低壓配電網無功補償方式及優化的探討

蒙延芹

（德州智能電氣設備有限公司,山東 德州　253000）

低壓配電網無功補償方式及優化的探討

蒙延芹

（德州智能電氣設備有限公司,山東 德州253000）

摘要：當前，國內社會經濟飛速發展，人們節能環保意識日益提高，對于我國電力系統的發展和完善提出新的要求。保障供電質量、確保供電安全穩定、有效促進電網功率損耗等，已成為當前電力系統改進和完善的重要目標，其中電力系統無功補償優化技術是一種典型的方法。在實際應用中，無功補償技術常用于高壓、中壓配電網中，在低壓配電網應用不足，造成低壓配電網經濟效益和社會效益無法實現。本文就是以低壓配電網為研究對象，著重分析了無功補償技術在其中應用實踐。

關鍵詞：低壓配電網；無功補償；優化

作為提高電壓質量、保障用電安全穩定、降低用電損耗的一個重要技術手段，配電網無功率補償技術已在我國電力系統中廣泛應用。配電網無功補償技術一方面在增強電壓穩定、維持電壓水平方面具有積極作用，另一方面對于縮短電量傳輸距離、節約發電費用和降低電網損耗等都具有有利作用。但是，現階段在我國電力系統中無功率補償技術在低壓配電網應用較少，并且其操作過程中存在著投運率偏低、設備不足 以及分布不合理等問題，極大的降低了配電網建設速度。如何實現低壓配電網無功補償，已成為當今電力系統研究的焦點問題。

1　低壓配電網無功補償概述

低壓配電網無功補償，指的是以實現有功功率傳輸、完成供給和傳輸低壓配電網無功功率、保障供電安全穩定可靠為目的的前提下，采用相關措施滿足用電電能質量的提高、電網損耗的降低以及其他要求。常見的低壓配電網無功補償方式包括：變電站集中補償方式、桿上無功補償方式、配電變壓器低壓側集中補償方式、低壓線路補償方式和用戶終端分散補償方式。

2　無功補償中的諧波問題

諧波通常是由大容量電力設備或用電整流、換流、非線性負荷等造成。諧波對無功補償電容器具有不利影響。應加強諧波檢測及分析相關工作，常見的參考原理包括FFT理論、小波變換理論和瞬時無功功率理論等。

針對諧波在電容器組表現出形式多樣的特點，可采用以下幾種問題解決方法：一方面，為有效的降低諧波受電容器影響，縮減其放大程度，應減少諧波的并聯諧振；另一方面，針對電抗器、電容器及其他相關設備承受諧波能力，為防止其超出承受能力時，通常采用安裝濾波器方法進行解決。

3　配電網無功補償的經濟效益

當前，我國低壓無功補償主要集中在10kv變電站中，但是其存在著補償不足的問題，導致10kv變電站變壓器不足，線損和供電質量降低。在電網設計過程中，對配電網實施較為適宜的無功補償措施，不但可以優化配電網穩定和供電質量，而且對于節約配電網投資具有積極作用。

4　配電網無功優化配置的原則

在配電網中，無功功率具有一定流動性，其是保障配電網安全、穩定、持續運行的關鍵所在。因此，如何降低或避免無功功率在配電網中的流動性，對于提高配電網系統質量具有積極作用。基于此，無功優化配置應按照“分級分區補償、就地平衡”的原則進行，按照以下幾方面要求實現無功補償設備的合理布局。

首先，在配電網無功補償過程中，應堅持配電網總體和局部平衡的相統一性。這是由于不合理的無功電源布局會導致局部無功電力的不平衡，進一步影響變電站或線路的無功電力，進而產生大量流動的無功功率問題。具有長途交換或輸送的無功功率，嚴重增加了配電網的電網損耗。

其次，在配電網無功補償過程中，堅持低壓配電補償為主，其他補償方案為輔的原則。變電站以補償主變壓器無功損耗為主，在無功傳輸降低方面則集中在變電站以上輸配電線中，實現電網損耗的降低。鑒于低壓配電網的線損在配電網整體上所占比例較高，這就要求在配電網無功補償過程中，堅持低壓配電補償為主，其他補償方案相結合。

第三，在配電網無功補償過程中，堅持電力部門補償和用戶補償相統一原則。物攻的就地補償、就地平衡是實現配電網無功功率輸送降低、用戶電壓質量提高以及用戶功率因數補償的前提條件，這就要求低壓側補償過程匯總采用較多配電變壓器，同時確保電力部門補償和用戶補償相結合。

第四，在配電網無功補償過程中，堅持配網降損為主，降損和調壓相輔的原則。以配網降損為主，以降損和調壓為輔，最終實現無功補償的社會效益和經濟效益。

5　低壓配電線路無功優化模式及最優配置

5.1優化模式

在研究高壓、中壓配電線路補償基礎上，對低壓線路無功補償采用了“三分之二法則”，以此作為低壓配電線路無功優化補償基本模式。所謂“三分之二法則”指的是以一段僅有首段的電源線路為研究對象，無功負荷作用于其中，將其等分為三份，則在線路三分之二處屬于無功補償設備安裝最佳地點，同時期無功補償容量約占三分之二的總無功負荷。具體如下圖所示：

線路無功負荷分布和優化前后無功潮流圖

5.2最優配置

所謂的無功補償的最優配置，指的是在低壓配電網中，確定無功補償裝置安裝最佳地點和補償最佳容量的。具體步驟如下所示：

（1）按“三分之二法則”對無功補償裝置進行最佳配置（如式1所示），同時將無功補償裝置的安裝最佳地點設置在主線無功負荷分布的三分之二處。

（2）首先對無功分布負荷在各段主線的分布進行標定，然后把具有一個分叉主線等效轉換成兩條無分叉主線按線路負荷分布情況，把有分叉主線等效轉換成兩條無分叉主線。

（3）轉換后兩條無分叉主線分別按無分叉主線進行最優配置.

6　結語

總而言之，實現低壓配電網無功補償裝置優化，對于保障供電質量、確保供電安全穩定、有效促進電網功率損耗具有積極的作用。

作者簡介：蒙延芹（1979-），女，山東寧津人，電氣行業。