2019并聯(lián)無功補償項目節(jié)約電力電量測量和驗證技術(shù)規(guī)范

并聯(lián)無功補償項目節(jié)約電力電量測量和驗證技術(shù)規(guī)范II目??次范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1測量和驗證的主要內(nèi)容 2測量和驗證的技術(shù)要求 2不確定度分析和評定 7附錄A（規(guī)范性附錄） 并聯(lián)無功補償項目節(jié)約電量的計算 8附錄B（規(guī)范性附錄） 無功經(jīng)濟當量值的計算 13附錄C（資料性附錄） 測量結(jié)果不確定度評定 15PAGEPAGE1并聯(lián)無功補償項目節(jié)約電力電量測量和驗證技術(shù)規(guī)范范圍本標準適用于并聯(lián)無功補償裝置投運后節(jié)約電力電量的核證和節(jié)能效果的評價，同時指導(dǎo)變電站、電力線路、配電變壓器、電網(wǎng)終端用電設(shè)備安裝并聯(lián)無功補償裝置的建設(shè)、改造及規(guī)劃設(shè)計活動。規(guī)范性引用文件GB/T16664-1996 企業(yè)供配電系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法GB/T20298-2006 靜止無功補償裝置（SVC）功能特性GB/T28750-2012 節(jié)能量測量和驗證技術(shù)通則JJF1059.1-2012 測量不確定度評定與表示DL/T448-2000 電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程DL/T686-1999 電力網(wǎng)電能損耗計算導(dǎo)則DL/T5242-2010 35kV~220kV變電站無功補償裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)定EVO10000-1:2014 國際節(jié)能效果測量和驗證規(guī)程 核心概念（InternationalPerformanceMeasurementandVerificationProtocolCoreConcepts）EVO10100-1:2014 國際節(jié)能效果測量和驗證規(guī)程 統(tǒng)計數(shù)據(jù)和不確定性（InternationalPerformanceMeasurementandVerificationProtocolCoreConcepts StatisticsandUncertaintyforIPMVP）術(shù)語和定義GB/T28750-2012和DL/T5242-2010界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。無功補償裝置 reactivecompensationequipment用于補償容性或感性無功的裝置的總稱。【DL/T5242-2010,術(shù)語和定義3.0.21】并聯(lián)無功補償 parallelreactivepowercompensation無功經(jīng)濟當量 reactivepowereconomicequivalent無功補償裝置每減少單位無功功率消耗引起的所連接電力系統(tǒng)有功功率損耗的下降量。能耗參數(shù) energyconsumptionparameter對能源管理項目活動的節(jié)能效果產(chǎn)生影響的變量和常量。測量和驗證 measurementandverification利用測量方法核證能源管理項目在實施后達到的實際節(jié)能效果的過程。電能計量裝置 electricenergymetering（箱測量和驗證的主要內(nèi)容并聯(lián)無功補償項目節(jié)能效果測量和驗證活動的主要內(nèi)容應(yīng)符合GB/T28750-2012第6a）確定并聯(lián)無功補償項目邊界；b）確定項目基期和統(tǒng)計報告期；c）選擇基期能耗-影響因素法或軟件模擬法1)分析基期能耗和校準能耗；d）編制測量和驗證方案；設(shè)計、安裝和調(diào)試測量和驗證方案所需的測試儀器、設(shè)備；收集基期、統(tǒng)計報告期能耗參數(shù)、分類運行工況，并加以記錄分析；g）計算節(jié)約的電量及電力，分析不確定度；h）編寫節(jié)能量核證報告，各方最終確定節(jié)能量。測量和驗證的技術(shù)要求項目邊界2AA.1示意。基期和統(tǒng)計報告期GB/T287505.15.3。通常到上一級電壓的母線止，所裝設(shè)的無功補償裝置應(yīng)避免大量的無功電力穿越變壓器。（的損耗在裝置運行損耗中考慮。1年，或者是測量和驗證相關(guān)方商定的時間區(qū)段。節(jié)約電力電量的計算并聯(lián)無功補償裝置投運后引起全網(wǎng)拓撲參數(shù)的變化，其精確的節(jié)約電力電量計算應(yīng)采用潮流分析節(jié)電量的計算投運容量計算法根據(jù)無功補償裝置投運容量計算節(jié)電量采用普通電力電容器補償裝置時，按照下式計算節(jié)電量：n EEiEiCiKn

