詹并

摘要：隨著社會的發(fā)展，新能源的應用勢在必行，國外的一些相關領域在主動配電網(wǎng)與分布式發(fā)電的影響因素上進行了分析和研究，從在電力負荷的預測、設計規(guī)劃以及管理控制方面分別對分布式能源的接入所產(chǎn)生的影響進行了討論、研究，并提出了相對應的解決方案設想。

關鍵詞：新能源；主動配電網(wǎng)；分布式發(fā)電；電力負荷 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM61 文章編號：1009-2374（2016）15-0030-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.15.014

隨著我國當代社會城鎮(zhèn)化、現(xiàn)代化、信息化以及工業(yè)化形態(tài)發(fā)展進程的快速深化，10kV配電技術網(wǎng)絡在實際運行使用過程中接連展現(xiàn)了一系列的具體技術問題，形如供電企業(yè)生產(chǎn)技術能力現(xiàn)狀與國民實際用電需求之間的矛盾，電網(wǎng)技術系統(tǒng)的實際負荷承載能力與實際負載強度的矛盾，負荷中心與電能配送中心之間的矛盾等。這些問題的存在給我國現(xiàn)代電力能源工業(yè)的發(fā)展造成了嚴重的不良影響，有鑒于此，本文將針對10kV配電網(wǎng)無功補償?shù)呐渲脙?yōu)化展開簡要的論述。

1 開展10kV配電網(wǎng)無功補償工作的技術必要性

從21世紀初期起訖，我國在開展經(jīng)濟社會綜合建設發(fā)展事業(yè)的過程中，開始逐步提升對電力能源輸送技術網(wǎng)絡的優(yōu)化改造工作的重視力度。從2005年開始，電網(wǎng)改造工作正式被列入中央政府基本國家發(fā)展事業(yè)項目體系之中，并逐步在全國各地區(qū)開展實踐。

隨著我國最新一輪城市電力能源輸送技術網(wǎng)絡改造工作的完成，我國現(xiàn)代城市的電力能源輸送工業(yè)技術系統(tǒng)建設發(fā)展工作，呈現(xiàn)出日臻完善的客觀態(tài)勢。由于數(shù)量龐大的10kV配電變壓器設備在我國城市電力能源輸送技術系統(tǒng)中的安裝應用，有效減短了城市電力能源輸送網(wǎng)絡主線干線結構的總體長度，提升了我國城市電網(wǎng)技術系統(tǒng)在應用層次的靈活度，規(guī)避了因局部技術構件故障或者是損壞現(xiàn)象引致的大范圍用電中斷或者是癱瘓現(xiàn)象。與此同時，大量配電變壓器設備在城市電網(wǎng)技術系統(tǒng)中的安裝應用，也將會大幅擴展城市輸配電技術網(wǎng)絡空載電壓的消耗水平，增大城市配電網(wǎng)絡無功損耗的規(guī)模，引致我國城市輸配電事業(yè)在實施過程中的總體能量消耗水平加大以及輸電線路額總體功率因素水平大幅降低。在這樣的技術環(huán)境之下，如果不針對城市輸配電網(wǎng)絡展開無功補償技術處理，將會導致城市配電線路和配電變壓器設備消耗較大數(shù)量規(guī)模的待輸送電能，干擾城市輸配電技術網(wǎng)絡的正常使用，給我國城市電力能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成嚴重的經(jīng)濟損失。

與此同時，在我國當代經(jīng)濟社會建設事業(yè)不斷取得全新發(fā)展成果的歷史條件下，國人的基本物質生活條件始終處于不斷改善的歷史過程之中。在國人家用電器設備配置數(shù)量以及使用頻率不斷提升的條件下，城市電網(wǎng)系統(tǒng)實際承載的用電功率消耗強度也處于不斷遞增的態(tài)勢之中，給城市配電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來了強烈的技術負荷，直接引致城市供電公司配電技術網(wǎng)絡中的公用變壓器設備低壓側功率降低到極低值。在這種技術環(huán)境之下，城市供電公司的技術設備終端實際對外輸送和提供的電力能源產(chǎn)品數(shù)量，不能充分滿足用戶的實際電能產(chǎn)品需求，配電線路在完成電力能源輸送任務過程中產(chǎn)生的電能損失，導致輸電線路出現(xiàn)了明顯劇烈的熱效應現(xiàn)象，嚴重影響了輸電線路基本組件的技術使用壽命，增加了城市電力能源輸送事業(yè)開展過程中的經(jīng)濟損失水平。為有效減緩和克服上述問題，要求在城市電能輸送網(wǎng)絡的運行過程中，適當實施一定程度的無功補償技術處理，在中央政府約制的供電技術指標的基礎上，最大限度地降低10kV配電網(wǎng)絡在實際使用過程中的電能消耗損失數(shù)量，為城市居民性或者是企業(yè)性客戶正常用電需求的滿足構筑充足的技術基礎。

