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国网河南禹州市供电公司 461670
摘要：无功补偿作为保持电力系统无功功率平衡、降低网损、提高供电质量的一种重要措施，己在电网中得到广泛应用。合理选择无功补偿点及补偿容量，能够有效地维持系统的电压水平，提高電压稳定性，避免大量无功的远距离传输，从而降低有功网损，减少发电费用，提高设备利用率。本文结合实例，分析了经过无功补偿优化后的经济效益。
关键词：配电网；无功补偿；降低网损；经济效益
1.无功功率补偿原理
电网中的变压器和电动机是根据电磁感应原理工作的。磁场所具有的磁场能量是由电源供给的。电动机和变压器在能量转换过程中建立交变磁场，在一周内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率称为感性无功功率。接在交流电网中的电容器，在一周内上半周的充电功率与下半周的放电功率相等，这种冲放电功率叫容性无功功率。
将电容器和电感并联接在同一电路中，电感吸收能量时，正好电容器在释放能量。能量就在它们之间交换，即感性负荷（电动机、变压器等）所吸收的无功功率，可由电容器输出的无功功率中得到补偿。无功补偿的作用和原理可由图1 解释。
图2.1 无功功率补偿作用和原理示意图
设电感性负荷需要从电源吸取的无功功率为，装设无功补偿装置后，补偿无功功率为，使电源输送的无功功率减少为，功率因数由提高到，视在功率减少到，如图1 所示。
并联电容器的无功补偿作用和原理，可以用图2 加以说明。
图2并联电容器补偿电流向量图
图中的用电负荷总电流可以分解为有功电流分量和无功电流分量（电感性的）。当并联电容器投入运行时，流入电容器的容性电流与方向相反故可抵消一部分，使电感性电流分量降低为，总电流由降低为，功率因数由提高到。若补偿的电容电流等于负荷电流的感性无功分量，则。这时，负荷所需的无功功率全部由补偿电容供给，电网只需供有功功率。
2 电网无功补偿的效益分析
2.1 无功补偿优化的基本原则
无功补偿优化的基本原则是：全面规划，合理布局。分散补偿，就地平衡，自动控制。集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主。高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主。降损与调压相结合，以降损为主，兼顾调压。
电力企业的无功补偿，要与用户的无功补偿相结合，在补偿过程中，既要满足全网总的无功电力平衡，又要满足各站、各配变、各配电线的无功电力平衡，在力求取得最佳经济效果的同时，还有防止轻负荷时的过补偿。
2.2 无功补偿的效益分析
（1）无功补偿经济当量
线路补偿前的有功功率损耗为：
（1）
加装补偿容量之后，有功功率损耗为：
（2）
有功损耗的减小值为：
（3）
无功经济当量的意义是线路投入单位补偿容量时，有功损耗的减小值，即
（4）
式中：——个单位无功功率通过线路时，由线路等效电阻引起的损耗（KW）；
——单位无功功率通过线路时，由线路等效电阻引起的损耗（KW）；
——无功功率的相对降低值，通常称为补偿度。
从（4）式容易得出一下结论：
1.补偿度低时，即时，则
2.补偿度高时，即时，则
因此可以知，补偿容量越大，其对减小有功功率损耗的作用在变小。也就是说，并不是补偿容量越大就越经济，当功率因数趋近于 1 时，降损效果越来越不明显。如果过补偿，则增加损耗。一般情况下，补偿度控制在功率因数为09.-0.95 之间最为经济。
（2）降损收益分析
降损收益分为两部分，一部分是在电力短缺的情况下，降低的电能损耗将全部化为售电量，此值与售电单价的乘积为增加的售电收入；另一部分是在正常情况下降低了电能损耗，即减少供电企业的购电量，此值与购电单价的乘积为节约的购电费支出。
即：
其中： ——降损总收益（万元）
——售电收入（万元）
——购电费（万元）
——增加的售电量（万kWh）
