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摘要：電力系統的無功優化和無功補償是提高系統運行電壓，減小網損，提高系統穩定水平的有效手段。本文對當前國內外的無功優化和無功補償進行了總結，對目前無功補償和優化存在的問題進行了一定的探討和研究。

　　關鍵詞：配電網;無功補償;降損節能

　　1 無功補償的合理配置原則
　　從電力網無功功率消耗的基本狀況可以看出，各級網格和輸配電設備都要消耗一定數量的無功功率，尤以配電網所占比重最大。為了最大限度地減少無功功率的傳輸損耗，提高輸配電設備的效率，無功補償設備的配置，應按照“分級補償，就地平衡”的原則，合理布局。

　　(1)總體平衡與局部平衡相結合，以局部為主。
　　首先要滿足整個縣局電網的無功電力平衡，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，補償容量和補償位置選擇不合理，局部地區的無功電力不能就地平衡，就會造成不同分區之間無功電力的長途輸送和交換，使電網的功率損耗和電能損耗增加。因此，在規劃過程中，要在總平衡的基礎上，研究各個局部的補償方案，求得最優化的組合，才能達到最佳的補償效果。

　　(2)電力部門補償與用戶補償相結合。
　　在配電網絡中，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中。因此，為了減少無功功率在網絡中的輸送，要盡可能地實現就地補償，就地平衡，所以必須由電力部門和用戶共同進行補償。

　　(3)分散補償與集中補償相結合，以分散為主。
　　集中補償，是在變電所集中裝設較大容量的補償電容器。分散補償，指在配電網絡中分散的負荷區，如配電線路，配電變壓器和用戶的用電設備等進行的無功補償。集中補償，主要是補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，從而降低供電網絡的無功損耗。但不能降低配電網絡的無功損耗。因為用戶需要的無功通過變電所以下的配電線路向負荷端輸送。所以為了有效地降低線損，必須做到無功功率在哪里發生，就應在哪里補償。所以，中、低壓配電網應以分散補償為主。
　　(4)降損與調壓相結合，以降損為主。
　　利用并聯電容器進行無功補償，其主要目的是為了達到無功電力就地平衡，減小網絡中的無功損耗，以降低線損。與此同時，也可以利用電容器的分組投切，對電壓進行適當的調整，這是補償的輔助目的。在一般情況下，以降損為主，調壓為輔。

　　2 無功負荷的最優補償
　　據有關文獻介紹，主張配電網絡基本上不輸送無功功率，其無功功率的缺額主要依靠“就地補償”來解決。

　　(1)變電所無功負荷的最優補償。
　　根據就地補償的原則，變電所補償應以本身的無功損耗為主。要結合網內無功潮流的分布以及配電線路，用戶的無功補償水平來考慮。由于變電所一般均設兩臺變壓器，二次側接線，又可分兩段接線，為了適應變壓器分臺運行和二次側分段運行及檢修方便，補償電容器組以分成兩組為宜。其容量一般均能適應輕載無功負荷(接近主變壓器空載運行)及平均無功負荷(接近主變壓器正常無功負荷)一般可按主變壓器容量的10%～15%確定。

　　(2)配電線路無功負荷的最優補償。
　　在配電線路上裝設電容器，具有投資省，見效快，投運時間長和降損效果顯著的優點，而且安裝簡便，維護工作量小，事故率低，特別適應于農村配電線路等負荷點多的供電狀況。

　　現就無功補償的最優補償容量，最佳安裝位置和降損效果進行分析。

　　①最優補償容量。
　　當有功功率和無功功率通過網絡電阻時，會造成有功功率損耗。當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，當網絡結構已定，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，主要取決于負荷功率因數的高低。負荷功率因數越低，則負荷所需要無功功率越大。因此，可以直接由功率因數的變化來分析無功功率，有功功率和線損之間的關系。

　　(3)用戶無功負荷的最優補償。
　　用戶進行無功補償的目的有兩個，一是補償后供電網絡的無功線損減少到最低限度，以獲得最大的降損節電效益;二是使本單位的功率因數提高到一定水平，以獲得更多的電費獎勵。

　　下面以各種補償方式進行選擇。
　　①集中補償。
　　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償容量，避免產生過補償或欠補償，從而使用戶的功率因數始終保持在規定的范圍內，達到最優補償。
　　②分組補償。
　　電容器分散裝設在主要用電設備的車間內，就近補償用電設備所消耗的無功功率，以減小線路輸送無功功率的損耗，這樣分組補償比集中補償降損節電效益更好，達到最優補償。
　　③單臺電動機的補償。
　　電容器組隨電動機同時投入運行和退出運行，使電動機消耗的無功功率得到就地補償，減少線路輸送無功功率以獲得明顯的降損效益。
　　④補償容量的確定。
　　A：按“功率因數獎罰辦法”的要求計算補償容量，用戶按當地供電部門規定的功率因數標準，進行無功補償。按下式計算
　　式中：Qb——并聯電容容量(kvar)
　　Pmax——最大有功負荷(kW)
　　cosφ1、cosφ2——補償前、后的功率因數值
　　B：單臺電動機補償容量的確定，按下式計算
　　式中：Q——無功補償容量(kvar);U——電動機的額定電壓(kV)
　　I0——電動機空載電流(A)

　　3 無功補償后的降損節能效益
　　由于進行了無功補償，可使補償點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“振安區農電局同興供電站”在2000年1月～2月份，實際供售電量情況進行分析。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0.67，損耗電量19.31萬kW?h，線損率12.654%。裝設電容器進行無功補償后，如功率因數由原來的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0.237元計算，可減少購電費0.237×96642=22904.15元。總之，增加無功補償后會減少無功在電網中流動，其主要目的是降低線損，其次能很好地改善電壓質量，從而提高供電企業的經濟效益。