(1)i1 i1式中：Δ(ΔE)——統(tǒng)計報告期節(jié)約的電量，單位千瓦時（kWh）；ΔEi——統(tǒng)計報告期第i種工況運行時段節(jié)約的電量，單位千瓦時（kWh）；EQri——統(tǒng)計報告期第i種工況運行時段補償裝置發(fā)出的無功電量，單位千乏時（kvarh）；Ci——統(tǒng)計報告期第i種工況運行時段項目邊界內(nèi)電網(wǎng)的無功經(jīng)濟當量，單位千瓦每千乏（kW/kVar）；nK——無功補償裝置損耗率，由廠家的測試報告提供；n——統(tǒng)計報告期劃分的工況時段數(shù)，與無功負荷有關(guān)。采用電力電子補償裝置時，按照下式計算節(jié)約的電量：nEEiCiKscs 2)i1式中：Qc——無功補償裝置額定容量，單位千乏（kvar）；Ts——無功補償裝置在統(tǒng)計報告期的運行時間，單位小時（h）；——VC取0.8。其它符號的含義和單位同上。技術(shù)要求根據(jù)并入電力系統(tǒng)的無功需求進行補償時，無功經(jīng)濟當量隨無功負荷變化，其精確的數(shù)值應(yīng)通過計算得到，無功經(jīng)濟當量值的計算見附錄B。在線計算時，應(yīng)根據(jù)裝置的投運容量及其接入的電力系統(tǒng)運行工況及時更新無功經(jīng)濟當量值。c）當不具備計算條件時，可查表獲得無功經(jīng)濟當量值，參考附表B.3。功率因數(shù)計算法當為普通電力電容器補償裝置時，按照下式計算節(jié)電量：G/T228206667SC08n n 1 1 nEEiaELios2os2KEi

(3)i1

i1

i i

i1cosi——icosφi’——統(tǒng)計報告期第i種工況運行時段內(nèi)，補償點的平均功率因數(shù)。當為電力電子補償裝置時，按照下式計算節(jié)電量：n 1 1 EaEPLicos2cos2KsQcTs

(4)i1

i icosφiE2PLi QLiEE2PLi QLiE2

EPLi

(5)式中：EPLi——并聯(lián)無功補償裝置運行在第i種工況時段，線路在補償點累計供出的有功電量，單位千瓦時（kWh）；EQLi——并聯(lián)無功補償裝置運行在第i平均功率因數(shù)cosφi’按照下式計算：E2PLi QiEE2PLi QiE2

EPLi

(6)EQi——并聯(lián)無功補償裝置運行在第i種工況時段，補償點上游線路累計發(fā)出的無功電量，單位千乏時（kvar）。潮流法仿真計算模擬負荷宜覆蓋無功補償設(shè)備接入電力系統(tǒng)實際運行中的所有工況時段。電網(wǎng)的運行數(shù)據(jù)應(yīng)取自各運行工況某一時間斷面的測量值。GB/T287505.15.3節(jié)電力的計算按照下式計算節(jié)電力：

ΔP

Δ(ΔE)T

(7)式中：ΔP——并聯(lián)無功補償項目節(jié)約的電力，單位千瓦（kW）；T——本地區(qū)（省、自治區(qū)、直轄市）燃煤機組并網(wǎng)發(fā)電小時數(shù)，單位小時（h）。能耗參數(shù)及其來源無功補償裝置并入電力系統(tǒng)的位置。55表1 并聯(lián)無功補償項目的能耗參數(shù)及其來源序號表1 并聯(lián)無功補償項目的能耗參數(shù)及其來源序號能耗參數(shù)單位符號來源備注1線路在補償點的運行電壓kVUN測量測量后約定測量邊界內(nèi)導(dǎo)線、變壓器等串接元2件歸算至某一電壓等級的等值電ΩR計算約定阻并聯(lián)無功補償裝置在特定運行時3 kvarhEQri測量某一工況時段內(nèi)，補償點的無功負4 kvarQl測量項目邊界內(nèi)電力網(wǎng)在特定運行時 測量或取表B.3中經(jīng)5 kw/kvar Ci段的無功經(jīng)濟當量驗值6 補償點的功率因數(shù)-cosφ測量7 無功補償裝置投運小時數(shù)hTs監(jiān)測8 電容器的介質(zhì)損耗角正切值6)/tgδ設(shè)備廠家提供約定9 并聯(lián)無功補償裝置額定容能kvarQc設(shè)備廠家提供約定經(jīng)驗值或依據(jù)GB/T10 電力電子補償裝置總損耗kWhΔPs20298中6.6的規(guī)定評約定估段供出的無功電量荷能耗參數(shù)中的約定數(shù)據(jù)可取自下述途徑之一：立項申請的可行性研究報告；設(shè)備制造商提供的產(chǎn)品說明文件、測試報告或相關(guān)參數(shù)；c）第三方檢測機構(gòu)出具的試驗報告；d）提交政府機構(gòu)申請批復(fù)的項目文件；e）提交給融資機構(gòu)進行評估的項目文件；f）政府或權(quán)威機構(gòu)發(fā)布的相關(guān)數(shù)據(jù)。能耗參數(shù)中的非約定數(shù)據(jù)應(yīng)通過直接或間接測量方式得到。節(jié)約電量測試方案測試儀表的安裝位置測試方案中儀表（儀器）的安裝位置如圖1所示。1)所有電容器元件介質(zhì)損耗因數(shù)的平均值被用來計算電容器組的損耗。PAGEPAGE10圖1 測量儀表（儀器）安裝示意圖27)。表2 電力系統(tǒng)中配置的各類電能表、互感器的準確度等級

