電力用戶無功補償經濟效益

電力用戶無功補償經濟效益分析摘要：功率因數(shù)是電網重要的技術經濟指標之一，通過合理的無功補償，不但可使電網的線損降低，設備利用率提高，電壓質量改善，用戶也可通過減少電費得到經濟效益。該文探討了無功補償?shù)募夹g原則、按功率因數(shù)調整電費的計算方法，并用實例說明用戶進行無功補償投資時的經濟效益分析方法。關鍵詞：無功補償；功率因數(shù)；經濟效益分析大部分用電設備為感性負載，自然功率因數(shù)較低，用電設備在消耗有功功率的同時，還需無功功率由電源送往負荷。功率因數(shù)是供用電系統(tǒng)的一項重要技術經濟指標，通過合理采用無功補償技術，可以減少無功功率在電網中的流動。提高功率因數(shù)后可以達到節(jié)約電能、降低損耗的目的，同時用戶也可以減少電費的支出。我國的電價結構包括基本電費、電能電費和按功率因數(shù)調整電費三部分。因此，用戶通過合理的無功補償投資，也能獲得較好的經濟效益。而目前許多農電用戶對提高功率因數(shù)的重要性認識不足，造成了電能的損失和浪費。1無功補償?shù)募夹g原則無功補償設備的優(yōu)化配置原則為：“總體平衡與局部平衡相結合；供電部門補償與用戶補償相結合；集中補償與分散補償相結合，以分散為主；降損與調壓相結合，以降損為主?！睙o功就地平衡示意圖如圖1所示。圖1無功功率就地平衡示意圖《電力系統(tǒng)電壓無功技術導則》中規(guī)定：“3.2電力系統(tǒng)的無功電源與無功負荷，在高峰或低谷時都應采用分（電壓）層和分（電）區(qū)基本平衡的原則進行配置和運行，并應具有靈活的無功電力調節(jié)能力與檢修備用。5.7220kV及以下電壓等級的變電所中，應根據(jù)需要配置無功補償設備，其容量可按主變壓器容量的0.10～0.30確定。在主變壓器最大負荷時，其二次側的功率因數(shù)不小于表1中所列數(shù)值，或者由電網供給的無功功率與有功功率比值不大于表1中所列數(shù)值。表1220kV及以下變電所二次側功率因數(shù)規(guī)定值《國家電網公司電力系統(tǒng)電壓質量和無功電力管理規(guī)定》：“第五章無功電源建設與無功配置第二十條變電站應合理配置適當容量的無功補償裝置，并根據(jù)計算確定無功補償裝置的容量。35～220kV變電站在主變壓器最大負荷時，其一次側功率因數(shù)應不低于0.95；在低谷負荷時功率因數(shù)應不高于0.95。”《國家電網公司農網“十一五”科技發(fā)展規(guī)劃綱要》：“節(jié)能降損目標是積極推廣應用節(jié)能、降損、環(huán)保技術、淘汰高耗能變壓器。中壓綜合線損率降到9％以下，低壓線損率降到11％及以下。10千伏母線功率因數(shù)達到0.95以上的目標?！薄峨娏ο到y(tǒng)電壓和無功電力管理條例》：“第十二條用戶在當?shù)毓╇娋忠?guī)定的電網高峰負荷時的功率因數(shù)，應達到下列規(guī)定：高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負荷調整電壓裝置的電力用戶功率因數(shù)為0.90及以上，其它100kVA（kW）及以上電力用戶和大、中型電力排灌站功率因數(shù)為0.85及以上，躉售和農業(yè)用電功率因數(shù)為0.80及以上。凡功率因數(shù)未達到上述規(guī)定的新用戶，供電局可拒絕接電?！迸潆娤到y(tǒng)中無功補償?shù)姆绞饺鐖D2所示，方式1為變電所的集中補償，方式2為配電臺區(qū)的集中補償，方式3為線路上的無功補償，方式4為分散補償。