用電側(cè)負(fù)荷功率因數(shù)維持多少好

1、1用電側(cè)負(fù)荷功率因數(shù)維持多少好how mach should power factor of demand side maintain朱 軍 飛 , 唐 寅 生 , 周 全 仁(湖南電力調(diào)度通信中心 湖南 長(zhǎng)沙 410007)摘要：用電側(cè)負(fù)荷功率因數(shù)維持多少好？這是一個(gè)既關(guān)系到用戶，也關(guān)系到全網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要問題。從電網(wǎng)安全優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)需要出發(fā)，考慮補(bǔ)償技術(shù)及電子技術(shù)發(fā)展的實(shí)際情況，提出了無功要做到就地平衡，用電側(cè)負(fù)荷功率因數(shù)維持1.0好的看法，并用實(shí)例說明了正確性。同時(shí)提出關(guān)于維持用電側(cè)負(fù)荷功率因數(shù)1.0的技術(shù)政策建議。關(guān)鍵詞： 功率因數(shù)；無功；優(yōu)化；線損；電壓0 前言用電側(cè)負(fù)荷功率

2、因數(shù)是用戶從電網(wǎng)中使用有功的同時(shí)使用多少無功的指標(biāo)體現(xiàn)。它是一個(gè)既關(guān)系到用電側(cè)，也關(guān)系到全網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要的用電指標(biāo)。用電側(cè)負(fù)荷功率因數(shù)保持多少好？尚無統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，討論研究的也甚少，目前我國(guó)執(zhí)行的幾乎是幾十年不變的低功率因數(shù)考核政策，人們的認(rèn)識(shí)也存在誤區(qū)，這是造成我國(guó)電網(wǎng)線損高和電壓質(zhì)量差的根本原因。筆者從研究10500 kV電網(wǎng)的無功優(yōu)化17問題中得出結(jié)論：無功要做到就地平衡，用電側(cè)負(fù)荷功率因數(shù)維持1.0好。下面以1個(gè)110 kV電網(wǎng)的無功優(yōu)化結(jié)果說明結(jié)論的正確性。1 用電側(cè)負(fù)荷力率低形成了長(zhǎng)距離輸送無功潮流局面 如用戶有功負(fù)荷為100萬kW、功率因數(shù)按0.850.9計(jì)算，就有4

3、862萬KVAR的無功負(fù)荷需要由電網(wǎng)供給，而變電站又沒有無功提供，它裝的電容器只補(bǔ)償變壓器的無功損失，因此，形成了無功的長(zhǎng)距離輸送局面。圖1、2、3是我國(guó)電網(wǎng)長(zhǎng)距離輸送無功潮流典型圖例(不是同一時(shí)刻潮流；單位：MVA)。這是造成電網(wǎng)線損高和電壓質(zhì)量差的根本原因。圖3括弧中的數(shù)據(jù)是投入7.5Mvar后的潮流。2 用電側(cè)負(fù)荷功率因數(shù)維持1.0可以降損穩(wěn)壓110kV團(tuán)山地區(qū)無功優(yōu)化前、后潮流計(jì)算結(jié)果可以充分說明結(jié)論的正確性。（ 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)含220 kV、110kV變壓器和110kV線路）表1：大方式110 kV變電站和用戶無功負(fù)荷優(yōu)化結(jié)果 單位： MVA用戶名稱淦田淦牽錄口楊家?guī)X慶云山東湖南華山張家園

4、601331負(fù)荷初值3.2+j1.612+j 6.013+j8.01.0+j0.512.1+j6.220.6+j127.3+j4.825.2+j1321.8+j1210+J5.0126.2+J69.1變電站負(fù)荷優(yōu)化3.2+j0.4412+j0.2013-j0.861.0+j0.1912.1-j0.520.6-j1.37.3-j0.1425.2-j2.321.8+j0.110+j0.09126.2-J1.99用戶無功負(fù)荷優(yōu)化3.2+j012+j013+j01.0+j012.1+j020.6+j07.3+j025.2+j021.8+j010+j0129.2+J0表2：大方式優(yōu)化前后電壓高電壓低電壓

5、優(yōu)化前115 kV113 kV優(yōu)化后115 kV114 kV表3：優(yōu)化前、后線損降低表運(yùn)行方式110kV網(wǎng)損220kV變壓器損失（MW）總計(jì)（MW）線 路（MW）變壓器（MW）合 計(jì)（MW）最大潮流優(yōu)化差-%0.430.330.1023.30.280.180.1035.710.710.510.2028.160.2700.2000.07025.930.980.710.2727.55 從圖4、5（單位：MVA）看出，優(yōu)化前等值在110 kV 變電站10 kV 母線上用戶無功負(fù)荷總量為69.11Mvar，。系統(tǒng)經(jīng)220變壓器需要送出126.81+j58.8 MVA，再經(jīng)110 kV線路和110kV變

