电网无功补偿及补偿效益分析

姜磊薛海龙王四海黄磊

摘要：随着国民经济的不断快速发展及人们生活质量水平的日益提高，人们对于电力资源服务、供电的可靠性与质量也相应地提出了更高的要求，由于负荷的反复增加变化与电源的全面涨幅，不仅从行为上改变了当前电力体系的网络组织，也改变了电力系统中的电源布置，致使系统无功分布并不科学，有时，甚至会导致部分区域无功严重不足，电压作用往往很低，一旦系统遭遇到较大程度的干扰，在电压稳定性薄弱区域使得电压崩溃。故而，当前分析配电网无功补偿课题，对提高供电服务具有重要的现实意义。

关键词：无功补偿；补偿效益；补偿方式

功率因数属于电力体系中最为关键的经济标准，设备进行有功消耗的过程中，同样也需要一定程度的无功功率。而功率因数主要便是指设备在进行有功功率消耗阶段里，所需要的具体的无功功率。电网中所有电力体系处于运行状态下，必然会需要供给一定程度的无功功率，此时，倘若于电网中安排一定程度的无功补偿装置、设施，便能够帮助提供在应用过程中所需的无功功率，进而极大地减少了无功功率在所有电网中的应用，降低线路输送无功功率所耗损的电能。

一、电力电网中无功补偿的原因

随着国民经济的快速发展，国内的工业用电和生活用电不断增加，需求的增加对供电系统提出了更高的要求，无功补偿的运用，可以有效地降低电力电网的有功损耗，提高电力电网运行的科学性、经济性。

无功补偿设备可以有效地降低电网中的功率耗损，根据公式I=P/Ucos可知，其中电流与cos成反比，因此，安装无功补偿设备之后可以有效地提高功率因数，线路中的负荷电流降低，进而使有功功率的损耗有所降低，同时还可以减少电网中电压的损失，提高电压的质量，减少客户的电费费用，减少设备投资。

由于无功补偿可以减少无功功率在电网中的流动，降低线路和变压器因为输送无功功率而造成电能损失，安装无功补偿设备可以有效地降低电力网的损耗。而且无功补偿可以提高功率因数，相对其他节能措施而言，是一项收效快、投资少的降损节能措施，它可以使电力系统少送无功功率，多送有功功率，而且可以在电力系统无功功率不足时，迅速提供无功功率。

二、无功补偿技术的经济效益分析及发展趋势

2.1模型计算与方法

在实际的电网运行状态下，通过电能表记录下的实际供电与售电之间的差额获得的线损电量，可以称之为统计线损电量。在这当中，有一些属于输电、变电以及配电阶段下，无法逃避，这里的数据通过与此相对的时间点中运行参数及装置的参数所判定。例如，电容器中发生绝缘介质等因素，而这些所损耗的电量便可以称之为技术线损电量。另外，无法逃避的是，统计线损的一定程度上是管理原因导致而成的。例如，工作人员抄录电能表有误等。这其中所涵括的某部分电量，可以称之为管理线损电量。无功补偿重点去减少上述所提及的技术线损的电量。通过损失因数法计算这一高压线损的改变。在对某电网加设分散无功补偿QC之后，可以得出降损电量为：ΔE=ΔPmax*F*T。其中，ΔPmax为最大负荷下降的线损功率，F指损失因子，T指电容器所投入运行的时间，F=ΔPav/ΔPmax。

2.2电力有源滤波器的应用

电力有源滤波器中的交流电路可以分为电流型与电压型。当下，较为实用设备就成以上都属于电压型。根据和补偿对象的连接方式而言，电力有源滤波器能够进一步分成并联与串联类型。并联类型里具备单独应用、与LC滤波器共同应用以及注入电路办法。因此，并联类型占据实用设备的绝对主力。[3]现阶段，电网所投放的电力有源滤波器依然具有不同程度的问题。例如，电流运行过程中伴有高次谐波，应用成本高，容量不佳等相关因素。依靠电力半导体装备逐渐迈进高频化势头，不难看出，如电力有源滤波器这类不仅可以对谐波进行补偿，也可以补偿无功的设备一定会有极佳的发展前景。

三、无功补偿的效益分析

在现代用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接与电力系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70～0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%，如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。由于减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。

3.1节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为在国家电价制度中，从合理利用有限电能触发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。可见，提高功率因数对企业有着重要的经济意义。

3.2提高设备的利用率。对于原有供电设备来讲，在同样有功功率下，因功率因数的提高，负荷电流减少，因此向负荷传送功率所经过的变压器、开关和导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了符合增长的需要；如果原网络已趋于过载，由于功率因数的提高，输送无功电流的减少，使系统不至于过载运行，从而发挥原有设备的潜力；对尚处于设计阶段的新建企业来说则能降低设备容量，减少投资费用，在一定条件下，改善后的功率因数可以使所选变压器容量降低。因此，使用无功补偿不但减少初次投资费用，而且减少了运行后的基本电费。工业用户合理配置无功补偿，可提高功率因数，提高设备的出力率，降低电费的支出，获得可观的经济效益，同时也能改善电网的功率因数和电压质量，提高电力系统的供电稳定性。

在进行无功补偿设备配置和管理的过程中，坚持集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主，对分散补偿的配置要从实际出发，确保无功补偿之后可以达到功率因数的审核标准。对于供电公司而言，无功补偿设备过于分散，导致企业的设备维护量大，工作难度较大，为此，大多采用变电站集中补偿和配变就地分散补偿相结合的方式。

能源建设是我国国民经济建设的战略重点之一，在进行能源建设的过程中，我国坚持贯彻实施科学发展观，要求相关部门在加强能源开发的过程中，不断提高资源的使用效率，使有限的能源发挥尽可能多的经济效益，同时减少在使用过程中的能源浪费。为此，在电力电网内出现大负荷欠补偿时，供电企业、发电企业和用电企业要协同合作，共同把无功补偿工作搞好。电力电网通过无功补偿节约电能，不仅可以降低工厂的生产成本，而且可以为国家积累更多的财富，促进国民经济的快速可持续发展。

四、结束语

电力电网中使用电容器进行无功补偿，一方面，可以使电网中的功率因数和电压在每个使用时段内都可以达到审核标准；另一方面，可以降低电网的有功损耗，节约电能，提高电网运行的合理性、科学性。无功补偿的使用，可以促使电力企业进一步改善电能质量，节能降损，提高输变电设备的有功出力，使有限的电能更好地为人民服务，为社会主义服务。

参考文献

[1]陆阳，李航程，郑海良.配电网无功补偿现状分析与应用研究[J].硅谷，2013（23）：34+12.

[2]石晓磊，王鹏.对10kV配电网无功补偿技术的应用和要点分析[J].黑龙江科学，2013（10）：80.

[3]王成.有关农村配电网中无功补偿的探讨[J].陕西建筑，2013（01）：7-9.