农村配电网差异化无功补偿研究及其经济性评价

农村配电网差异化无功补偿研究及其经济性评价

王志立1刘世伟1李鑫路1张乐2

（1.国网河南省电力公司鹤壁供电公司河南鹤壁458030；2.鹤壁市科学技术情报研究所河南鹤壁458030）

摘要：农村配电网建设背景下，对差异化无功补偿提出更高的要求。然而从当前配电网建设实际看，可选择多种无功补偿方式，不同方式有其利弊，需结合电网建设实际进行选择，保证电网运行下创造更多的效益。本次研究将对农村配电网不同无功补偿方式的应用做比较研究，在此基础上提出无功补偿优化相关建议。

关键词：农村配电网；差异化无功补偿；经济性；优化

前言：作为供电系统设计中需考虑的主要问题，无功补偿亦可称之为无功功率补偿，主要用于控制输电线路、供电变压器损耗，帮助提高末端电压与供电效率，使利率电费减少，保证企业综合效益。尤其近年来农村地区在用电量上处于不断增长趋势，配电网运行中极易出现异常问题，若未能科学管理控制，可能导致补偿经济性不合理、网损增大情况。因此，本文对农村配电网差异化无功补偿研究，具有十分重要的意义。

1农村配电网差异化无功补偿及其经济性评价

1.1低压集中补偿方式

对于配电网变压器0.4kV侧，取电容器于配变综合箱中进行安装，结合用户情况做用电分配，这种方式一般称之为低压集中补偿方式，可实现配电网的优化补偿目的，提高补偿效率。从低压集中补偿方式的优势看，主要表现为对变压器有功负荷进行提高，防止出现过补偿或欠补偿情况，降低事故发生率。如专用变压器、配电变压器无功功率损耗，借助低压集中补偿方式均能实现就地补偿目的。同时，该补偿方式下，自主性特点较强，无需借助人工控制便可对功率变化观察与调节，保证功率控制在合理范围。然而从大多研究报道与实践看，虽然其优势较为明显，但也有一定的局限性，如无功功率传输不因功率或电压影响，其他如电阻、电抗等所带来的影响也较为突出，在低压集中补偿中，尽管可调部分功率过多情况，但仍有过度补偿现象存在，该方式下因无法结合功率变化情况做无功补偿调节。因此这种补偿方式在解决功率过大问题的情况下，可能导致新问题产生，这是导致低压集中补偿方式被限制普及的主要原因[1]。

1.2变电站集中补偿方式

作为目前农村配电网较为常见的一种补偿方式，变电站集中补偿实现原理较为简单，涉及的设备包括并联电容器、静止补偿器、同步调相机等，主要用于调节电路电压，确保电压控制在合理范围内，使配电网运行更加稳定。同时，配电网补偿中引入变电站集中补偿方式，其在改善供电现状的同时不会影响主变容量。具体剖析变电站集中补偿的优势，主要表现为：①因用电负荷过大所致用电压力增加，将会对母线电压进行调节，使变电站压力减轻，这样在变电站工作状态改善下使电压质量提高；②维护方便，便于管理。需注意的是，该补偿方式应用下也有一定的不足，如在无功补偿中对补偿点以上无功损耗可满足补偿要求，但其他无功损耗难以补偿。变电站运行时，若用电压力较大致使运行压力增大，采用变电站补偿方式，极易引发系统紊乱问题。由经济性角度评价，变电站集中补偿方式下，成本较高，对于设备使用要求较高，获取的收益小，所以在当前农村配电网差异化无功补偿中变电站集中补偿方式并未得到普及[2]。

1.3分散补偿方式

目前农村配电网差异化无功补偿中，部分地区也选择分散补偿方式，其实施的原理在于以电路设备情况为依据，在补偿数量上合理分配，使整个电路工作压力缓解。在大多配电网无功补偿方式中，采用分散补偿方式下有独特的特点，对于帮助缓解电路工作压力有积极作用，保证电压稳定。同时，在分散补偿方式下，有助于设备使用寿命增加，用电安全型因此提高。目前大多农村变电站采用分散补偿方式，可解决因季节性变化或时间变化下所产生的负荷变化问题，可取得较高的补偿效益。相比其他无功补偿范式，在农村配电网引入分散补偿方式，尽管有较高的补偿效益，但对于配电线路无功损耗情况难以控制，特别在无法设定电容器使用范围时，出现过补偿现象的可能性更高。因此，分散补偿方式的应用，在优缺点上也较为明显[3]。

