用电侧负荷功率因数维持多少好

1、用电侧负荷功率因数维持多少好how mach should power factor of dema nd side maintain朱军飞，唐寅生，周全仁（湖南电力调度通信中心湖南长沙410007）摘要：用电侧负荷功率因数维持多少好？这是一个既关系到用户，也关系到全网安全、优质、经济运行的 重要问题。从电网安全优质经济需要岀发，考虑补偿技术及电子技术发展的实际情况，提岀了无功要做到就地平衡，用电侧负荷功率因数维持1.0好的看法，并用实例说明了正确性。同时提出关于维持用电侧负荷功率因数1.0的技术政策建议。关键词：功率因数；无功；优化；线损；电压0前言用电侧负荷功率因数是用户从电网中使用有功的

2、同时使用多少无功的指标体现。它是一个既关系到用电侧，也关系到全网安全、优质、经济运行的重要的用电指标。用电侧负荷功 率因数保持多少好？尚无统一的认识，讨论研究的也甚少，目前我国执行的几乎是几十年不变的低功率因数考核政策，人们的认识也存在误区，这是造成我国电网线损高和电压质量差的根本原因。笔者从研究 10500 kV电网的无功优化17问题中得出结论：无功要做到就地 平衡，用电侧负荷功率因数维持1.0好。下面以1个110 kV电网的无功优化结果说明结论El ：500kV®站无功圖掘14B+j4S3«120 147+j4S U2kV的正确性。1用电侧负荷力率低形成了长距离输 送无

3、功潮流局面如用户有功负荷为100万kW功率因数按®2：220 kV变电站无功潮瀟112 6kV 2«31 510.SkV0.85 0.9计算，就有 4862万KVAR的无功 负荷需要由电网供给，而变电站又没有无功 提供，它装的电容器只补偿变压器的无功损 失，因此，形成了无功的长距离输送局面。ICO 26+j 1222.6+jl2.2(4.7)22-&+jl2(4 5)Ml、 0(J7.5)： 110It®电站无功潮疣图1、2、3是我国电网长距离输送无功 潮流典型图例（不是同一时刻潮流；单位： MVA）。这是造成电网线损高和电压质量差的根 本原因。图3括弧中

4、的数据是投入7.5Mvar后的潮流。2用电侧负荷功率因数维持1.0可以 降损稳压110kV团山地区无功优化前、 后潮流计算结果可以充分说明结论的正确性。（计算网络含220 kV、110kV变压器和110kV线路）表1:大方式110 kV变电站和用户无功负荷优化结果单位：MVA用户名称淦田淦牵录口杨家岭庆云山东湖南华山张家园601331负荷初值3.2+j1.6 12+j 6.013+j8.01.0+j0.512.1+j6.220.6+j12 7.3+j4.8 25.2+j13 21.8+j1210+J5.0126.2+J69.1变电站负3.2+j0.4412+j0.20 13-j0.861.0+

5、j0.1912.1-j0.520.6-j1.37.3-j0.1425.2-j2.321.8+j0.110+j0.09 126.2-J1.99荷优化用户无功3.2+j012+j013+j01.0+j012.1+j020.6+j07.3+j025.2+j021.8+j010+j0129.2+J0负荷优化表2 :大方式优化前后电压咼电压低电压优化前115 kV113 kV优化后115 kV114 kV表3:优化前、后线损降低表110kV网损220kV变压器运行方式损失总计线路变压器合计(MW(MW(MW(MW(MW潮流0.430.280.710.2700.98最大 优化0.330.180.510.2

6、000.71差0.100.100.200.0700.27-%23.335.7128.1625.9327.55从图4、5 （单位：MVA看出，优化前等值在110 kV变电站10 kV母线上用户无功负荷总量为69.11Mvar。系统经220变压器需要送出 126.81+j58.8 MVA，再经110 kV线路和 变压器送到用户。优化后，用户无功负荷总量为0，做到了就地平衡，220变压器送出的功率为126.67- j1.07 MVA 。通过变压器和线路中的无功减少了，电流小了；同时，电网的优 化无功补偿使得每条线路都有一个无功分点且在本线中点，就每条线路而言，似直流线路。过剩无功也不会流入 10 k

