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摘要：本文结合九江县电网实际情况，对提高电网供电电压合格率和功率因数合格率的方法进行研究，以期减小电网线损，确保电网安全。
关键词：无功优化 电网 九江县
无功优化，就是在特定的系统结构参数及负荷下，通过对某些控制变量的优化所实现的一种无功调节手段，它的作用就是使系统的某一个或多个性能指标实现最优。
近年来，九江县所辖地区用电负荷持续攀升。在这种情况下，对提高电网供电电压合格率和功率因数合格率的方法进行研究，以确保供电安全，保障所覆盖地区的经济活动正常开展，就成为急需解决的问题。
1 九江县电网概况
九江县供电区域位于九江电网中部，是九江电网重要组成部分，担负着九江出口加工区、城西港区和九江县永安、新合、港口、江洲等17个乡（镇、场、区）9万余户36万居民供电任务。目前新建110KV狮子变及其35KV、10KV配套出线工程已投入运行，大大改善九江县电网用电结构。
2010年九江县电网最高负荷为6.52万千瓦，出现在8月14日23：07时。2011年电网最高负荷为8.51万千瓦，出现在8月17日20：55时，负荷同比增长30%。
九江县低压配电网采用放射状接线，基本实现分区供电。低压线路中总长度约为1100km，低压线路以架空线路为主。
九江县供电公司对电网功率因数合格率考核要求，具体指标如下：
①正常时期。高峰负荷时段8：00～11：00，14：00～22：00；控制在0.95≤COSΦ≤1.00为合格。
低谷及腰荷负荷时段12：00～13：00，23：00～24：00，1：00～
7：00；控制在0.93≤COSΦ≤0.98为合格。
②春节期间。在不存在无功倒送的状态下，应将设备运行24h控制在小于或等于0.97的范围内。
九江县电网采用的无功补偿原则为：“全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡”及“以分散补偿为主，集中补偿与分散补偿相结合；以低压补偿为主，高压补偿与低压补偿相结合；以降损为主，调压与降损相结合”。这些都符合国家电力公司的《电网建设与改造技术原则》等规定的要求。
35～110kV变电站的容性无功补偿装置主要针对变压器无功损耗进行补偿。同时，在一定的情况下也可以对负荷侧进行无功补偿。容性无功补偿装置的容量一般设置为主变压器容量的10%～25%。
配电变压器低压侧集中补偿是配电网的无功补偿的主要方式。其容量一般配置为变压器容量的20%～40%。如果配电网中大量存在的公用变压器没有进行低压补偿，就需要配置中压线路进行补偿，再根据线路配备设定具体容量。
2 九江县电网无功补偿方式及整改措施
2.1变电站无功补偿。变电站的无功补偿都是通过电容器组的投切来进行的，调控班人员通过对各时间段负荷情况、10kV母线电压和功率因素动态值来决定电容器的投退及调整。
2.2 配网无功补偿。10kV配电线路集中补偿、随器补偿、随机补偿是配网上无功补偿控制的三种主要形式：
①九江县电网很少使用10kV配电线路集中补偿。通常情况下，无功补偿装置只有在线路较长，末端用户电压较低的情况下才进行安装。在其容量选择上，为了避免轻载时向电网倒送无功，通常以补偿局部电网中配电变压器的空载损耗总值为度。②九江县配网中无功补偿采用的主要方式是随器补偿。这种方式是指将电容器接在配电变压器二次侧，来补偿配电变压器无功，限制农网的无功负荷，使该部分无功能就地平衡。③随机补偿安装在用户的用电设备边上，其优点是不需要频繁调整补偿容量，在用电设备运行时同时投入，在用电设备停运时同时退出。
