摘要：電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化和無功補(bǔ)償是提高系統(tǒng)運(yùn)行電壓，減小網(wǎng)損，提高系統(tǒng)穩(wěn)定水平的有效手段。本文對當(dāng)前國內(nèi)外的無功優(yōu)化和無功補(bǔ)償進(jìn)行了總結(jié)，對目前無功補(bǔ)償和優(yōu)化存在的問題進(jìn)行了一定的探討和研究。  
       關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);無功補(bǔ)償;降損節(jié)能  
       1 無功補(bǔ)償?shù)暮侠砼渲迷瓌t  
       從電力網(wǎng)無功功率消耗的基本狀況可以看出，各級網(wǎng)格和輸配電設(shè)備都要消耗一定數(shù)量的無功功率，尤以配電網(wǎng)所占比重最大。為了最大限度地減少無功功率的傳輸損耗，提高輸配電設(shè)備的效率，無功補(bǔ)償設(shè)備的配置，應(yīng)按照“分級補(bǔ)償，就地平衡”的原則，合理布局。  
       (1)總體平衡與局部平衡相結(jié)合，以局部為主。  
       首先要滿足整個縣局電網(wǎng)的無功電力平衡，其次要滿足變電所，10kV配電線路的無功電力平衡。如果無功電源的布局，補(bǔ)償容量和補(bǔ)償位置選擇不合理，局部地區(qū)的無功電力不能就地平衡，就會造成不同分區(qū)之間無功電力的長途輸送和交換，使電網(wǎng)的功率損耗和電能損耗增加。因此，在規(guī)劃過程中，要在總平衡的基礎(chǔ)上，研究各個局部的補(bǔ)償方案，求得最優(yōu)化的組合，才能達(dá)到最佳的補(bǔ)償效果。  
       (2)電力部門補(bǔ)償與用戶補(bǔ)償相結(jié)合。  
       在配電網(wǎng)絡(luò)中，用戶消耗的無功功率約占50%～60%，其余的無功功率消耗在配電網(wǎng)中。因此，為了減少無功功率在網(wǎng)絡(luò)中的輸送，要盡可能地實(shí)現(xiàn)就地補(bǔ)償，就地平衡，所以必須由電力部門和用戶共同進(jìn)行補(bǔ)償。  
       (3)分散補(bǔ)償與集中補(bǔ)償相結(jié)合，以分散為主。  
       集中補(bǔ)償，是在變電所集中裝設(shè)較大容量的補(bǔ)償電容器。分散補(bǔ)償，指在配電網(wǎng)絡(luò)中分散的負(fù)荷區(qū)，如配電線路，配電變壓器和用戶的用電設(shè)備等進(jìn)行的無功補(bǔ)償。集中補(bǔ)償，主要是補(bǔ)償主變壓器本身的無功損耗，以及減少變電所以上輸電線路的無功電力，從而降低供電網(wǎng)絡(luò)的無功損耗。但不能降低配電網(wǎng)絡(luò)的無功損耗。因?yàn)橛脩粜枰臒o功通過變電所以下的配電線路向負(fù)荷端輸送。所以為了有效地降低線損，必須做到無功功率在哪里發(fā)生，就應(yīng)在哪里補(bǔ)償。所以，中、低壓配電網(wǎng)應(yīng)以分散補(bǔ)償為主。  
       (4)降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主。  
       利用并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，其主要目的是為了達(dá)到無功電力就地平衡，減小網(wǎng)絡(luò)中的無功損耗，以降低線損。與此同時，也可以利用電容器的分組投切，對電壓進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，這是補(bǔ)償?shù)妮o助目的。在一般情況下，以降損為主，調(diào)壓為輔。  
       2 無功負(fù)荷的最優(yōu)補(bǔ)償 
　　據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)介紹，主張配電網(wǎng)絡(luò)基本上不輸送無功功率，其無功功率的缺額主要依靠“就地補(bǔ)償”來解決。  
       (1)變電所無功負(fù)荷的最優(yōu)補(bǔ)償。  
       根據(jù)就地補(bǔ)償?shù)脑瓌t，變電所補(bǔ)償應(yīng)以本身的無功損耗為主。要結(jié)合網(wǎng)內(nèi)無功潮流的分布以及配電線路，用戶的無功補(bǔ)償水平來考慮。由于變電所一般均設(shè)兩臺變壓器，二次側(cè)接線，又可分兩段接線，為了適應(yīng)變壓器分臺運(yùn)行和二次側(cè)分段運(yùn)行及檢修方便，補(bǔ)償電容器組以分成兩組為宜。其容量一般均能適應(yīng)輕載無功負(fù)荷(接近主變壓器空載運(yùn)行)及平均無功負(fù)荷(接近主變壓器正常無功負(fù)荷)一般可按主變壓器容量的10%～15%確定。  
       (2)配電線路無功負(fù)荷的最優(yōu)補(bǔ)償。  
