摘要：当前，国内社会经济飞速发展，人们节能环保意识日益提高，对于我国电力系统的发展和完善提出新的要求。保障供电质量、确保供电安全稳定、有效促进电网功率损耗等，已成为当前电力系统改进和完善的重要目标，其中电力系统无功补偿优化技术是一种典型的方法。目前无功补偿主要集中在高、中压配电网,而低压配电网补偿较少,以致低压配电网的线损较大,降低了电网运行的经济效益和电压质量。分析比较了低压无功补偿的方式及应用,介绍了低压配电线路无功优化的经典模式“三分之二法则”,论述了应用此法则实现最优配置的方法步骤,实际算例表明低压配电网无功补偿的效益显著。本文就是以低压配电网为研究对象，着重分析了无功补偿技术在其中应用实践。
关键词：低压配电网；无功补偿；优化
0引言
作为提高电压质量、保障用电安全稳定、降低用电损耗的一个重要技术手段，配电网无功率补偿技术已在我国电力系统中广泛应用。配电网无功补偿技术一方面在增强电压稳定、维持电压水平方面具有积极作用，另一方面对于缩短电量传输距离、节约发电费用和降低电网损耗等都具有有利作用。但是，我国目前电网无功补偿主要集中在高、中压配电网,而低压配电网补偿较少,以致低压配电网的线损远大于高、中压配电网的线损。为了取得最大效益,低压配电网无功最优补偿模式,是使功率因数尽可能达到1。补偿装置作为无功电源,其最佳安装地点宜在最接近无功负荷点的低压配电线路上。因此,实现低压配电网无功补偿,经济效益远大于高、中压配电网无功补偿。
现阶段在我国电力系统中无功率补偿技术在低压配电网应用较少，并且其操作过程中存在着投运率偏低、设备不足以及分布不合理等问题，极大的降低了配电网建设速度。如何实现低压配电网无功补偿，已成为当今电力系统研究的焦点问题。
1 低压配电网无功补偿概述
低压配电网无功补偿，指的是以实现有功功率传输、完成供给和传输低压配电网无功功率、保障供电安全稳定可靠为目的的前提下，采用相关措施满足用电电能质量的提高、电网损耗的降低以及其他要求。常见的低压配电网无功补偿方式包括：变电站集中补偿方式、杆上无功补偿方式、配电变压器低压侧集中补偿方式、低压线路补偿方式和用户终端分散补偿方式。
2 配电网无功补偿的经济效益
当前，我国低压无功补偿主要集中在10kv变电站中，但是其存在着补偿不足的问题，导致10kv变电站变压器不足，线损和供电质量降低。在电网设计过程中，对配电网实施较为适宜的无功补偿措施，不但可以优化配电网稳定和供电质量，而且对于节约配电网投资具有积极作用。
3低压配电网无功补偿方式
3.1低压集中补偿方式
在配电变压器380v左右进行集中补偿,它是目前普遍采用的一种方式。在这种方式下,补偿装置通常采用微机控制的低压并联电容器柜,根据用户负荷水平的波动,投人相应数量的电容器进行跟踪补偿。
3.2用户终端分散补偿方式
在用户负荷所在的位置就地补偿,与低压集中补偿方式相比,优点是能减少线损,减小电压损失,改善电压质量,提高线路供电能力。缺点是低压无功补偿通常按配电变压器低压侧最大无功功率需求来确定安装容量,而各配电变压器负荷波动的不同时性造成了大量电容器在轻载时的闲置,设备利用率不高。
3.3低压配电网无功补偿方式的选择
低压无功补偿方式的选择,从理论上而言,无功补偿最好的方式是在哪里产生无功,就在哪里进行补偿,整个系统将没有无功电流的流动。但在实际电网中这是不可能做到的,因为无论是变压器、输电线路还是各种负载,均会产生无功。而对于38OV线路较长、负荷较重,且只对大容量负荷就地补偿时,可采用低压配电线路分散补偿方式。
4无功补偿中的谐波问题
谐波通常是由大容量电力设备或用电整流、换流、非线性负荷等造成。谐波对无功补偿电容器具有不利影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆应加强谐波检测及分析相关工作，常见的参考原理包括FFT理论、小波变换理论和瞬时无功功率理论等。针对谐波在电容器组表现出形式多样的特点，可采用以下几种问题解决方法：一方面，为有效的降低谐波受电容器影响，缩减其放大程度，应减少谐波的并联谐振；另一方面，针对电抗器、电容器及其他相关设备承受谐波能力，为防止其超出承受能力时，通常采用安装滤波器方法进行解决。
5配电网无功优化配置的原则
5.1在配电网中，无功功率具有一定流动性，其是保障配电网安全、稳定、持续运行的关键所在。因此，如何降低或避免无功功率在配电网中的流动性，对于提高配电网系统质量具有积极作用。
5.2在配电网无功补偿过程中，坚持电力部门补偿和用户补偿相统一原则。物攻的就地补偿、就地平衡是实现配电网无功功率输送降低、用户电压质量提高以及用户功率因数补偿的前提条件，这就要求低压侧补偿过程汇总采用较多配电变压器，同时确保电力部门补偿和用户补偿相结合。
5.3在配电网无功补偿过程中，坚持配网降损为主，降损和调压相辅的原则。以配网降损为主，以降损和调压为辅，最终实现无功补偿的社会效益和经济效益。
6低压配电线路无功优化模式及最优配置
在研究高压、中压配电线路补偿基础上，对低压线路无功补偿采用了“三分之二法则”，以此作为低压配电线路无功优化补偿基本模式。所谓“三分之二法则”指的是以一段仅有首段的电源线路为研究对象，无功负荷作用于其中，将其等分为三份，则在线路三分之二处属于无功补偿设备安装最佳地点，同时期无功补偿容量约占三分之二的总无功负荷。
6.1简化低压配电线路的接线
根据接线特点,把一回低压网路沿着负荷最大、线路最长的方向,简化成无分叉主线或仅有一、二分叉主线,其他支线等效成一个无功负荷,各段不同截面的主线不必等效为同一截面,末端单相或两相线路不算主线。
6.2确定最大的无功总负荷
最大无功总负荷的确定,可采用实测法或推算法。实测法使用实际测量数据;推算法可根据配电变压器报装总容量、预测总容量或实际总容量,以实际最大负荷同时率和功率因数换算。
6.3最优配置
所谓的无功补偿的最优配置，指的是在低压配电网中，确定无功补偿装置安装最佳地点和补偿最佳容量的。具体步骤如下所示：
（1）按“三分之二法则”对无功补偿装置进行最佳配置（如式1所示），同时将无功补偿装置的安装最佳地点设置在主线无功负荷分布的三分之二处。
（2）首先对无功分布负荷在各段主线的分布进行标定，然后把具有一个分叉主线等效转换成两条无分叉主线按线路负荷分布情况，把有分叉主线等效转换成两条无分叉主线。
（3）转换后两条无分叉主线分别按无分叉主线进行最优配置.
7结语
由以上算例可知,低压线路无功补偿效益非常显著,不但低压线路能降损,而且整条中压线路都能降损50%左右,一般几个月就收回投资;补偿后功率因数能达0.95以上,线路电压也得到改善。因此,应把无功补偿的重点从高、中压配电系统和变压器侧转到低压配电线路中。 总而言之，实现低压配电网无功补偿装置优化，对于保障供电质量、确保供电安全稳定、有效促进电网功率损耗具有积极的作用。
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论文作者:张登明
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/27
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