丹阳市供电公司 212300
摘要：随着国民经济的高速发展，用电量需求也逐渐增加。配电网中无功功率是是否稳定与电压质量有着直接关系，输送无功增加配电网消耗。配电线路无功优化指的是：配电线路中找出适合的无功补偿点与补偿容量，进而确保配电系统经济效益的增加，减少配电线路损耗，确保电能质量。对此，笔者根据实践研究，就中压配电线路无功补偿优化设计进行简要分析。
关键词：中压配电线路；无功补偿；优化设计；研究分析
配电网无功优化核心在于无功补偿配置。无功配置包含：无功补偿点的选取、无功补偿容量的确认。科学有效的配置无功补偿点与容量对电压质量的提升具有重要作用，能够减小网损，提升荷载功率因数，确保配电网运行稳定。
一、优化设计分析
（一）优化目的
利用计算机系统计算，通过简便、快速、直接的形式找到中配电线路中的无功补偿方法，得出无功补偿设备容量与安装位置。只有这样才能实现预期功率因数与最高条件下减小线路损坏的效果。
（二）优化构思
结合线路数值，例如：线路电压、节点配变容量、节点距离、导线电阻、功率因数等，将无功电流作为目标，对无功电力产生的线路有功消耗进行研究运算。将线损最低作为目标函数，输入多个功率因数参数通过运算得出安装位置，进而选择最适宜的补偿方法。
二、概念与计算
（一）设定
因为中压配电线路通常在电站安装计量设备上，线路的分线较多并且杂乱，负载变动较大，不同分线或者配变在运行阶段技术数值变动较快，例如：功率因数、负载、电压等，无法精确的得出现场数据。对此，想要得到最精确的现场数据进行了设定：第一，主干线与配变容量。主干线：进行配电线路研究后找出最长路线、荷载最大的线路为主干线；剩余为分线路，计算过程中只将主干线作为目标。配变容量：第一，在主干线的每台变压设备容量安装。第二，把分线安装的配电容量总和当做安装在主干线的单台变压器容量。第二，功率因数。补偿前，功率因数由电站提供，为日或月平均功率因数。在运算过程中，不同配变全部选择相同功率因数。第三，日线路电流。电站所提供的日或月平均线路电流，通过日线路电流运算的得出负载率，并以此作为配变应用的负载率。
（二）含义
第一，节点---配电变压设备内和主干线的连接节点。第二，线段---相近两个阶段的导线。第三，节点无功电流--配变流入所在节点的无功电流。第四，线段无功电流---经过某线段无功电流总和。第五，线段无功损耗---通过某线段的无功电流出现的线路有功消耗。第六，补偿前线路无功损耗----补偿前通过无功负载出现的线路的有功损耗。第七，补偿后线路无功损耗--补偿后通过无功负载出现的线路有功损耗。
三、程序设定
根据优化思路，将补偿后线路无功损耗最小为目标函数，找到设备安装位置程序设计。
笔者以某电力企业10kv配电线路为例，利用某公司研发的电压配电线路无功补偿装置优化设计软件，进行方案设计。
第一，绘制主干线的配变分布图。以某供电所电路设计方案为依据，把各支路配变绘制为主干线节点，从尾端至首端依次编写序号（如图一）。第二，绘制数据表。将不同阶段配变容量、不同线路电阻、线段长度等按照顺序填入表中。第三，线路数据输入。输入线路的额定电压，补偿前功率因数，补偿后目标功率因数，最大功率负载表示日电流或者平均电流。当然，也可以直接输入额定补偿容量。第四，优化设计。首先，通过微机优化设计得出计算结构、线路方案、无功分布图、补偿前无功潮流、补偿后无功潮流图。其次，根据补偿前后计算结果：补偿容量、安装位置；补偿前后无功消耗、无功消耗功率降低量、无功损耗缩减率；补偿前后线路总和消耗、总功消耗减小率、补偿后功率因数。最后，得出不同阶段配变分布状况、线路参数、无功补偿装置安装位置等。
四、中压配电线路无功补偿优化设计说明
第一，笔者进行设计方案优化把中压配电线路作为主干线，其他支线消耗忽略不计。通过有关运算流程得出结果和总条线路具体状况具有一定差异性。尤其是支线负载过大的线路。所以，在应用过程中需要做好线路具体状况分析，科学合理解决。一般针对负载较大的支线可以作为独立的主干线展开优化设计，通过补偿后其支线路的配变容量当做0，不与原有主干线路补偿设计方案融合。仅在运算线路总损耗过程中把支路有功损耗和配变在主干线出现的有功损耗并行列入。
第二，根据输入最大有功负载得出优化方案，补偿容量较高。对此，通过该参数找出不同补偿容量，根据预定补偿容量路径直接输入，得出多个无功损耗降低率。通过对比后选择最佳补偿效果，进而达到预期标准且补偿容量较小的方法。
第三，参照输入最大有功负载路径进行方案优化设计，输入多个功率因数参数，一般从0.9--0.95之间选择。随后，参照6.2展开比较后选择。除此之外，不同线路安装无功补偿设备需要根据具体要求选择。当不同阶段补偿无法与预定标准符合后，建议通过2--3点补偿。相对于单点补偿，多点补偿效果更明显。不过，需要基于投资回报角度进行经济效益研究进而选择补偿形式。
五、经济效益分析
针对原有低压网消耗较大、供电电压不稳定问题，进行了低压网优化设计，把变台换为变箱并且在变箱中安装低压自动无功补偿装置，结合无功负荷状况进行适当投切。根据功率因数记录平均为0.75，最大功率因数在0.84，最小功率因数Wie0.62，平均功率参数为42.5kw.
通过比较分析得出：低压配变台区的无功待补量为变量，跟随着台区功率因数的变化而变化。功率因数由于台区荷性质、荷载率、偏载率等受到影响，无法准确掌握。
例如：在12栋15109002公用配变台区安装 台60Var的电容器，按照0.4元/kWh计算得出：安装1台低压自动投切电容器，在负载率较小、投入1小组状况下，全部经济投入收回需要近4年时间。若负载率提高，60千乏电容器全部投入，只需要1.4年
结语：
通过计算机进行无功负载电流有功消耗计算，具有方便、精确特点能够快速的得出补偿方案。
参考文献：
[1]杨珺，苏强，刘速飞.中压配电线路无功补偿计算在ExcelVBA中的实现[J].上海电力学院学报，2014（04）.
[2]黎世传.浅析中压配电线路无功补偿装置常见故障及改进措施[J].通讯世界，2015（22）.
[3]白如平.分析10kV配电线路无功自动补偿装置的设计与安装[J/OL].电子测试，2016（Z1）.
论文作者:张广红
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/10
标签：线路论文; 功率因数论文; 负载论文; 容量论文; 电流论文; 优化设计论文; 消耗论文; 《基层建设》2017年第15期论文;