電力用戶無功補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)效益

電力用戶無功補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)效益分析摘要：功率因數(shù)是電網(wǎng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一，通過合理的無功補(bǔ)償，不但可使電網(wǎng)的線損降低，設(shè)備利用率提高，電壓質(zhì)量改善，用戶也可通過減少電費(fèi)得到經(jīng)濟(jì)效益。該文探討了無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)原則、按功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的計(jì)算方法，并用實(shí)例說明用戶進(jìn)行無功補(bǔ)償投資時(shí)的經(jīng)濟(jì)效益分析方法。關(guān)鍵詞：無功補(bǔ)償；功率因數(shù)；經(jīng)濟(jì)效益分析大部分用電設(shè)備為感性負(fù)載，自然功率因數(shù)較低，用電設(shè)備在消耗有功功率的同時(shí)，還需無功功率由電源送往負(fù)荷。功率因數(shù)是供用電系統(tǒng)的一項(xiàng)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，通過合理采用無功補(bǔ)償技術(shù)，可以減少無功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)。提高功率因數(shù)后可以達(dá)到節(jié)約電能、降低損耗的目的，同時(shí)用戶也可以減少電費(fèi)的支出。我國的電價(jià)結(jié)構(gòu)包括基本電費(fèi)、電能電費(fèi)和按功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)三部分。因此，用戶通過合理的無功補(bǔ)償投資，也能獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。而目前許多農(nóng)電用戶對(duì)提高功率因數(shù)的重要性認(rèn)識(shí)不足，造成了電能的損失和浪費(fèi)。1無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)原則無功補(bǔ)償設(shè)備的優(yōu)化配置原則為：“總體平衡與局部平衡相結(jié)合；供電部門補(bǔ)償與用戶補(bǔ)償相結(jié)合；集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，以分散為主；降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主?！睙o功就地平衡示意圖如圖1所示。圖1無功功率就地平衡示意圖《電力系統(tǒng)電壓無功技術(shù)導(dǎo)則》中規(guī)定：“3.2電力系統(tǒng)的無功電源與無功負(fù)荷，在高峰或低谷時(shí)都應(yīng)采用分（電壓）層和分（電）區(qū)基本平衡的原則進(jìn)行配置和運(yùn)行，并應(yīng)具有靈活的無功電力調(diào)節(jié)能力與檢修備用。5.7220kV及以下電壓等級(jí)的變電所中，應(yīng)根據(jù)需要配置無功補(bǔ)償設(shè)備，其容量可按主變壓器容量的0.10～0.30確定。在主變壓器最大負(fù)荷時(shí)，其二次側(cè)的功率因數(shù)不小于表1中所列數(shù)值，或者由電網(wǎng)供給的無功功率與有功功率比值不大于表1中所列數(shù)值。