器的寿命产生影响，甚至造成电容器的过早损坏，由于电容器对谐波的放大作用，将使系统的谐波干扰更严重；另外，动态无功补偿柜的控制环节容易受谐波干扰影响，造成控制失灵，因而做无功补偿时必须考虑谐波治理，在有较大谐波干扰，又需要补偿无功功率的地点，应考虑增加滤波装置。

2.4无功功率倒送的问题

无功功率倒送是电力系统所不允许的现象，因为它会增加线路和变压器的损耗，加重线路的负担。虽然生产厂家都强调自己的设备不会造成无功功率的倒送，但是实际情况并非如此。因为对于接触器控制的补偿柜，补偿量是三相同调的；对于晶闸管控制的补偿柜，虽然三相补偿量可以分调，但是很多生产厂家为了节约成本，往往只选择一相做采样及无功功率分析。于是在三相负荷不平衡的时候，就有可能造成无功功率倒送。至于采用固定电容器补偿方式的用户，则可能在负荷低谷时造成无功功率倒送，这应引起充分考虑。

3.电网无功优化管理系统应遵循的原则

合理的无功补偿点的选择以及补偿方式的确定，能够有效地维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性。避免大量无功的远距离传输，降低有功网损，减少发电费用。补偿的安装地点及方式可分为集中补偿和分组补偿。集中补偿通常指装设于地区变电所或高压供电用户降压变电所母线上的高压电容器组。也包括集中装设于电力用户总配电室低压母线上的电容器组。其优点是易于实现自动投切。利用率高，维护方便，事故少，能减少配电网、用户变压器及专供线路的无功负荷和电能损耗。而分组补偿一般装设于线路上、配变低压侧等。

无功优化，首先要搞好分层、分区就地平衡。无功补偿的理想状态是各级电压线路上没有无功电流流动，各级电压母线的功率因数均等于1，避免经长距离线路或多级变压器输送无功功率。电网无功优化管理应依据如下原则进行：

3.1集中管理

主管领导负责，各相关科室、责任人分工明确。

3.2技术全面

⑴应本着自下而上，由末端向电源端的顺序逐级平衡补偿。

⑵需补偿容量：Qc=P（tga1-tga2），P为最大负荷月平均有功功率。

⑶调度员要加强对变电站无功、电压的调整，保持变电站母线电压质量和补偿装置的即时投停；全部补偿装置投入后，变电站母线无功补偿仍不能满足要求时，应汇报有关领导协调解决。

⑷新上变电站或电网改造应尽量考虑无功自动补偿装置。

⑸调度机构根据电网负荷变化和调压需要对电厂电压监视控制点编制和下达电压曲线（或无功负荷曲线），电厂和具有无功调整能力的变电站应严格按照供电公司下达的电压曲线自行调整无功出力，值班调度员有权根据电网情况进行修改，并监督执行。

⑹无功负荷高峰期间，电厂发电机无功要增到监视控制点电压达到目标电压值或发电机P-Q曲线带满无负荷为止。

⑺无功负荷低谷期间，电厂发电机无功要减到监视控制点电压降至目标电压值或功率因数提到0.95（迟相）以上（或其它参数到极限），地区小电厂功率因数提到0.98（迟相）以上。

3.3奖惩机制健全

建立健全的奖惩制度，使无功优化管理工作逐渐规范化、标准化。

4.电网无功优化管理体系的构建

电力网无功管理一直没有很好的效果，主要是由于施工设计者（生产部门）、调配管理者（用电、调度部门）、实际操作者（基层供电营业所相关人员）三者缺乏沟通；另一方面是基层供电营业所相关人员素质不高，对无功优化的重要理解不够透彻，大部分基层人员将无功理解为“没有用的功”，认为只有有功电量才对网损造成影响。因此，构建农村电网无功优化管理体系尤为重要。

5.结论

无功优化工作是供电企业的一项主要工作，建立一套科学、严谨、可行的无

功优化管理体系是供电企业改善电压质量，提高经济效益的重要途径和手段。本文介绍了电网无功优化管理系统中的“三大体系”。进而在对建立无功优化管理系统进行了详细的描述，其中包括技术体系、保证体系等。最终可得出以下结论：

(1)在无功补偿过程当中还存在一些问题需要注意，如：优化问题、测量问题、谐波问题、无功功率倒送问题等问题。

(2)电网无功优化管理体系的构建中包含管理体系、技术体系、保证体系。三大体系协调一致、彼此依托、相互作用，共同确保无功管理目标的顺利实现。

【参考文献】

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