準確度等級有功電能表 無功電能表 電壓互感器 電流互感器I0.2S或0.5S2.00.20.2S或0.2*II0.5S或0.52.00.20.2S或0.2*III1.02.00.50.5SIV2.03.00.50.5SV2.0--0.5S*：0.2級電流互感器僅在發(fā)電機出口電能計量裝置中配用。能耗參數(shù)測算的技術(shù)要求無功補償裝置供出的無功電量如圖1中的測量點1，在補償裝置輸出側(cè)安裝電能計量裝置測量；無功補償裝置發(fā)出的無功功率取第i種工況運行時段或計算時段的平均值，按照下式計算：EQriQri=

(8)式中：Qri——無功補償裝置在第i種工況運行時段供出無功功率的平均值，單位千乏（kvar）；Tsi——無功補償裝置在第i種工況的運行時間，單位小時（h）。無功補償點的功率因數(shù)如圖1中的測量點2，在變壓器低壓側(cè)安裝電能計量裝置測量；如圖1中的測量點3，在負荷出線上安裝電能計量裝置測量；cosφi的計算公式（5）3i種工況運行時段的有功電量EPLi和無功電量EQli；cosφi’的計算公式（6）13的電能計量裝置測量iEPLi2iEQi；2)符合DL/T448-2000第5.3中的規(guī)定。iGB/T16664-19974.6的規(guī)定。無功經(jīng)濟當量2i種工況運行時段的均方根值，按照下式計算：?Ut?Ut=1nn2t式中：UNi——i種工況運行時段補償點運行電壓的均方根，單位千伏（kV）；Ut——采集時刻t補償點的運行電壓，單位千伏（kV）；n——第i種工況運行時段的數(shù)據(jù)采集次數(shù)。i種工況運行時段，補償點無功負荷的平均值按照下式計算：EQli

(9)Qli=

(10)式中：Qli——在第i種工況運行時段，補償點處無功負荷的平均值，單位千乏（kvar）；EQli——在第i種工況運行時段，測量點3處的無功電量，單位千乏時（kvarh）；Ti——第i種工況的運行時間，單位小時（h）。iQl′i=KbQli

(11)式中：Q’li——在第i種工況運行時段，補償點處平均無功負荷的修正值，單位千乏（kvar）；Kb——無功負荷形狀系數(shù)。B計算無功經(jīng)濟當量。1不確定度分析和評定分析建模誤差、抽樣誤差和測量誤差，分析和評定節(jié)約電力電量驗證結(jié)果的不確定度。EVO10100-1:20142章的方法。EVO10100-1:20143章的方法。JJF1059.1-2012根據(jù)并聯(lián)無功補償項目采用的測量和驗證方案建立測量模型。JJF1059.1-20124.1JJF1059.1-20124.3ABAuAi；BBuBi。JJF1059.1-20124.4uc。JJF1059.1-20124.5Ukuc。JJF1059.1-20125.2附 錄 A（規(guī)范性附錄）并聯(lián)無功補償項目節(jié)約電量的計算測量邊界并聯(lián)無功補償裝置投運后，補償點到上一級無功電源點間所有串接元件上流過的無功潮流均將減（即補償點的功率因數(shù)接近1），項目邊界為補償點（包括并聯(lián)無功補償裝置）至上一級無功電源點間的電力網(wǎng)絡(luò)，如圖A.1。圖A.1 并聯(lián)無功補償項目邊界示意圖節(jié)約電量的計算測量邊界內(nèi)電力網(wǎng)的等值電路如圖A.2所示。圖A.2 項目邊界內(nèi)電力網(wǎng)絡(luò)的等值電基期任一時刻的電力損耗為：b L L Tb L L TU(A.1)U2N或者為：P(