表1220kV及以下變電所二次側(cè)功率因數(shù)規(guī)定值《國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無功電力管理規(guī)定》：“第五章無功電源建設(shè)與無功配置第二十條變電站應(yīng)合理配置適當(dāng)容量的無功補(bǔ)償裝置，并根據(jù)計(jì)算確定無功補(bǔ)償裝置的容量。35～220kV變電站在主變壓器最大負(fù)荷時(shí)，其一次側(cè)功率因數(shù)應(yīng)不低于0.95；在低谷負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)不高于0.95?！薄秶译娋W(wǎng)公司農(nóng)網(wǎng)“十一五”科技發(fā)展規(guī)劃綱要》：“節(jié)能降損目標(biāo)是積極推廣應(yīng)用節(jié)能、降損、環(huán)保技術(shù)、淘汰高耗能變壓器。中壓綜合線損率降到9％以下，低壓線損率降到11％及以下。10千伏母線功率因數(shù)達(dá)到0.95以上的目標(biāo)。”《電力系統(tǒng)電壓和無功電力管理?xiàng)l例》：“第十二條用戶在當(dāng)?shù)毓╇娋忠?guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)，應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定：高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶功率因數(shù)為0.90及以上，其它100kVA（kW）及以上電力用戶和大、中型電力排灌站功率因數(shù)為0.85及以上，躉售和農(nóng)業(yè)用電功率因數(shù)為0.80及以上。凡功率因數(shù)未達(dá)到上述規(guī)定的新用戶，供電局可拒絕接電?！迸潆娤到y(tǒng)中無功補(bǔ)償?shù)姆绞饺鐖D2所示，方式1為變電所的集中補(bǔ)償，方式2為配電臺(tái)區(qū)的集中補(bǔ)償，方式3為線路上的無功補(bǔ)償，方式4為分散補(bǔ)償。圖2配電系統(tǒng)無功補(bǔ)償方式220kV及以下電網(wǎng)的容性無功補(bǔ)償設(shè)備總?cè)萘?，可按下式?jì)算錄Q惡C乎=1.1艘5Q旗D滴－琴Q(mào)愉G?。罳滅R虹－凳Q芬L炕式武中鹽Q額C爽—與—拔容性無功補(bǔ)償團(tuán)設(shè)備總?cè)萘浚绘@Q豪D弟—衡—傻最大自然無功薯負(fù)荷；針Q壩G核—頑—牽本網(wǎng)發(fā)電機(jī)的過無功功率；握Q護(hù)R墊—膛—愁主網(wǎng)和鄰網(wǎng)輸益入的無功功率底；符Q是L掃—網(wǎng)—巾線路和電纜的歉充電功率。聰10(6)k忽V凈拉配電線路上宜媽配置高壓并聯(lián)坊電容器，或者盤在配電變壓器鎮(zhèn)低壓側(cè)配置低洽壓并聯(lián)電容器敵。電容器的安竄裝容量不宜過惜大，一般約為到線路配電變壓供器總?cè)萘孔g的蛇0.0漠5史～臟0.1饒0孔，并且在線路真最小負(fù)荷時(shí)，金不應(yīng)向變電所能倒送無功。如宿配置容量過大聽，則必須裝設(shè)潤自動(dòng)投切裝置等。變壓器的無葬功消耗可按下知式計(jì)算串Δ竄Q改T擱=[I釀0妨％翅/10恭0厚＋析V誓K涂％賢/100淚×懲β協(xié)2享]S榴e捆式訴中健I授0殖%北—呢—弊變壓器空載電槽流的百分?jǐn)?shù)；片V嚴(yán)K開％低—汪—門變壓器短路電要壓的百分?jǐn)?shù)；羞S昆e牲—佛—儉變壓器的額定式容量光，戀kV翼A狀；姑β—月—紹變壓器的負(fù)載代率。儲(chǔ)通常補(bǔ)償容量渣為變壓器無功賞消映耗禽倡的坡1.2~1.略4犧倍。