——售电单价（元//kWh）
——减少的购电量（万kWh）
摘要：无功补偿作为保持电力系统无功功率平衡、降低网损、提高供电质量的一种重要措施，己在电网中得到广泛应用。合理选择无功补偿点及补偿容量，能够有效地维持系统的电压水平，提高電压稳定性，避免大量无功的远距离传输，从而降低有功网损，减少发电费用，提高设备利用率。本文结合实例，分析了经过无功补偿优化后的经济效益。
关键词：配电网；无功补偿；降低网损；经济效益
1.无功功率补偿原理
电网中的变压器和电动机是根据电磁感应原理工作的。磁场所具有的磁场能量是由电源供给的。电动机和变压器在能量转换过程中建立交变磁场，在一周内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率称为感性无功功率。接在交流电网中的电容器，在一周内上半周的充电功率与下半周的放电功率相等，这种冲放电功率叫容性无功功率。
将电容器和电感并联接在同一电路中，电感吸收能量时，正好电容器在释放能量。能量就在它们之间交换，即感性负荷（电动机、变压器等）所吸收的无功功率，可由电容器输出的无功功率中得到补偿。无功补偿的作用和原理可由图1 解释。
图2.1 无功功率补偿作用和原理示意图
设电感性负荷需要从电源吸取的无功功率为，装设无功补偿装置后，补偿无功功率为，使电源输送的无功功率减少为，功率因数由提高到，视在功率减少到，如图1 所示。
并联电容器的无功补偿作用和原理，可以用图2 加以说明。
图2并联电容器补偿电流向量图
图中的用电负荷总电流可以分解为有功电流分量和无功电流分量（电感性的）。当并联电容器投入运行时，流入电容器的容性电流与方向相反故可抵消一部分，使电感性电流分量降低为，总电流由降低为，功率因数由提高到。若补偿的电容电流等于负荷电流的感性无功分量，则。这时，负荷所需的无功功率全部由补偿电容供给，电网只需供有功功率。
2 电网无功补偿的效益分析
2.1 无功补偿优化的基本原则
无功补偿优化的基本原则是：全面规划，合理布局。分散补偿，就地平衡，自动控制。集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主。高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主。降损与调压相结合，以降损为主，兼顾调压。
电力企业的无功补偿，要与用户的无功补偿相结合，在补偿过程中，既要满足全网总的无功电力平衡，又要满足各站、各配变、各配电线的无功电力平衡，在力求取得最佳经济效果的同时，还有防止轻负荷时的过补偿。
2.2 无功补偿的效益分析
（1）无功补偿经济当量
线路补偿前的有功功率损耗为：
（1）
加装补偿容量之后，有功功率损耗为：
（2）
有功损耗的减小值为：
（3）
无功经济当量的意义是线路投入单位补偿容量时，有功损耗的减小值，即
（4）
式中：——个单位无功功率通过线路时，由线路等效电阻引起的损耗（KW）；
——单位无功功率通过线路时，由线路等效电阻引起的损耗（KW）；
——无功功率的相对降低值，通常称为补偿度。
从（4）式容易得出一下结论：
1.补偿度低时，即时，则
2.补偿度高时，即时，则
因此可以知，补偿容量越大，其对减小有功功率损耗的作用在变小。也就是说，并不是补偿容量越大就越经济，当功率因数趋近于 1 时，降损效果越来越不明显。如果过补偿，则增加损耗。一般情况下，补偿度控制在功率因数为09.-0.95 之间最为经济。
（2）降损收益分析
降损收益分为两部分，一部分是在电力短缺的情况下，降低的电能损耗将全部化为售电量，此值与售电单价的乘积为增加的售电收入；另一部分是在正常情况下降低了电能损耗，即减少供电企业的购电量，此值与购电单价的乘积为节约的购电费支出。
即：
其中： ——降损总收益（万元）
——售电收入（万元）
——购电费（万元）
——增加的售电量（万kWh）
——售电单价（元//kWh）
——减少的购电量（万kWh）