圖2配電系統(tǒng)無功補償方式220kV及以下電網的容性無功補償設備總容量，可按下式計算錄Q惡C乎=1.1艘5Q旗D滴－琴Q愉G劇－妨Q滅R虹－凳Q芬L炕式武中鹽Q額C爽—與—拔容性無功補償團設備總容量；鍬Q豪D弟—衡—傻最大自然無功薯負荷；針Q壩G核—頑—牽本網發(fā)電機的過無功功率；握Q護R墊—膛—愁主網和鄰網輸益入的無功功率底；符Q是L掃—網—巾線路和電纜的歉充電功率。聰10(6)k忽V凈拉配電線路上宜媽配置高壓并聯(lián)坊電容器，或者盤在配電變壓器鎮(zhèn)低壓側配置低洽壓并聯(lián)電容器敵。電容器的安竄裝容量不宜過惜大，一般約為到線路配電變壓供器總容量譯的蛇0.0漠5史～臟0.1饒0孔，并且在線路真最小負荷時，金不應向變電所能倒送無功。如宿配置容量過大聽，則必須裝設潤自動投切裝置等。變壓器的無葬功消耗可按下知式計算串Δ竄Q改T擱=[I釀0妨％翅/10恭0厚＋析V誓K涂％賢/100淚×懲β協(xié)2享]S榴e捆式訴中健I授0殖%北—呢—弊變壓器空載電槽流的百分數(shù)；片V嚴K開％低—汪—門變壓器短路電要壓的百分數(shù)；羞S昆e牲—佛—儉變壓器的額定式容量光，戀kV翼A狀；姑β—月—紹變壓器的負載代率。儲通常補償容量渣為變壓器無功賞消映耗禽倡的坡1.2~1.略4犧倍。耕2染逝功率因數(shù)調整不電費的計算方燙法努供電部門在為卸用戶確定供電齒方案時，除了掘核準供電容量蝕、確定供電電畢源點、供電電董壓等級、計量唉裝置的設置、搜計費方式、用找戶注入電網的渾諧波分量，以賊及方案有效期碗外，還對功率玉因數(shù)給定了一告?zhèn)€最低限值，隆分別挽為賭0.涂9期、陶0.8曉5改、貝0.泛8蝦。菜根據(jù)國家現(xiàn)行謎電價的規(guī)定，倦用戶功率因數(shù)派分別押以惑0.母9訴、余0.8賀5屆、稿0.吩8脖為基礎，當功避率因數(shù)高過這叮些值時，可按艇比例減少電費歌；當用戶用電勵的功率因數(shù)低裙于這些值時，誤要按比例增加嫂當月電費，具丸體計算方法是掠W=(晃1膝＋刷a%)(F蛋1?。鉌拾2內)摘式始中草歸W焦—天—厲當月電費，元形；繩F奮1朋—分—搬基本電費，姨元藥/kV來A浮；危F朱2搶—穴—得電量電費，密元碎/kW勢h佳；煎a明%駱—柴—煮功率因數(shù)調整炎電費系數(shù)。鐵當用墓戶涂co爽s栽φ莫>0.噸9蜘，碧0.8軍5懼，筐0.8鑒0效標準時包，蝦a揮%乓為負值，當用字戶喪cos糧j過φ吊<0.班9共，刃0.8悔5玉，趟0.8激0放標準時狡，傳a每%接為正值，當用瞎戶比co灘s底φ謙=0.獄9倉，斬0.8帳5汽，罩0.8籌0壁標準時經，遍a%=述0稿。讓魄獎罰標準如賓表災2策所示。顧表捕2選閥a懷％獎罰標準3應用實例岔某一用戶的變孝壓器容量廊為翅6.3MV本A色，月用電量崖為鋤35×105呈kW嬸h塵，平均功率因映數(shù)僵為弟0.策8燈。若該用戶的考功率因數(shù)標準朱為渠0.財8爸，計算該用戶托補償痕到汽0.9爸2減時的經濟效益揚?；倦娰M按顛每敗kV畜A以每唉年宰18梯0堡元、電量電費剩按拉0.宗4曠元姨/kW暖h灶計算。補償裝具置游每降kV衛(wèi)A繪的投資下按鳥6縣0其元，資產折舊籮率布為插1蘿0另％，無功補償區(qū)設備的有功損丑耗為其額定容丈量責的獵3檔%仙。計算過程如致下。豎3.1禮顫計算補償容量辨補償圖前仙co福s個φ悟才1富=0.百8沾，掏ta妖n玻φ溝條1蟲=0.7肥5搏，平均有功功餅率娃為掌P窄1橫=350×傭10000/綁30/24單=486改1研（興k廊W灑），無功功率嚼為畢Q證1仔=P程1候×ta灘n村φ立劃1衰=3645羨.7罪5朽（罩kva培r碑）。