耕2染逝功率因數(shù)調(diào)整不電費(fèi)的計(jì)算方燙法努供電部門在為卸用戶確定供電齒方案時(shí)，除了掘核準(zhǔn)供電容量蝕、確定供電電畢源點(diǎn)、供電電董壓等級(jí)、計(jì)量唉裝置的設(shè)置、搜計(jì)費(fèi)方式、用找戶注入電網(wǎng)的渾諧波分量，以賊及方案有效期碗外，還對(duì)功率玉因數(shù)給定了一告?zhèn)€最低限值，隆分別挽為賭0.涂9期、陶0.8曉5改、貝0.泛8蝦。菜根據(jù)國家現(xiàn)行謎電價(jià)的規(guī)定，倦用戶功率因數(shù)派分別押以惑0.母9訴、余0.8賀5屆、稿0.吩8脖為基礎(chǔ)，當(dāng)功避率因數(shù)高過這叮些值時(shí)，可按艇比例減少電費(fèi)歌；當(dāng)用戶用電勵(lì)的功率因數(shù)低裙于這些值時(shí)，誤要按比例增加嫂當(dāng)月電費(fèi)，具丸體計(jì)算方法是掠W=(晃1膝＋刷a%)(F蛋1?。鉌拾2內(nèi))摘式始中草歸W焦—天—厲當(dāng)月電費(fèi)，元形；繩F奮1朋—分—搬基本電費(fèi)，姨元藥/kV來A??；危F朱2搶—穴—得電量電費(fèi)，密元碎/kW勢(shì)h佳；煎a明%駱—柴—煮功率因數(shù)調(diào)整炎電費(fèi)系數(shù)。鐵當(dāng)用墓戶涂co爽s栽φ莫>0.噸9蜘，碧0.8軍5懼，筐0.8鑒0效標(biāo)準(zhǔn)時(shí)包，蝦a揮%乓為負(fù)值，當(dāng)用字戶喪cos糧j過φ吊<0.班9共，刃0.8悔5玉，趟0.8激0放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)狡，傳a每%接為正值，當(dāng)用瞎戶比co灘s底φ謙=0.獄9倉，斬0.8帳5汽，罩0.8籌0壁標(biāo)準(zhǔn)時(shí)經(jīng)，遍a%=述0稿。讓魄獎(jiǎng)罰標(biāo)準(zhǔn)如賓表災(zāi)2策所示。顧表捕2選閥a懷％獎(jiǎng)罰標(biāo)準(zhǔn)3應(yīng)用實(shí)例岔某一用戶的變孝壓器容量廊為翅6.3MV本A色，月用電量崖為鋤35×105呈kW嬸h塵，平均功率因映數(shù)僵為弟0.策8燈。若該用戶的考功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)朱為渠0.財(cái)8爸，計(jì)算該用戶托補(bǔ)償痕到汽0.9爸2減時(shí)的經(jīng)濟(jì)效益揚(yáng)?；倦娰M(fèi)按顛每敗kV畜A以每唉年宰18梯0堡元、電量電費(fèi)剩按拉0.宗4曠元姨/kW暖h灶計(jì)算。補(bǔ)償裝具置游每降kV衛(wèi)A繪的投資下按鳥6縣0其元，資產(chǎn)折舊籮率布為插1蘿0另％，無功補(bǔ)償區(qū)設(shè)備的有功損丑耗為其額定容丈量責(zé)的獵3檔%仙。計(jì)算過程如致下。豎3.1禮顫計(jì)算補(bǔ)償容量辨補(bǔ)償圖前仙co福s個(gè)φ悟才1富=0.百8沾，掏ta妖n玻φ溝條1蟲=0.7肥5搏，平均有功功餅率娃為掌P窄1橫=350×傭10000/綁30/24單=486改1研（興k廊W灑），無功功率嚼為畢Q證1仔=P程1候×ta灘n村φ立劃1衰=3645羨.7罪5朽（罩kva培r碑）。梯假設(shè)補(bǔ)償電容祥器容量腿為弊xkva費(fèi)r捏，經(jīng)補(bǔ)償后，宴功率因數(shù)稱為撇co嬸s持φ多普2債=0.9昏2臟，節(jié)ta房n籍φ毅界2傍=0.4霜2朱6盒，無功功率近為劫Q(mào)亞2邊=Q窮1黎-修x推，而用戶的有橋功功肌率流P飽2羞=P柱1輪+0.03晌x地，于驢是渡ta鵲n鋪φ濃映2餅=Q徑2哥/P索2裕=0.42會(huì)6鮮，解碗得拍x=15悶69泰乞≈需160伶0率（抖kva顧r社）。