2.3 无功优化整改措施。近两年来，九江县电网功率低谷时段功率因数超上限情况较严重。针对电网无功优化存在的问题，通过对电网工作情况的多手段监测和实地考察，在进行专业分析基础上，出台了以下整改措施：
明确各部门的职责，建立健全管理考核机制，建立电压质量与无功电力管理考核机制。将功率因数考核指标进一步细化，分配到各个单位，详细统计每个基层单位月份指标完成情况，并及时予以通报。
具体考核要求如下：
各供电所所管辖线路在变电站侧负荷关口功率总加，即为其负荷功率因数考核范围。
高峰负荷时段7：30～11：15，13：30～22：45，要求负荷功率因数控制目标0.95≤COSΦ≤1.00。该小指标占“负荷功率因数”的权重为0.5。
腰荷时段：11：30～13：15，将负荷功率因数控制在0.95≤COSΦ≤0.98的范围内。该小指标占“负荷功率因数”的权重为0.1。
低谷负荷时段0：00～7：15，23：00～23：45，负荷功率因数控制范围为0.93≤COSΦ≤0.98。该小指标占“负荷功率因数”的权重为0.4。
平均功率因数合格率=高峰权重×高峰时段合格率+腰荷权重×腰荷时段合格率+低谷权重×低谷时段合格率。
由于目前调度自动化系统能够对各子站功率因素进行24小时动态采集，可以借该平台在系统上直接编写相关程序，根据各负荷时段所占的权重来计算平均功率因素的合格率。
2.4 变电站无功管理流程。调度月分析反映变电站负荷变化情况，发现无功投切容量需进行调节的首先汇报到生产技术部；接下来，生产技术部经过分析研究后，将新的调整方案下达给继电保护人员和变电检修人员；然后继电保护人员为变电检修人员出具新的电容保护整定单；最后，变电检修人员提出停电申请，调整电容投切容量并将结果及时反馈给生产技术部。
2.5 线路潮流分析。选取线路末端公变台区低压侧为研究对象，将变压器出口或变压器出线箱中具有连接点的供电线路进行分开研究，如右图所示，将末端供电线路分成3个单元进行研究。
2.6 线路单元优化分析。从提高电压和降低网损角度分析，无功补偿装置最佳优化补偿点，总是选择在发生最低电压的杆点与变压器之间主支路上的某个杆点上，根据补偿后所要达到的效果不同，补偿点在主支路杆点上变化。
整改措施：可以将并联补偿电容器安装在功率因数低、供电距离远的中压架空线路上。将并联补偿电容器的容量设置为线路配电变压器总容量的7%～10%。另外，可以通过对配电变压器进行随器补偿的方法，即对其空载无功损耗进行补偿，来提高配电变压器的利用率、降低其损耗。需要注意的是，不应在低谷负荷时向系统倒送无功。
装设在大于或等于100kVA的配电变压器上的无功补偿装置，其容量按照变压器最大负载率为75%，负荷自然功率因数设计成0.85。补偿到变压器最大负荷时，变压器高压侧功率至少能达到0.95，或在变压器容量的20%～40%之间进行设置。但是，在实际运行当中，要想满足配电变压器经济运行的需要，仅仅依照上述经验来对电力电容器进行配置是不够的。因为按照这种方式进行无功配置，一方面会使得负荷低谷时出现过补偿现象，另一方面也无法满足负荷高峰出现时的无功需求。由于在低压线路上的长距离流动，无功潮流也增加了线路损耗。
整改措施：可以在配电变压器的低压侧，仅对配变空载无功功率进行补偿，随器补偿容量就必须设计为配变容量的10%～20%。其余的无功需求则通过两种途径进行补偿：一是通过负荷附近就地补偿，二是在低压线路上进行辅助补偿。此种无功优化一方面可以防止在负荷低谷时出现过补偿现象，同时也满足了负荷高峰时的无功需求。
参考文献：
[1]李振国.电网的无功补偿探讨[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2011-09-05（09）.
[2]张广科，张亚新，杨继绰.无功补偿方式比较与容量确定[J]. 中国电力企业管理，2007（08）.