梯假設補償電容祥器容量腿為弊xkva費r捏，經補償后，宴功率因數(shù)稱為撇co嬸s持φ多普2債=0.9昏2臟，節(jié)ta房n籍φ毅界2傍=0.4霜2朱6盒，無功功率近為劫Q亞2邊=Q窮1黎-修x推，而用戶的有橋功功肌率流P飽2羞=P柱1輪+0.03晌x地，于驢是渡ta鵲n鋪φ濃映2餅=Q徑2哥/P索2裕=0.42會6鮮，解碗得拍x=15悶69泰乞≈需160伶0率（抖kva顧r社）。愛3.2奇罰補償前用戶的態(tài)年支出費用復基本電費瑞為瞇6.3×10甲00×180狂/10000吵=113股.徹4評（萬元）；近電量電費綠為哲350×12仇×0.4=齒168漿0烘（萬元）；潤用戶總支出電輕費泉為受113.4媽+1680孔=179胖3.逮4怒（萬元）。擔3.3住鑄補償后用戶年籠支出費用弟電容器年運行衡時間夏按至800卷0朽小時估算，則壟電量電費胞為墳0.4×16支00×0.0毅3×8000寶/10000璃+168庸0=16叢9怠5物（萬元），總工電費販為聯(lián)113.4暫+1695浴=180咱8.厭4托（萬元）。濁按功率因數(shù)調趙整后電費狀為勇1808.4顧×(1-0.顆013)=替1784.境9降（萬元）；究無功補償設備拉投資怪為階1600×6湯0/1000位0=9.凈6遺（萬元），則帳資產折舊費票為年0.9獎6版萬元；懶用戶年總支付歌費用而為柏1784.9麥+0.9貫6=17撓85.濟9懂（萬元）；邪補償后每年經猛濟效益說為利1793.4閣-1785.盟9=7.帶5幣（萬元）。每迫年節(jié)約電費窮為焦1793.4于-1784.期9=8.電5晌（萬元），投賴資可嶺在乖1.敘1突年左右回收。精若該用戶的平遙均功率因數(shù)其為煩0.8蹄5忽，功率因數(shù)標笑準也驅為懲0.8到5優(yōu)，其它計算條品件不變，計算蘆該用戶補償縮到存0.9稼4絞時的經濟效益飾，計算過程如瞞下：謹計算補償量：碧補償廢前困co摔s早φ女1孝=0.8膊5顏，迅ta宣n墨φ腐積1制=0.6那2卻，平均有功功界率酒為綿P霜1魔=350酒×10000筍/30/24哭=486供1裳（勞k泊W凳），無功功率歲為區(qū)Q葡1爐=P摧1醉×ta誓n匪φ兄管1榴=301互3.8慮2收（性kva決r跌）。挑假設補償電容番器容量影為穗xkva蘆r糊，經補償后，勉功率因數(shù)災為艱co腥s防φ出燒2趙=0.9猜4霧，跨ta女n織φ造等2潔=0.3捎6渾3淹，無功功率擊為鑼Q知2煩=Q淹1彼-食x黨，而用戶的有距功功刪率親P涂2沒=P穩(wěn)1申+0.0仗3針，于物是黃ta芬n譽φ及雖2膨=Q踢2鉤/P御2盼=0.3君6樣3袋，解棗得鈴x=12飯3先5公≈眠120誤0踐（蓮kva降r之）補償前用戶寬年支出費用如嗽上述計算，仍野為魯1793.幟4愧萬元。昆補償后用戶年玩支出費用。電拜容器年運行時驅間鈔按巴8000港h敞估算，則電量棕電費怕為疊0.4×12煙00×0.0雖3×8000趙/10000愧+1680絲=169菜1.件5播（萬元），總眠電費造為雞113.4淘+1691撓.5=18摩04.輔9罪（萬元）。壺按功率因數(shù)調鴉整后電費嘉為瘦1804.9另×(1-0.惕01框1屠）憤=178暮5藍（萬元）；拆無功補償設備拔投資匹為攝1200×6套0/1000裁0=7.胞2醋（萬元），則堂資產折舊費謝為絲0.7絡2臣萬元；駛用戶年總支付飄費用悄為扯1785+艇0.72秩=1785友.爺7都（萬元）；悠補償后每年經蜓濟效益濟為暢1793.4糟-1785.娛7=7.扭7間（萬元）。每若年節(jié)約電費問為趕1793.4脈-1785寇=8.刮4訊（萬元），投