)2R

R(A.2)UNb cos L TUN假定并聯(lián)無功補償裝置投運后線路的運行電壓不變，統(tǒng)計報告期任一時刻的電力損耗為：UP2r)2RRU

(A.3)或者為：

r 2 L TNP(

R

(A.4)UNr L TUN（A.1）和式（A.2）修正為校準損耗：PPL2Q2R

R

或者為：

LUa 2 L NU

(A.5)aP(a

)2R

R(A.6)L UNosL 按照GB/T28750-2012中公式（1），并聯(lián)無功補償裝置投運后節(jié)約的電力為：LPPr-PaKQrL2r)2

R-PL2Q2RR

KQU2 L T U

L T rQ-Q-QQRR K2r Lr L T rU2

(A.7)N Q[Qr-2QL(RR)K]Ur 2 L TUN

QrCK P P P

)2RR

-( )2R

KQP2

L UNcosL 1 1

UNosa

L T

(A.8)LRL( - )U2 cos2cos2N a將cos2φ=

1tan2φ

代入式（A.8）：2LTP

tn2-tn2aKQr (A9)U2NU2a已知tn，tnr)（A.9：aLP2LT[r)2-Q2]KQLU2 P2 P2 rN L LLTQ2QQKQU2 r Lr rUNQ[r-(RR)K]Ur 2 L TUNQrCK并聯(lián)無功補償裝置投運后，在第i種工況下節(jié)約的電量為：)=)?T (A.10)將式（A.7）代入上式：

i i iiiiK (A.1)或者將式（A.8）代入式（A.10）：E

1 1 KE

(A.12)i PLicos2

cos2

QriU式中：aRLRT。U2N

i ai符號含義和單位附錄A中符號代表的含義和單位見表A.1。圖A.1 符號代表的含義及單位序號符號含義單位1RL測量邊界內(nèi)線路的等值電阻Ω2XL測量邊界內(nèi)線路的等值電抗Ω3RT測量邊界內(nèi)變壓器的等值電阻Ω4XT測量邊界內(nèi)變壓器的等值電抗Ω5PL+jQLPLQL兩部分組成kW、kvar6Qr并聯(lián)無功補償裝置投運后補償?shù)臒o功功率kvar7UN線路運行電壓kV8cosφ基期無功補償點的功率因數(shù)-9cosφa無功補償點的校準功率因數(shù)-10cosφ’統(tǒng)計報告期無功補償點的功率因數(shù)-11K無功補償裝置損耗率-12C項目邊界內(nèi)電力網(wǎng)絡(luò)的無功經(jīng)濟當量kW/kvar13Δ(ΔEi)并聯(lián)無功補償裝置運行在第i種工況下節(jié)約的電量kWh14Δ(ΔPi)并聯(lián)無功補償裝置運行在第i種工況下節(jié)約的電力kW15EQri并聯(lián)無功補償裝置運行在第i種工況時段累計發(fā)出的無功電量kvarh16EPLi并聯(lián)無功補償裝置運行在第i種工況時段，線路在補償點累kWh計供出的有功電量17PL’統(tǒng)計報告期線路的有功負荷kW18QL’統(tǒng)計報告期線路的無功負荷kvar19Ti并聯(lián)無功補償裝置在第i種工況下的運行時間h20ΔPb基期任意時刻的電力損耗kW21ΔPr統(tǒng)計報告期任意時刻的電力損耗kW22ΔPa校準電力損耗kW圖A.2 常見不同介質(zhì)電容器的典型介損常數(shù)值介質(zhì)二膜一紙全膜三紙二膜tg0.00080.00050.0012附 錄 B（規(guī)范性附錄）無功經(jīng)濟當量值的計算無功經(jīng)濟當量的定義無功經(jīng)濟當量，指電網(wǎng)中每千乏無功補償容量所減少的有功功率損耗的平均值，常用C來表示，即：Δ(ΔP)C= ΔQ (B.1)式中：C——無功經(jīng)濟當量，單位千瓦每千乏（kW/kvar）；Δ(ΔP)——ΔQ——電力系統(tǒng)中某點無功補償后的無功功率變化量，單位kvar。無功經(jīng)濟當量的推導(dǎo)過程無功經(jīng)濟當量的計算邊界及邊界內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的等值電路如圖A.1和圖A.2所示。無功補償前線路的有功損耗為：ΔP=3I2R×10-3