[3]鹿忠民.功率因数的优化补偿[J].中国科技财富，2008（05）.
关键词：无功优化 电网 九江县
无功优化，就是在特定的系统结构参数及负荷下，通过对某些控制变量的优化所实现的一种无功调节手段，它的作用就是使系统的某一个或多个性能指标实现最优。
近年来，九江县所辖地区用电负荷持续攀升。在这种情况下，对提高电网供电电压合格率和功率因数合格率的方法进行研究，以确保供电安全，保障所覆盖地区的经济活动正常开展，就成为急需解决的问题。
1 九江县电网概况
九江县供电区域位于九江电网中部，是九江电网重要组成部分，担负着九江出口加工区、城西港区和九江县永安、新合、港口、江洲等17个乡（镇、场、区）9万余户36万居民供电任务。目前新建110KV狮子变及其35KV、10KV配套出线工程已投入运行，大大改善九江县电网用电结构。
2010年九江县电网最高负荷为6.52万千瓦，出现在8月14日23：07时。2011年电网最高负荷为8.51万千瓦，出现在8月17日20：55时，负荷同比增长30%。
九江县低压配电网采用放射状接线，基本实现分区供电。低压线路中总长度约为1100km，低压线路以架空线路为主。
九江县供电公司对电网功率因数合格率考核要求，具体指标如下：
①正常时期。高峰负荷时段8：00～11：00，14：00～22：00；控制在0.95≤COSΦ≤1.00为合格。
低谷及腰荷负荷时段12：00～13：00，23：00～24：00，1：00～
7：00；控制在0.93≤COSΦ≤0.98为合格。
②春节期间。在不存在无功倒送的状态下，应将设备运行24h控制在小于或等于0.97的范围内。
九江县电网采用的无功补偿原则为：“全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡”及“以分散补偿为主，集中补偿与分散补偿相结合；以低压补偿为主，高压补偿与低压补偿相结合；以降损为主，调压与降损相结合”。这些都符合国家电力公司的《电网建设与改造技术原则》等规定的要求。
35～110kV变电站的容性无功补偿装置主要针对变压器无功损耗进行补偿。同时，在一定的情况下也可以对负荷侧进行无功补偿。容性无功补偿装置的容量一般设置为主变压器容量的10%～25%。
配电变压器低压侧集中补偿是配电网的无功补偿的主要方式。其容量一般配置为变压器容量的20%～40%。如果配电网中大量存在的公用变压器没有进行低压补偿，就需要配置中压线路进行补偿，再根据线路配备设定具体容量。
2 九江县电网无功补偿方式及整改措施
2.1变电站无功补偿。变电站的无功补偿都是通过电容器组的投切来进行的，调控班人员通过对各时间段负荷情况、10kV母线电压和功率因素动态值来决定电容器的投退及调整。
2.2 配网无功补偿。10kV配电线路集中补偿、随器补偿、随机补偿是配网上无功补偿控制的三种主要形式：
①九江县电网很少使用10kV配电线路集中补偿。通常情况下，无功补偿装置只有在线路较长，末端用户电压较低的情况下才进行安装。在其容量选择上，为了避免轻载时向电网倒送无功，通常以补偿局部电网中配电变压器的空载损耗总值为度。②九江县配网中无功补偿采用的主要方式是随器补偿。这种方式是指将电容器接在配电变压器二次侧，来补偿配电变压器无功，限制农网的无功负荷，使该部分无功能就地平衡。③随机补偿安装在用户的用电设备边上，其优点是不需要频繁调整补偿容量，在用电设备运行时同时投入，在用电设备停运时同时退出。
2.3 无功优化整改措施。近两年来，九江县电网功率低谷时段功率因数超上限情况较严重。针对电网无功优化存在的问题，通过对电网工作情况的多手段监测和实地考察，在进行专业分析基础上，出台了以下整改措施：
