（1南京供电公司 210000；2南京泰和盈科电力科技有限公司 211100）
摘要：配电网采用无功补偿不仅可以维持电压水平和提高配网电力系统运行的稳定性，而且可以降低线路损耗，提高设备利用率。无功补偿对电网安全、优质、经济运行具有重要作用，本文根据无功补偿的原则提出了配电网络进行无功补偿的效果分析。
关键词：配电网；无功补偿；协同控制
一、前言
10kV配电网经多年对网架整体结构改造，供电可靠性大幅提高，线路损耗有效降低，电压稳定性明显改善，由于10kV配电网电压受上级电源、本地电网结构、系统运行方式、负荷变化、导致同一线路在不同季节、不同时段引发生电压异常。目前仍有线路由于线路长，负荷重，存在电压不合格现象。因此无功补偿是电力系统关注的问题，合理选择无功补偿方案和补偿容量，能有效提高系统电压的稳定性，提高输电设备的利用率。
二、无功功率补偿的提出
配电网除了要负担用电负荷的有功功率P，还要负担负荷的无功功率Q。所谓无功功率是为了维持电源与用电设备的电感、电容之间磁场和电场振荡所需要的能量。因此要维持电力系统正常运行，该能量则不可避免。
在电力网的运行中，为了合理利用资源，充分发挥设备的能力，我们希望功率因数越大越好。提高功率因数，不但可以充分发挥发、供电设备的生产能力、减少线路损耗、改善电压质量，而且可以通过设备的工作效率和节约电能。具体说来提高功率因数有如下意义：
1、改善设备的利用率
在一定的电压和电流下，提高功率因数，其输出的有功功率越大。因此，改善功率因数是充分发挥设备潜力，提高设备的利用率的有效方法。
三、结合配电网项目案例
南京某10KV线路主干线路可以分为三个部分，第一部分为从变电站至58#杆的干线，第二部分为58#杆至109#杆的干线，第三部分为从109#至二站。线路主干线全长10.2公里，线路为民用性共用线路，台变容量为26335kVA。
根据10kV线路历史数据分析：线路用电高峰时负荷较大，有功最大值8MW，无功最大值3.5Mvar，功率因数0.85左右，从线路电压数据可以看出，高峰时10kV母线电压9.5~10.7KV之间波动，负荷集中地区相对变电站距离较远，线路末端二次电压190~225V之间波动，由于线路线路较长，线路负荷较重，线路末端电压比较低，已经严重影响到用户正常的生产和生活用电。
3.1解决方案
对线路用电负荷、网络结构，以及配电网无功潮流分布情况进行分析，以减少10KV线路电压损失，同时改善线路末端“低电压”的问题为目标。采取对10KV线路进行实时无功补偿的方案。
3.1.1补偿容量一般情况，可按照变压器容量的20%~30%的比例进行配置，然后通过线路补偿前后的功率因数计算补偿容量进行校验。确定补偿容量。
因本线路负荷率较低，根据容量比例计算补偿无功容量偏大，根据实际运行情况要考虑到工作电压、设备轻载、超载和过载，无功补偿容量取3000 kVar。
3.1.2安装位置的确定：通过对各节点灵敏度计算，选取灵敏度较大的点，结合线路实际工况，分别在负荷集中点99#杆和靠近末端分散的负荷中心点138#杆安装高压自动无功补偿装置。设计分两套无功补偿装置，安装容量共计3000KVar，并适当预留增容空间。
3.2控制模式
3.2.1电压控制：以10KV线路检测点电压为控制目标，设置两级上限电压值和两级下限电压值，使其电压控制在正常范围内。
3.2.2综合控制：以10KV线路检测点无功功率、电压等作为控制目标，设置两级上限电压值和两级下限电压和上限无功功率值和下限无功功率值，并结合变压器分接开关进行综合性调节控制，使其实时电压与无功功率曲线的交点运行在不越限的最优状态。
3.2.3时间控制：根据10KV线路负荷变化的规律，划分时间控制区间，不同时间区间内，控制目标优先级不同，例如用电高峰时段，以电压控制为优先，用电低谷时段，以无功功率补偿为优先。
3.2.4协同控制：为了充分发挥无功补偿装置的作用，对同一条线路不同安装点的无功补偿装置，统一协调，集中控制，无功补偿装置之间可以实时组网，设置主从通讯关系。当补偿点1无功补偿装置补偿能力不足时，经过对联网的设备进行动作模拟和结果预判，由主机直接遥控补偿点2的无功补偿装置进行调节。
3.3控制器功能
无功功率补偿控制器是无功补偿装置的指挥系统，无功补偿的采样方式、参数设定、装置器件的保护等均通过控制器来实现。
（1）测量功能：实时监测三相电压、电流、功率因数、无功功率、有功功率、投切状态等运行数据
（2）数据通信：控制器设有RS-485通讯接口和GPRS通讯模块，可以扩展其他通讯功能，如：电力载波通讯
（3）断电恢复：当系统恢复送电时，可自动恢复到停电前的运行状态
（4）断电保护：当系统停电时，可以有效的保护数据不丢失
（5）数据记录：就地装置运行的数据全部上传至远程监控平台，上传时间间隔5min。
（6）人机对话：远程监控平台友好的操作界面，投运前可预先设置投入门限，切除门限、过压值、过流值、欠压值、延时时间、系统容量、互感器变比等参数，并且在运行过程中可实时调取设定的参数值，对比实际运行状态
四、应用效果分析
对线路进行10KV线路无功补偿后，线路末端电压质量明显改善，电压合格率由原来的 95%提高到99%。选取线路中高计点的电压变化作为监测点，线路末端电压监测点电压变化曲线如下图，线路上的电压损失降低了10%，线路导线型号：LGJ-240，电阻率0.132Ω/km，每年大约可节省11.95万元的线路损耗费。
补偿前后电压-时间曲线
五、结束语
配电网无功补偿是降低电压损失，降低网损、提高电能质量最有效的方法之一。配电网无功补偿应结合具体电网的特点，采用科学的无功补偿方式，并充分考虑无功补偿的经济因素和现有无功补偿装置的技术条件。可以较好的解决目前配电网在无功优化补偿方面存在的问题。
论文作者:谭瑾1,刘国峰1,王徐延1,马洲俊1,张昊亮1,刘
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/9
标签：电压论文; 线路论文; 功率因数论文; 功率论文; 装置论文; 容量论文; 负荷论文; 《电力设备》2017年第30期论文;