P2+U2UN

R×10-3

(B.2)式中：ΔP——無功補償前線路的有功功率損耗，單位千瓦（kW）；R——補償點與所連接電源之間的等值電阻，單位歐姆（Ω）；UN——補償點的運行線電壓，單位Ω；I——補償點的線電流，單位kA；P——補償點的有功負荷，單位kW；Q——補償點的無功負荷，單位kvar。假定并聯(lián)無功補償裝置投運后，未引起有功負荷、補償點運行線電壓的變化，則補償后的有功損耗為：P2+Q-Q2U2ΔP′= r R×10-3 (B.3)U2N式中：ΔP’——無功補償后線路的有功功率損耗，單位千瓦（kW）；Qr——無功補償裝置發(fā)出的無功功率，單位千乏（kvar）。由于并聯(lián)無功補償裝置投運后，網(wǎng)絡(luò)的運行工況未發(fā)生變化，則補償后線路有功功率損耗變化了：Q-2Q)U2Δ(ΔP)=ΔP′-ΔP=r r R×10-3U2N

(B.4)按照無功經(jīng)濟當量的定義，將式（B.4）代入式（B.1），且Qr=ΔQ，可得：C=Δ(ΔP)=Qr-2QR×10-3 (B.5)UNΔQ 2UN典型無功補償位置的無功經(jīng)濟當量值表B.1 典型無功補償位置的無功經(jīng)濟當量值無功補償位置發(fā)電廠母線直配變電站配電變壓器校正前功率因數(shù)已達到0.9及以上無功經(jīng)濟當量值-0.02～-0.04-0.05～-0.07-0.08～-0.10-0.02～-0.04附 錄 C（資料性附錄）測量結(jié)果不確定度評定測量方法0.4kV、50HzA.1所示，項目中單臺并聯(lián)無功補0.530.50.5級，312s/2015A類不確定度。測量模型并聯(lián)無功補償裝置投運后節(jié)約的電量為：(E)(P)T

(C.1)式中：(P)——無功補償裝置投運后節(jié)約的電力，具體為：PRR( 1 - 1 U2 L T

cos2

cos2 rN a本示例中，UN=10kV；R=RL+RT=0.73Ω；K為常量，取0.0008；其它參數(shù)通過測量獲得。式（C.1）可簡化為： 1 1 aE0.0073acos2

cos2

PL2T0.0008QcT

(C.2)測量不確定度來源本示例測量結(jié)果的不確定度主要來源于：校準功率因數(shù)cosφa的標準不確定度u1；補償后功率因數(shù)cosφ’的標準不確定度u2；無功補償裝置補償容量Qc的標準不確定度u3；無功補償裝置的投入時間T的標準不確定度u4；統(tǒng)計報告期有功功率PL’的標準不確定度u5。標準不確定度分量評定校準功率因數(shù)oa的標準不確定度1校準功率因數(shù)oa的測量裝置有3臺0.5級電流互感器，3個測量精度為0.5級電壓通道、測量0.51級。無功優(yōu)化及協(xié)調(diào)控制器本身的功率因數(shù)計算精度的允許誤差為確定度為：

1%3uB11 1%30.5%3單個電壓測量通道允許誤差為±0.5%，按均勻分布,0.5%3u'uB12

=0.2887%3個電壓測量通道產(chǎn)生的標準不確定度為：u'uB12B12

=0.1667%30.5%3單個電流測量通道允許誤差為±0.5%0.5%3u'uB13

=0.2887%3個電流測量通道產(chǎn)生的標準不確定度為：u'uB13B13

=0.1667%30.5%3單個電流互感器允許誤差為±0.5%,0.5%3u'uB14

=0.2887%3個電流互感器產(chǎn)生的標準不確定度為：u'uB14B14

=0.1667%3校準功率因數(shù)oa的標準不確定度1u 2u 2u 22B11 B12 B13 B14u1、u1、u1、u14的靈敏系數(shù)均為1，u1、u1、u1、u14相互獨立，u 2u 2u 2