明确各部门的职责，建立健全管理考核机制，建立电压质量与无功电力管理考核机制。将功率因数考核指标进一步细化，分配到各个单位，详细统计每个基层单位月份指标完成情况，并及时予以通报。
具体考核要求如下：
各供电所所管辖线路在变电站侧负荷关口功率总加，即为其负荷功率因数考核范围。
高峰负荷时段7：30～11：15，13：30～22：45，要求负荷功率因数控制目标0.95≤COSΦ≤1.00。该小指标占“负荷功率因数”的权重为0.5。
腰荷时段：11：30～13：15，将负荷功率因数控制在0.95≤COSΦ≤0.98的范围内。该小指标占“负荷功率因数”的权重为0.1。
低谷负荷时段0：00～7：15，23：00～23：45，负荷功率因数控制范围为0.93≤COSΦ≤0.98。该小指标占“负荷功率因数”的权重为0.4。
平均功率因数合格率=高峰权重×高峰时段合格率+腰荷权重×腰荷时段合格率+低谷权重×低谷时段合格率。
由于目前调度自动化系统能够对各子站功率因素进行24小时动态采集，可以借该平台在系统上直接编写相关程序，根据各负荷时段所占的权重来计算平均功率因素的合格率。
2.4 变电站无功管理流程。调度月分析反映变电站负荷变化情况，发现无功投切容量需进行调节的首先汇报到生产技术部；接下来，生产技术部经过分析研究后，将新的调整方案下达给继电保护人员和变电检修人员；然后继电保护人员为变电检修人员出具新的电容保护整定单；最后，变电检修人员提出停电申请，调整电容投切容量并将结果及时反馈给生产技术部。
2.5 线路潮流分析。选取线路末端公变台区低压侧为研究对象，将变压器出口或变压器出线箱中具有连接点的供电线路进行分开研究，如右图所示，将末端供电线路分成3个单元进行研究。
2.6 线路单元优化分析。从提高电压和降低网损角度分析，无功补偿装置最佳优化补偿点，总是选择在发生最低电压的杆点与变压器之间主支路上的某个杆点上，根据补偿后所要达到的效果不同，补偿点在主支路杆点上变化。
整改措施：可以将并联补偿电容器安装在功率因数低、供电距离远的中压架空线路上。将并联补偿电容器的容量设置为线路配电变压器总容量的7%～10%。另外，可以通过对配电变压器进行随器补偿的方法，即对其空载无功损耗进行补偿，来提高配电变压器的利用率、降低其损耗。需要注意的是，不应在低谷负荷时向系统倒送无功。
装设在大于或等于100kVA的配电变压器上的无功补偿装置，其容量按照变压器最大负载率为75%，负荷自然功率因数设计成0.85。补偿到变压器最大负荷时，变压器高压侧功率至少能达到0.95，或在变压器容量的20%～40%之间进行设置。但是，在实际运行当中，要想满足配电变压器经济运行的需要，仅仅依照上述经验来对电力电容器进行配置是不够的。因为按照这种方式进行无功配置，一方面会使得负荷低谷时出现过补偿现象，另一方面也无法满足负荷高峰出现时的无功需求。由于在低压线路上的长距离流动，无功潮流也增加了线路损耗。
整改措施：可以在配电变压器的低压侧，仅对配变空载无功功率进行补偿，随器补偿容量就必须设计为配变容量的10%～20%。其余的无功需求则通过两种途径进行补偿：一是通过负荷附近就地补偿，二是在低压线路上进行辅助补偿。此种无功优化一方面可以防止在负荷低谷时出现过补偿现象，同时也满足了负荷高峰时的无功需求。
参考文献：
[1]李振国.电网的无功补偿探讨[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2011-09-05（09）.
[2]张广科，张亚新，杨继绰.无功补偿方式比较与容量确定[J]. 中国电力企业管理，2007（08）.
[3]鹿忠民.功率因数的优化补偿[J].中国科技财富，2008（05）.