城市配电网无功补偿分析.doc

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城市配电网无功补偿分析
城市配电网无功补偿分析

摘要：目前，很多电力单位还依靠规划人员的经验进行无功规划，不能满足配电网的实际情况，无功补偿的效果不佳，难以使有限的资金发挥最大的效益。

关键词：配电网无功补偿优化
引言
配电网无功功率补偿是改善电压质量和降损节能的有效手段之一。合理地进行无功补偿点的选择以及补偿容量的确定，能够有效地维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性，避免大量无功的远距离传输，从而降低网损，减少发电费用。
1、配电网无功补偿的相关概念
电力网中起分配电能作用的网络称为配电网。由于配电网中的负荷大部分均为感性负荷，再加上电网中的各级变压器也为感性，因此电网需要的无功功率就有可能要比有功功率大，若假设电网的综合发电负荷为100%，那么电网的无功总需求就可能达130%。电网中发电机的功率因数一般都大于0.8，这样仅靠发电机所发的无功就无法满足电网和电网负荷的总无功需求：同时无功远距离传输，由于变压器和输电线路电抗和电阻的存在，不但要产生无功损耗，还会产生较大的有功损耗，而且会造成过大的电压降，为此就要尽力避免无功的远距离传输，因而电网必须在无功负荷附近进行无功补偿。
2、配电网无功补偿存在的问题
2.1无功倒送问题
无功倒送问题是电力系统中绝不容许的，出现无功倒送就会加大线路和变压器的耗损，还会加重线路供电的负担，如果固定补偿部分的容量过大就会出现无功倒送现象。所以选择补偿方式时该充分考虑这一点，然而系统三相不平衡同样会加大线路和变压器的耗损，针对三相不平衡较大的负荷像一些大型的单相负荷较多的用户都应该采用分相无功补偿装置。
2.2谐波问题
电容器都具有抗谐波的能力，但在谐波含量过大会影响电容器的使用寿命，严重些还会造成电容器损坏，电容器对谐波有放大作用，一旦放大将会干扰使整个系统的谐波。在动态无功补偿柜的控制时很容易受谐波影响，干扰过大容易造成控制失灵，所以在做无功补偿时要考虑谐波合理化。
2.3优化问题
目前无功补偿有一个误区，无功偿的出发点多放在用户上，只关注补偿用户的功率因数，其实实现有效减少耗损的就因该从电力系统角度出发，通过计算全网的无功潮流，确定配电网的补偿方式，选择最佳的补偿地点，最优的补偿容量，才能发挥资金的最大利用，获得很大利益。无功优化配置的目标是在保证配电网电压质量的情况下尽量的减少电网耗损，因为配置优化要使补偿后的运行费用和安装投资成本都要达到最小化，所以在计算时十分困难。
3、配电网无功补偿方案的比较
在整个输、变、配电网以及用电设备中，要让整个系统的电气设备达到最佳的出力（效率）、最低的损耗，必须分层分级、随时随地进行无功补偿，把无功电流降低到最小。补偿方式可分为变电站集中自动跟踪补偿、低压集中补偿及用电设备分散补偿3种。
3.1变电站集中自动跟踪补偿
变电站需要装设自动跟踪无功补偿设备，而且要尽量多分组才能实现较好的跟踪补偿效果。目前大多数110kV及35kV变电站都安装有单组电容器人工投切装置，投切开关采用传统断路器安装在开关室内，通过电缆连接到电容器室的电容器上。而负荷在24h不断变化，单组电容器无法跟踪负荷变化微调，只能根据负荷情况人工投切。但是，传统断路器作为电容器投切开关不能满足频繁操作的要求，每天几次的频繁动作很快就会出现故障，时间一长运行人员懒得去频繁操作，使变电站长期处于无补偿状态。此外，目前国内多数变电站安装了综合自动化系统，实现了综合自动化无人值守，并联电容器装置也势必要改成自动补偿装置。因此，在110kV及35kV变电站上安装能够在自动跟踪负荷变化进行补偿的同时，又能自动调压的新一代高可靠10kV无功自动补偿装置十分重要。
3.2低压集中补偿方式
在配电变压器380V侧集中补偿是目前国内采用较多的一种无功补偿方式，采用低压并联电容器柜，根据用实际的户负荷水平，安装使用一定数量的电容器进行跟踪补偿，实现就地补偿和就地平衡，降低线损，提高补偿效率。这种补偿的优势表现为：首先，对配电变压器或专用压器的无功功率损耗能够进行就地补偿，提高变使用等维新息、包络模型（下限）、移动平均（2）、线性回归法（直线）、移动平均（1）/线性回归法（S曲线）等6个模型进行拟合加权；对于负荷的预测适宜使用等维新息、包络模型（下限）、多项式、指数平滑（线性）、线性回归法（直线）、线性回归法（S曲线）等6个模型进行拟合加权。
加权平均的公式为：
其中Di（Si）代表6中拟合的负荷模型曲线。以我市某区负荷2008～2015年负荷在6种负荷预测模型下的数据来说明“加权平均法”的应用。参见表1、表2。
通过对规划区域负荷的几种预测模型进行加权平均后，根据区域规划的特性的工业、商业、住宅等定位，选择高中低不同方案进行预测，为配网规划提供数据支持。
3.3用户设