采用无功功率补偿装置对技术降损的分析

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摘要：无功补偿作为电网安全、经济运行的一个重要手段，一直受到高度的重视。它对提高系统电压水平，降低线路损耗，改善电厂功率因数，增强系统稳定起着十分重要的作用。无功补偿由于可以有效地提高电压，减少了线路上的无功流动，降损效果明显，尤其是在低压配电网络中，无功补偿装置的降损效果非常明显。

关键词：无功功率；补偿装置；技术降损

中图分类号：TM73文献标识码：A文章编号：1009-0118（2013）01-0277-01

一、国内外研究动态

随着现代工业和电力企业的不断发展，电能传输的距离和容量日益增大，世界各国工业用户对电能质量的要求变得越来越高。可是，各大企业广泛采用异步电动机和变压器，使得系统功率因数变低，电压波动加大，因此无论从提高输电网的传输能力，降低损耗，提高系统稳定性，还是从提高供电质量的角度，都需要大量的无功补偿装置。

长期以来，在我国，由于电力用户功率因数低，又存在大批冲击性、波动性负载，导致大量无功功率在低压配电网内传输，使线损率增大。农电电网（我国将10kV及其以下电网划规农电网管理）的负荷多是小容量的异步电动机，配套又不尽合理，功率因数较低，因而影响了发电机的有功输出，使发电机效率低、成本高，降低了输电、变电设备的供电能力，增大了线路上的电压损失，使电压质量低劣，电能损失增加，据统计农电网损失约有60%是属于10kV及以下的配电网的，所以提高农电网的功率因数有很大的经济意义。

我国在总体线损率水平的下降得益于输电主网架结构的优化以及自动化水平的提高。特别是特高压电网的建设，解决了长距离输电，损失较高的问题，有力的支持了降损工作。但是，我国目前的配电网线损水平滞后于主网。主要原因是存在配网网架结构薄弱、设施老化、供电半径过长等问题。在配网线损管理中，由于电网结构不尽合理、经济运行水平不高、高损老旧设备较多，经济性矛盾日益突出。为此，我国仍需在技术上充分利用配电设备，通过优选变压器及电力线路经济运行方式和负载经济调配及变压器与供电线路运行位置的优化组合等技术措施，从而最大限度地降低变压器及供电线路的有功损耗和无功损耗；在管理上推进配电网线损的承包考核，落实线损责任；通过技术和管理两个方面继续推进配电网的降损工作。

目前电力低压系统电网谐波严重、造成电气设备、自控设备、仪器仪表设备工作不稳定，而需要补偿系统的无功功率，改善电网质量，因此，增加动态无功补偿装置容量，减少无功传输，是配电网的一项重要节电措施。

二、本文研究内容

（一）从各个角度阐述了无功功率补偿装置对于线损管理的重要性，认真分析了无功功率补偿装置和线损管理的现状。无功功率补偿装置和线损管理的现状是：无功补偿作为电网安全、经济运行的一个重要手段，一直受到高度的重视。它对提高系统电压水平，降低线路损耗，改善电厂功率因数，增强系统稳定起着十分重要的作用。无功补偿由于可以有效地提高电压，减少了线路上的无功流动，降损效果明显，尤其是在低压配电网络中，无功补偿装置的降损效果非常明显。线损率是指线损电量占供电量的百分数，它是供电局的一个重要考核指标，是国家对供用电部门考核的一项重要内容。在统计线损电量中，有一部分是电能在输、变、配过程中不可避免的，其数值由相应时段内运行参数和设备参数决定。如输电线路、变压器绕组、电容器的绝缘介质损耗等，这部份损耗电量习惯称“技术线损电量”。无功补偿主要降低电力系统中的技术线损部分。

（二）查阅了大量的相关资料，分析了我国电网的运行状况，从什么是电力系统一种重要的优选无功电源、并联电容器的优缺点和存在的隐患等方面分析了无功补偿的技术现状、并具体阐述了采用新型无功补偿技术设备的意义。

（三）研究分析了采用无功补偿设备的重要性和如何发挥供电系统中无功补偿设备的最佳补偿效益。根据系统无功损耗产生的原因、系统无功特性、分配及补偿原则的要求，对无功补偿中现存的问题提出一些看法，并探讨相应的改进措施。

（四）结合实践研究分析了自动无功率补偿装置的运行原理，并分析了采用三相分别采样和补偿，控制电路采用微机对电路实施模糊控制（Fuzzy Control）方案优化的优缺点，同时阐述了动态响应时间、补偿后功率因数、调节方式、保护功能等主要技术指标和控制方式，并联系实际分析了采用自动投切无功补偿箱的用途。

三、研究方案及难点

（一）研究方案

1、查找相关资料和文献，分析采用无功功率补偿装置对技术降损的影响。

2、研究分析采用无功补偿设备的重要性和如何发挥供电系统中无功补偿设备的最佳补偿效益。

3、根据系统无功损耗产生的原因、系统无功特性、分配及补偿原则的要求，对无功补偿中现存的问题提出看法，并探讨相应的改进措施。

4、结合实践研究分析了自动无功率补偿装置的运行原理，分析采用三相分别采样和补偿，控制电路采用微机对电路实施模糊控制（Fuzzy Control）方案优化的优缺点。

（二）特点

1、理论联系实际，通过无功功率补偿装置的现场运行情况，具体阐述安装无功功率补偿装置的合理性以及对线损率产生的作用和影响。

2、通过无功功率补偿装置的理论研究，结合唐山供电公司的配网运行情况，具体分析了采用无功功率补偿装置产生的经济效益。

（三）难点

1、无功功率补偿装置的约束较多，冲击负荷闪变、控制方式、补偿对象信号的检测方式、反应方式等问题会影响到无功功率补偿装置的正常运行，需要在选择是否采用无功功率补偿装置时全面考虑。

2、技术线损的方式多种多样，选择具体方式有一定的困难，需要详细的现场勘察和市场需求分析工作。

3、通过分析采用三相分别采样和补偿，控制电路采用微机对电路实施模糊控制（Fuzzy Control）方案优化的优缺点来具体选择补偿方式，如何有效地共享和利用现有的资源，避免重复的项目开发工作，一直是困扰在企业的技术降损的一个因素。

四、预期成果

该课题的研究目标是，运用无功功率补偿装置，建立最经济的、最有效的降损方式，充分利用供电企业配电网现有资源、现有设备，并结合复杂的现场情况，进行唐山供电公司全面技术降损，并以无功功率补偿为技术支撑，推行全新的降低线损模式，实现降损增效的目标。

参考文献：

[1]张利生.电能损耗管理及降损技术[M].北京：中国电力出版社，2005.

[2]刘丙江.线损管理与节约用电[M].北京：中国水利水电出版社，2004.