為切實解決電力能源在具體空間分配角度的格局安排，在實際運用10kV配電網(wǎng)開展供電活動的過程中，往往出于滿足客戶個性化用電需求的原則，針對不同的城市空間區(qū)位和不同的客戶對象，開展差別化的電力能源負載強度分配。這種做法引致了10kV配電網(wǎng)技術系統(tǒng)在無功損耗分配方面的非均衡性，給10kV配電網(wǎng)的實際運行使用帶來了明顯的技術風險，在一定程度上影響了部分城市用電客戶在電力能源產(chǎn)品消費應用過程中的總體感受。

針對我國現(xiàn)階段城市配電網(wǎng)技術系統(tǒng)運行過程中，因多種技術因素所引致的電能損失和大規(guī)模功率消耗現(xiàn)象，要求電力能源產(chǎn)業(yè)的技術工作人員必須采取有針對性的無功補償技術措施，重點規(guī)避因輸電技術網(wǎng)絡本身功率問題所引致的無功性能源消耗問題，并以此逐步提升城市10kV配電網(wǎng)的技術效率，提升電網(wǎng)技術系統(tǒng)在運行過程中的安全性水平，改善供電企業(yè)的綜合經(jīng)濟效益。

2 無功補償?shù)幕驹?/p>

圖1表示了正弦式交流電電路結構中電阻工件R，電抗工件X1-XC以及復阻抗工件Z三者之間的基本技術約制關系。在電路負載結構中不包含電抗元件的條件下，交流電壓參數(shù)與交流電流參數(shù)之間具備同相位角關系，電路的負載結構中將不會出現(xiàn)無功功率。在電路負載結構中只包含感性電學元件的條件下，負載結構將會消耗無功功率。在電路負載結構中只包含容性電學元件的條件下，負載結構將引致無功功率的產(chǎn)生。

正弦交流電路的功率因數(shù)通常由復阻抗角的余弦函數(shù)值cosφ表示。功率因數(shù)通常由電路負載結構的技術性質，通常受電源的頻率特征影響，但是不受電源中的電壓和電源參數(shù)的強度變化影響。

電力能源輸送網(wǎng)絡在實際運行過程中，需要同時承載有功功率和無功功率，功率因數(shù)的實際計算值為電網(wǎng)有功功率與視在功率之間的比值，即：

在電網(wǎng)的有功功率P保持不變的技術條件下，如果電網(wǎng)線路中的無功功率強度Q處于不斷增加狀態(tài)，勢必會引致功率因素計算值cosφ處于不斷降低狀態(tài)，繼而引致視在功率呈現(xiàn)不斷增加的變化趨勢。

由于輸電線路中實際功率水平呈現(xiàn)的不斷降低趨勢，為了保證電路中的所有負載設備維持正常運轉狀態(tài)，勢必要求針對發(fā)電設備和輸電設備實施容量擴展增技術改造，這種改造行為大幅提升了電力能源生產(chǎn)和配送系統(tǒng)的損耗水平，提升了我國輸配電企業(yè)的成本投入規(guī)模。

在傳統(tǒng)的無功補償技術應用結構中，通常將感性負載構件和電容器構件實施并聯(lián)。無功補償技術的主要目的在于提升輸配電網(wǎng)絡的功率因數(shù)，而想要實現(xiàn)配電網(wǎng)絡功率因素水平的提高，其基本原則是保證不能對電路中負載結構的工作狀態(tài)產(chǎn)生不良影響，保證實際提供給電路負載結構的電壓強度穩(wěn)定不變，維持負載結構有功功率水平的穩(wěn)定。并且在實施無功補償處理的過程中，還要保證補償電路在配電網(wǎng)技術系統(tǒng)上的加載不會對配電網(wǎng)的有功功率水平造成影響。