       在配電線路上裝設(shè)電容器，具有投資省，見效快，投運(yùn)時間長和降損效果顯著的優(yōu)點(diǎn)，而且安裝簡便，維護(hù)工作量小，事故率低，特別適應(yīng)于農(nóng)村配電線路等負(fù)荷點(diǎn)多的供電狀況。  
       現(xiàn)就無功補(bǔ)償?shù)淖顑?yōu)補(bǔ)償容量，最佳安裝位置和降損效果進(jìn)行分析。  
       ①最優(yōu)補(bǔ)償容量。  
       當(dāng)有功功率和無功功率通過網(wǎng)絡(luò)電阻時，會造成有功功率損耗。當(dāng)輸送的有功功率一定時，輸送的無功功率越大，總的功率損耗就越大，顯然可見，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已定，輸送有功功率一定時，總的功率損耗完全決定于輸送無功功率的變化。輸送無功功率的大小，主要取決于負(fù)荷功率因數(shù)的高低。負(fù)荷功率因數(shù)越低，則負(fù)荷所需要無功功率越大。因此，可以直接由功率因數(shù)的變化來分析無功功率，有功功率和線損之間的關(guān)系。  
       (3)用戶無功負(fù)荷的最優(yōu)補(bǔ)償。  
       用戶進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)哪康挠袃蓚€，一是補(bǔ)償后供電網(wǎng)絡(luò)的無功線損減少到最低限度，以獲得最大的降損節(jié)電效益;二是使本單位的功率因數(shù)提高到一定水平，以獲得更多的電費(fèi)獎勵。  
       下面以各種補(bǔ)償方式進(jìn)行選擇。  
       ①集中補(bǔ)償。  
       將電容器組裝在專用變壓器的低壓母線上。能方便地同電容器組的自動投切裝置配套。自動追蹤無功功率變化而改變用戶總的補(bǔ)償容量，避免產(chǎn)生過補(bǔ)償或欠補(bǔ)償，從而使用戶的功率因數(shù)始終保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，達(dá)到最優(yōu)補(bǔ)償。  
       ②分組補(bǔ)償。  
       電容器分散裝設(shè)在主要用電設(shè)備的車間內(nèi)，就近補(bǔ)償用電設(shè)備所消耗的無功功率，以減小線路輸送無功功率的損耗，這樣分組補(bǔ)償比集中補(bǔ)償降損節(jié)電效益更好，達(dá)到最優(yōu)補(bǔ)償。  
       ③單臺電動機(jī)的補(bǔ)償。  
       電容器組隨電動機(jī)同時投入運(yùn)行和退出運(yùn)行，使電動機(jī)消耗的無功功率得到就地補(bǔ)償，減少線路輸送無功功率以獲得明顯的降損效益。  
       ④補(bǔ)償容量的確定。  
       A：按“功率因數(shù)獎罰辦法”的要求計(jì)算補(bǔ)償容量，用戶按當(dāng)?shù)毓╇姴块T規(guī)定的功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行無功補(bǔ)償。按下式計(jì)算  
       式中：Qb——并聯(lián)電容容量(kvar)  
       Pmax——最大有功負(fù)荷(kW)  
       cosφ1、cosφ2——補(bǔ)償前、后的功率因數(shù)值  
       B：單臺電動機(jī)補(bǔ)償容量的確定，按下式計(jì)算  
       式中：Q——無功補(bǔ)償容量(kvar);U——電動機(jī)的額定電壓(kV)  
       I0——電動機(jī)空載電流(A)  
       3 無功補(bǔ)償后的降損節(jié)能效益  
       由于進(jìn)行了無功補(bǔ)償，可使補(bǔ)償點(diǎn)以前的線路中通過的無功電流減小，從而使線路的供電能力增加，減小損耗。  
       例：我局“振安區(qū)農(nóng)電局同興供電站”在2000年1月～2月份，實(shí)際供售電量情況進(jìn)行分析。該站1～2月份，有功供電量1526萬kW•h，無功供電量16842萬kvar•h，售電量133.29kW•h，功率因數(shù)0.67，損耗電量19.31萬kW•h，線損率12.654%。裝設(shè)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償后，如功率因數(shù)由原來的0.67提高到0.95 時，(1)可降低的線路損耗Δp ;(2)減少線損率12.654%×50%=6.333% ;(3)減少損耗電量152.6×6.333%=9.6642萬kW•h ;(4)按購電價(jià)0.237元計(jì)算，可減少購電費(fèi)0.237×96642=22904.15元?？傊?，增加無功補(bǔ)償后會減少無功在電網(wǎng)中流動，其主要目的是降低線損，其次能很好地改善電壓質(zhì)量，從而提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。