愛3.2奇罰補(bǔ)償前用戶的態(tài)年支出費(fèi)用復(fù)基本電費(fèi)瑞為瞇6.3×10甲00×180狂/10000吵=113股.徹4評(píng)（萬元）；近電量電費(fèi)綠為哲350×12仇×0.4=齒168漿0烘（萬元）；潤用戶總支出電輕費(fèi)泉為受113.4媽+1680孔=179胖3.逮4怒（萬元）。擔(dān)3.3住鑄補(bǔ)償后用戶年籠支出費(fèi)用弟電容器年運(yùn)行衡時(shí)間夏按至800卷0朽小時(shí)估算，則壟電量電費(fèi)胞為墳0.4×16支00×0.0毅3×8000寶/10000璃+168庸0=16叢9怠5物（萬元），總工電費(fèi)販為聯(lián)113.4暫+1695浴=180咱8.厭4托（萬元）。濁按功率因數(shù)調(diào)趙整后電費(fèi)狀為勇1808.4顧×(1-0.顆013)=替1784.境9降（萬元）；究無功補(bǔ)償設(shè)備拉投資怪為階1600×6湯0/1000位0=9.凈6遺（萬元），則帳資產(chǎn)折舊費(fèi)票為年0.9獎(jiǎng)6版萬元；懶用戶年總支付歌費(fèi)用而為柏1784.9麥+0.9貫6=17撓85.濟(jì)9懂（萬元）；邪補(bǔ)償后每年經(jīng)猛濟(jì)效益說為利1793.4閣-1785.盟9=7.帶5幣（萬元）。每迫年節(jié)約電費(fèi)窮為焦1793.4于-1784.期9=8.電5晌（萬元），投賴資可嶺在乖1.敘1突年左右回收。精若該用戶的平遙均功率因數(shù)其為煩0.8蹄5忽，功率因數(shù)標(biāo)笑準(zhǔn)也驅(qū)為懲0.8到5優(yōu)，其它計(jì)算條品件不變，計(jì)算蘆該用戶補(bǔ)償縮到存0.9稼4絞時(shí)的經(jīng)濟(jì)效益飾，計(jì)算過程如瞞下：謹(jǐn)計(jì)算補(bǔ)償量：碧補(bǔ)償廢前困co摔s早φ女1孝=0.8膊5顏，迅ta宣n墨φ腐積1制=0.6那2卻，平均有功功界率酒為綿P霜1魔=350酒×10000筍/30/24哭=486供1裳（勞k泊W凳），無功功率歲為區(qū)Q葡1爐=P摧1醉×ta誓n匪φ兄管1榴=301互3.8慮2收（性kva決r跌）。挑假設(shè)補(bǔ)償電容番器容量影為穗xkva蘆r糊，經(jīng)補(bǔ)償后，勉功率因數(shù)災(zāi)為艱co腥s防φ出燒2趙=0.9猜4霧，跨ta女n織φ造等2潔=0.3捎6渾3淹，無功功率擊為鑼Q知2煩=Q淹1彼-食x黨，而用戶的有距功功刪率親P涂2沒=P穩(wěn)1申+0.0仗3針，于物是黃ta芬n譽(yù)φ及雖2膨=Q踢2鉤/P御2盼=0.3君6樣3袋，解棗得鈴x=12飯3先5公≈眠120誤0踐（蓮kva降r之）補(bǔ)償前用戶寬年支出費(fèi)用如嗽上述計(jì)算，仍野為魯1793.幟4愧萬元。昆補(bǔ)償后用戶年玩支出費(fèi)用。電拜容器年運(yùn)行時(shí)驅(qū)間鈔按巴8000港h敞估算，則電量棕電費(fèi)怕為疊0.4×12煙00×0.0雖3×8000趙/10000愧+1680絲=169菜1.件5播（萬元），總眠電費(fèi)造為雞113.4淘+1691撓.5=18摩04.輔9罪（萬元）。壺按功率因數(shù)調(diào)鴉整后電費(fèi)嘉為瘦1804.9另×(1-0.惕01框1屠）憤=178暮5藍(lán)（萬元）；拆無功補(bǔ)償設(shè)備拔投資匹為攝1200×6套0/1000裁0=7.胞2醋（萬元），則堂資產(chǎn)折舊費(fèi)謝為絲0.7絡(luò)2臣萬元；駛用戶年總支付飄費(fèi)用悄為扯1785+艇0.72秩=1785友.爺7都（萬元）；悠補(bǔ)償后每年經(jīng)蜓濟(jì)效益濟(jì)為暢1793.4糟-1785.娛7=7.扭7間（萬元）。每若年節(jié)約電費(fèi)問為趕1793.4脈-1785寇=8.刮4訊（萬元），投