6、壓器送到用戶。優(yōu)化后，用戶無功負(fù)荷總量為0，做到了就地平衡， 220變壓器送出的功率為126.67- j1.07 MVA。通過變壓器和線路中的無功減少了，電流小了；同時(shí)，電網(wǎng)的優(yōu)化無功補(bǔ)償使得每條線路都有一個(gè)無功分點(diǎn)且在本線中點(diǎn)，就每條線路而言，似直流線路。過剩無功也不會(huì)流入10 kV網(wǎng)絡(luò)，這就是降損和提高電壓質(zhì)量的原因。大負(fù)荷方式優(yōu)化情況見表13。3 用電側(cè)負(fù)荷功率因數(shù)維持1.0是做好全網(wǎng)AVC的基礎(chǔ)自動(dòng)電壓控制（Automatic Voltage Control， AVC）是指在自動(dòng)裝置的作用和給定電壓的約束條件下，發(fā)電廠（機(jī)）的勵(lì)磁，變電站和用戶的無功補(bǔ)償裝置的出力以及變壓器的分接頭都能

7、自動(dòng)的進(jìn)行調(diào)整，使其注入電網(wǎng)的無功，逐漸接近電網(wǎng)要求的最優(yōu)值，從而使全網(wǎng)有最優(yōu)或接近最優(yōu)的無功電壓潮流，達(dá)到全網(wǎng)電壓好和線損低的目的。自動(dòng)控制和全網(wǎng)最優(yōu)無功潮流是AVC的兩個(gè)特征。用電側(cè)負(fù)荷功率因數(shù)維持1.0是做好全網(wǎng)AVC的基礎(chǔ)。4 用電側(cè)負(fù)荷力率維持1.0對(duì)用戶也有好處（1）保證電壓質(zhì)量電網(wǎng)中沒有無功長(zhǎng)距離輸送，減小了電網(wǎng)首、末兩端和白天、黑夜之間的電壓波動(dòng)，電壓維持在額定值附近運(yùn)行。（2） 可以較快收回投資成本，獲取效益 在用戶側(cè)安裝電容器可實(shí)現(xiàn)無功就地補(bǔ)償。電容器價(jià)格較低，同時(shí)，考慮到提高功率因數(shù)有獎(jiǎng)勵(lì)政策，所以安裝電容器可以較快收回投資成本，獲取效益。例如,Mvar。5 維持用電側(cè)負(fù)

8、荷功率因數(shù)1.0的技術(shù)條件已經(jīng)具備l 基于MCR的SVC成熟的無功平滑調(diào)節(jié)技術(shù) 磁控電抗器（Magnetically Controlled Reactor-MCR）可控電抗器8.8與電容器組成的靜止補(bǔ)償裝置SVC（Static Var Compensate），無功補(bǔ)償裝置可以使無功輸出得到平滑、且大范圍的調(diào)節(jié)，完全可以準(zhǔn)確的控制用電力率。l 電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算、通信、控制和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，可以作到實(shí)時(shí)測(cè)量、傳輸和準(zhǔn)確控制。6 關(guān)于維持用電側(cè)負(fù)荷功率因數(shù)1.0的技術(shù)政策建議（1） 繼續(xù)貫徹現(xiàn)行的“功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法” 為適應(yīng)高電壓大容量電網(wǎng)的迅速發(fā)展，進(jìn)一步學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)提高用電功率因數(shù)的意義，糾正把

9、用電功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值視為最好值的認(rèn)識(shí)誤區(qū)，利用一切形式積極宣傳和引導(dǎo)用戶提高用電功率因數(shù)。（2） 一年內(nèi)積極試點(diǎn) 在一年內(nèi)，選取不同類型用戶，采取采用基于MCR的SVC可控電抗器與電容器組成的補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行提高力率的試點(diǎn)工作。率的試點(diǎn)工作。（3 ） 三年目標(biāo) 用考核用戶功率因數(shù)（或注入電網(wǎng)無功）的實(shí)時(shí)值法代替現(xiàn)行的月功率因數(shù)加權(quán)平均值法。采用采樣周期不得大于1分鐘。月結(jié)算。減收或增收電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)不變。 400V或用電在50kVA及以下的10kV用戶均考核功率因數(shù)。 用電在10kV、50kVA以上或在10kV以上電網(wǎng)用電的用戶考核其注入電網(wǎng)無功實(shí)時(shí)值最優(yōu)法。減收或增收電費(fèi)辦法可參照功率因數(shù)的減收或增收電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。（4）五年發(fā)展功率因數(shù)（或注入電網(wǎng)無功實(shí)時(shí)值）達(dá)不到1.0（或要求值）的要增收電費(fèi)。其余按三年標(biāo)準(zhǔn)。7 參考文獻(xiàn)1 李福存，超高壓交流輸電系統(tǒng)無功經(jīng)濟(jì)運(yùn)行問題R.北京：中國(guó)電力科學(xué)研究院，1998。2 唐寅生，超高壓電網(wǎng)感性無功功率補(bǔ)償設(shè)計(jì)方法，電網(wǎng)技術(shù)，1996,4：(3839).3 唐寅生，周全仁，馮 輝。110kV常德電網(wǎng)自動(dòng)電壓控制（AVC）研究。電力設(shè)備，2001，2.3：(5458).4 唐寅生,周全仁,周鐵強(qiáng)，湖南500 kV電網(wǎng)自動(dòng)電壓控制方法研究，中國(guó)電力，2001，8： (3134)5 唐寅生