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摘要：电力系统中，不仅要正确记录有功电能，还要记录无功电能，由此来求得某一段时间内风场的平均功率因数。当功率因数越低时，输电线路电流会增大，传输导线、变压器和发电机都将增加附加的电能损失：由于电流的加大将造成输电导线和电气设备导线截面积加大，增加电力设备的总投资；而且线路电压损失增大而导致发电机、变压器和其他电器设备运行电压的提高。所以，提高功率因数，正确计量无功电能有重要的意义。
关键词：风力发电；计量；方法
一、电度表无功电量计量方式
传统的无功计量采用机械感应式无功表电能表进行无功电能计量，感应式无功表只能够计量单方向的无功潮流，所以不能用于风力发电场关口表计量，黑龙江公司计量关口表一般用兰吉尔Q表（E850），风场考核表用兰吉尔D表（E650）或龙电表，此类表计无功电量设计有两种计量方式：
(1)单向计量，只计量反向无功电量；
(2)双向计量，有功为单向下网时，正反向无功电量累加计量；
下面来详细说说这两种计量方式的原理，通常风电场运行出口会有下面几种现象：
①小出力并网发电，同时向系统发送无功；
②大出力并网发电，同时向系统吸收无功；
③无出力停机用电，同时向系统发送无功；
④无出力停机用电，同时向系统吸收无功（由于风场采用多回路配网架空及电缆线路，所以无此现象）。
计量表中的微处理器根据以上四种现象，即A（有功功率）和R（无功功率）的方向可将无功电量分配到坐标轴的四个象限中：
无功功率在第一象限+Ri（对应风电场第○4种现象）
无功功率在第二象限+Rc（对应风电场第○2种现象）
无功功率在第三象限-Ri（对应风电场第○1种现象）
无功功率在第四象限-Rc（对应风电场第○3种现象）
Ri ：感性无功电量 Rc：容性无功电量
象限Ⅰ无功功率Q1 : +Ri 象限Ⅱ无功功率Q2 :+Rc
象限Ⅲ无功功率Q3 :-Ri 象限Ⅳ无功功率Q4 :-Rc
同样的方法各相的无功功率也可以分为四个象限。
与正向无功电量无关，所以关口表反向无功的两种计量方式即：
(1) Q3+Q4单向计量方式理解为：无论风电场处于发电还是购网状态，只计量流向风电场的无功电量。
(2) Q2+Q3双向计量方式理解为：风电场购电时，正反向无功电量累加和。
二、利率电费计量方式
黑龙江省利率电费计量方式执行（83）水电财字第215 号文件1983 年12 月2 日发布的功率因数调整电费办法，功率因数标准0.90，适用于160千伏安以上的高压供电工业用户（包括社队工业用户）、装有带负荷调整电压装置的高压供电电力用户和3200千伏安及以上的高压供电电力排灌站；功率因数标准0.85，适用于100千伏安（千瓦）及以上的其他工业用户（包括社队工业用户），100千伏安（千瓦）及以上的非工业用户和100千伏安（千瓦）及以上的电力排灌站；
根据每月结算日下网（反向）有功及下网（反向）无功计算的功率因数，高于或低于规定标准时，在按照规定的电价计算出风场当月购网电费后，再按照“功率因数调整电费表”所规定的百分数增减电费。如功率因数在“功率因数调整电费表”所列两数之间，则以四舍五入计算。
三、黑龙江公司计量现有问题
1、黑龙江公司除大箐山、耳朵眼、小锅盔其他风场计量关口表均在对侧变电站。所有风场上网有功（发电量）和下网有功（购电量）均在合理范围内。省调直调风场均收取力率电费，现力率电费基本占购电费的三分之一（每年约200万元）。
2、大箐山、耳朵眼、小锅盔、岔林河、大蜂山、石帽顶子风场购电费不执行峰谷平也不收取力率电费，其中大箐山、耳朵眼、小锅盔计量点在风场出口不收取线损，小锅盔只收上网线损。大箐山下网电量应减去广电线电量。
3、由于爱华风场电压波动比较大，无功SVG投追踪电压方式，造成力率电费和购网电费偏高。
4、部分风场电容器投运不及时，未能及时做到以计量点无功就地平衡为目标，最终造成利率电费偏高。
5、个别风电场对端接入变电所计量下网无功与风场出口考核表方式不一致，造成无法对无功计量费用进行准确考核以及分析。6、部分风场远传监控中心的时时数据存在潮流方向不对、设备及数据不全、显示单位不一致、母线颜色不一致等问题。
四、运行调整对策
各风场应根据计量关口表无功计量方式来调整风场无功设备运行方式，如采用单向计量方式则要保证关口表并网点不发生吸收无功现象。要适时投入电容器或SVG设备，以保证关口表处有富余的无功功率（当然也不要过多发生无功功率）。由于各风场配网线路多为电缆线路，本身具有一定容性无功，所以整个风场多数具有一定容性无功，如草原风电场约3兆乏、大黑山约6兆乏、白山约10兆乏，各风场投无功设备时也要适当考虑风场原有的无功功率。
各风场的送出线路也具有一定的容性无功，220kV参照13兆乏/百公里,110kV参照3.4兆乏/百公里（如草原送出线路约4兆乏无功、驿马山约4兆乏、横岱山约1.5兆乏），尤其黑龙江公司风场送出线路在设计时多考虑后续项目，风场上网有功一般都远小于送出线路自然功率，所以投无功设备时要考虑减去送出线路原有无功功率，适当降低无功设备出力，即可减少设备有功损失，又可减少线路线损。
如果风场计量关口表采用的是双向计量方式，则要注意在风电场全场停机购网状态下并网点无功情况，此时的无功功率应尽量接近0（正好平衡）时才不会产生下网无功功率，进而不会产生利率电费，此种计量方式适合通用SVG动态无功补偿装置，只有电容器的风电场只能尽量调档使之接近0平衡点来减少下网无功功率的发生。
投运时还要注意关口表安装处，例如驿马山风电场的两台主变高压侧分别安装有关口表，此时应按照两个计量并网点分别去投入无功设备。
各风电场要密切关注每月考核表与关口表的示数电量误差，认真分析，做到月月不丢电量，杜绝发生由于表计接线不良、表计质量等影响表示数准确性的相关问题。
个别风场还存在考核表与关口表的无功计量方式不同现象，应尽快联系计量所统一计量方式（建议选择单向计量的方式），方便考核统计和及时监控无功计量动态，切实做到有效降低利率电费成本。
参考文献：
[1]全国质量管理和质量保证标准化技术委员会.2014.
[2]全国法制计量管理计量技术委员会.2013.
[3]蒋宏春. 风力发电技术综述[J].机械设计与制造，2010（9）：250-251.
论文作者:吴希冬
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/23
标签：电费论文; 电量论文; 功率论文; 功率因数论文; 象限论文; 方式论文; 关口论文; 《基层建设》2017年第31期论文;