7、V网络，这就是降损和提高电压质量的原因。大负荷方式优化情况 见表1 3。3用电侧负荷 功率因数维持1.0是做好全网AVC的基础自动电压控制（AutomaticVoltage Co ntrol，AVC是指在自动装 置的作用和给定电 压的约束条件下，发 电厂（机）的励磁， 变电站和用户的无 功补偿装置的出力 以及变压器的分接 头都能自动的进行渌口1 1313- j0.8淦田1153.2 +j 0.2U o31 o J-31 CO d126.67-j1.07220kV33160111311561 0+j0.0 221. 8+j0.1kvoJo .91 o杨家岭1 15130 +j 0. 19Joo

8、CO .2南华山91 1507.3 2- J0.1J41220.66+j0.620.67-j0.61东湖8115020. 63=J1. 30表1:大方式110 kV变电站和用户无功负荷优化结果单位：MVA淦牵1 1512+J0.0 2图4:优化潮流张家园庆云山1 151 152 5. 2- j2.2 812. 07=J0. 5220kV10kV维持1.0是做好全 网AVC的基础。126.81+j58.84用电侧负荷 力率维持1.0对 用户也有好处(1) 保证电压质量 电网中没有无功长距离输送，减小 了电网首、末两端和 白天、黑夜之间的电 压波动，电压维持在 额定值附近运行。(2) 可以较快收回

9、 投资成本，获取效益渌口1141 3+j7.0淦牵1131 2+J4.0o OQ_j-rO .324 8.3316011131151 0+j2.0 21. 8+j1图5:初始潮流2j01杨家岭1 150. 1.0 +j 0. 47.33110kV南华山51 1452-j3.0+12张家园1 142 5. 17+j 12.020.66+j10.7120.69+j10.61庆云山1 1412. 07+j 5. 0调整，使其注入电网的无功，逐渐接近电网要求的最优值，从而使全网有最优或接近最优的 无功电压潮流，达到全网电压好和线损低的目的。自动控制和全 网最优无功潮流是 AVC的两个特征。用 电侧负荷

10、功率因数在用户侧安装电容器可实现无功就地补偿。电容器价格较低，同时，考虑到提高功率因数有奖励政策，所以安装电容器可以较快收回投资成本，获取效益。例如，用电负荷为10MW用户，功率因数从 0.85提高到1.0需要增加电容器6.4Mvar。用密集型电容器，加开关、小电抗、可控电抗器和安装费约80万元。而功率因数从 0.85提高到1.0，扣减电费为3%全月可获益约 3.9万元，20个月即可收回。而电容器的折旧 年限在10年以上。5维持用电侧负荷功率因数1.0的技术条件已经具备基于MCR勺SVC磁控电抗器(Magnetically Con trolled Reactor-MCR) 8.8与电容器组成的

11、静止补偿装置 SVC( Static Var Compe nsate)，可以使无功输出得到平滑、且大范围的调节，完全可以准确的控制用电力率。电子计算机的计算、通信、控制和网络技术的发展，可以作到实时测量、传输和准确 控制。6关于维持用电侧负荷功率因数1.0的技术政策建议(1)继续贯彻现行的“功率因数调整电费办法”为适应高电压大容量电网的迅速发展，进一步学习认识提高用电功率因数的意义，纠正把用电功率因数标准值视为最好值的认识误区，利用一切形式积极宣传和引导用户提高用电功率因数。(2) 一年内积极试点在一年内，选取不同类型用户，采用基于MCR勺SVC技术进行提高力率的试点工作。(3 )三年目标用考

12、核用户功率因数(或注入电网无功)的实时值法代替现行的月功率因数加权平均值法。采样周期不得大于 1分钟。月结算。减收或增收电费标准不变。400V或用电在50kVA及以下的10kV用户均考核功率因数。用电在10kV、50kVA以上或在10kV以上电网用电的用户考核其注入电网无功实时 值最优法。减收或增收电费办法可参照功率因数的减收或增收电费标准。(4 )五年发展功率因数(或注入电网无功实时值)达不到 1.0 (或要求值)的要增收电费。其余按三 年标准。7参考文献1 李福存，超高压交流输电系统无功经济运行问题R.北京：中国电力科学研究院，1998。2 唐寅生，超高压电网感性无功功率补偿设计方法，电网技术，1996,4 : (3839).3 唐寅生，周全仁，冯 辉。110kV常德电网自动电压控制(AVC研究。电力设备，2001，2.3 : (5458).4唐寅生，周全仁，周铁强，湖南50