1.4终端就地补偿方式

区别于上述补偿方式补偿原理，用户终端就地补偿方式在应用下，借助电动机调节电容器作用范围，无需通过电容器便能达到自主调节目的。这样在无功补偿中可解决以往电容器运行存在的弊端，取得的无功补偿效果较为理想。但需注意终端就地补偿方式应用下，仅对5kW以上电动机适用，所以未来在无功补偿研究与实践中应考虑如何在用户终端就地补偿范围上扩大。

2农村配电网差异化无功补偿优化相关注意问题

从上述补偿方式应用实际看，各补偿方法的应用均有利弊，需立足于电网运行实际情况，合理选用无功补偿方式，在补偿地点、补偿容量以及补偿方式上合理确定，保证无功优化补偿方案性价比最高，使整个电网运行更加经济安全。

2.1补偿容量问题

农村配电网运行中，轻负荷期间线路处于空载状态，此时在无功补偿设备运行下，应避免选择过大的静补容量，其原因在于该容量过大时会增加电压，严重时将使整个配电系统出现安全隐患。电网运行中，在线路电压提高中通常极少通过无功补偿设备实现，因该方法安全性较低，不具备较强的稳定性。若将无功补偿设备引入，对于电路压力过大情况较为适宜，若压力过小，将无法在自主调节下保证线路安全。且线路无功补偿处于过补情况，变电站内将有较多无功流入，使线路损耗增加。因此，农村配电网无功补偿应注意在静补容量上合理控制[4]。

2.2补偿方式问题

配电网差异化无功补偿方式的应用，目的在于控制电网损耗，对用户功率因数进行补偿，而不能集中在用户侧。补偿方式选择中，应充分考虑损耗控制与功率因数补偿问题。实践操作中，可考虑对配电网能耗进行控制，切忌以增加补偿箱方式达到能耗控制目的，而应对最优补偿量严格控制，避免在无功补偿方式应用下使电力系统运行负担增加。

2.3无功补偿设备

补偿方式的选择面临无功过补偿、欠补偿问题，部分地区在补偿方式上以固定电容器为主，尽管在一定程度上可降低用电压力，但补偿效果不理想情况下，变压器与电路面临压力增大问题，使能耗增加。这便反映出固定电容器的应用有一定不足。在此背景下，考虑将无功优化补偿设备引入，利用其控制电压，有助于电路、变压器工作压力的降低。

2.4其他问题

除上述问题，无功补偿方式应用于配电网中，还需考虑其他因素问题，如谐波所带来的影响。若谐波数量合理，电路与电压所受影响较小，若超过谐波上限，电容器作业将会受到影响，甚至产生重大事故问题。这就要求做好谐波数量的控制，通过相关的措施控制补偿系统运行，同时及时跟踪处理补偿装置，使电压问题得到妥善解决[5]。

结论：农村配电网差异化无功补偿是保证电网安全可靠运行的关键。实际进行无功补偿中，应正确认识不同无功补偿方式的优势与不足，比较各种方式应用下的经济效益，同时在无功补偿方式应用中，应在补偿容量、补偿方式以及设备等各方面进行优化，以此提高无功补偿效果。

参考文献：

[1]谢晨.农村配电网线路无功补偿优化探析[J].科技资讯，2018，16（16）：37-38.

[2]张曙云，匡洪海，唐婷媛，等.农村配电网无功补偿最佳优化配置[J].电源学报，2018，16（03）：84-90.

[3]陈继兴.农村配电网建设超前规划应重点关注的问题[J].农村电工，2016，24（10）：33-34.

[4]阮锡江.农村配电网无功补偿方式比较与优化[J].科技经济导刊，2015（13）：79+83.

[5]张之昊，武建文，李平，等.应用于农村配电网的测量点与补偿点分离式无功补偿设备及其优化配置[J].电工技术学报，2015，30（03）：205-213.