3 無功補償?shù)幕緦嵤┓绞?/p>

3.1 低壓集中補償方式

低壓集中補償方式指的是針對配電變壓器設備的低壓側，開展集中式無功補償處理。補償過程中應用的主要技術器具是由計算機實施控制的低交流電壓并聯(lián)式電容器柜。通過對配電變壓器設備低壓側的集中補償，能夠有效提高變配電技術設備的功率因數(shù)水平，促進無功平衡技術條件的順利實現(xiàn)。同時促進配電變壓器設備和配電網(wǎng)絡整體電能損耗水平的降低，為用戶提供穩(wěn)定的供電電壓。但是，這種無功補償方式在針對輸配電技術系統(tǒng)的無功率現(xiàn)象實施改善的過程中，往往不能取得預期的效果。

3.2 變電站集中補償方式

變電站集中補償方式的主要技術目標是實現(xiàn)輸電網(wǎng)絡的無功平衡技術狀態(tài)建設。其主要補償技術裝置在發(fā)揮技術作用之前，需要借助變電站10kV母線構件實現(xiàn)相互連接，實際應用設備除包含同步調相機以及并聯(lián)電容器之外，還涉及精致補償器。這種無功補償方式重點致力于輸電網(wǎng)絡功率因素的完善，提升電網(wǎng)輸送結構終端位置變電所內設備承載的電壓強度，并針對主變壓器的無功損耗現(xiàn)象完成補償。這一補償技術方式的主要缺陷在于不能有效降低配電網(wǎng)絡的整體能耗水平。

3.3 桿上無功補償方式

這種補償方式就是要引入采用10kV戶外并聯(lián)電容器工件，通過將這一工件安裝在輸電線的鐵塔結構之上，并以此提升配電網(wǎng)技術系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低輸電過程中的無功性電能損耗，實現(xiàn)無功補償技術目標。這一補償方式的主要技術缺陷在于應用靈活性及技術適應性差，且在實際應用過程中往往還會招致安裝環(huán)境、自然條件等外部因素的不良制約。

3.4 用戶終端分散補償方式

這是直接針對電力能源產(chǎn)品用戶的負載結構終端點位實施的無功補償技術處理行為，能夠實現(xiàn)維持用戶用電電壓參數(shù)強度平衡，降低電能輸送過程中的能量損耗的技術目標。這種無功補償方式在使用過程中，需要依照配電變壓器設備低壓側的最大無功需求，來確定實際的安裝容量參數(shù)控制水平。其最大的技術缺陷在于將多個配電變壓器同時放入低壓負荷波動的不同時段，將會引致較大數(shù)量的電容器負載設備處于閑置狀態(tài)，嚴重降低了技術設備對象的實際利用率。

4 無功補償技術的優(yōu)化實施方式

4.1 隨機補償

將低壓電容器組與電動機實施并行連接處理，在此基礎上將控制裝置、電動機以及保護裝置三個技術部件同時實施投切操作，并以此實現(xiàn)無功補償預期技術功效。隨機補償技術模式本身具備成本低廉、設備占地面積小、安裝操作簡便、技術穩(wěn)定性強等優(yōu)點。

4.2 跟蹤補償

運用無功補償投切裝置，將低壓電容器組與配電變壓器設備的低壓側實施并行連接，繼而實現(xiàn)無功補償技術功效。這一技術能夠實現(xiàn)對無功補償進展狀態(tài)的實時跟蹤，在使用層次具有簡便性，補償效果較好，其缺陷在于成本較高，技術裝置結構較為復雜且具備一定的發(fā)展局限性。

5 結語

針對10kV配電網(wǎng)無功補償優(yōu)化配置問題，本文從四個具體角度展開了具體分析，針對深刻影響我國城市供電事業(yè)良好發(fā)展的無功電能消耗問題，做好無功補償技術裝置的配置和優(yōu)化工作，對于10kV配電網(wǎng)基本技術功能的順利發(fā)揮具備深刻的保證作用。

參考文獻

[1] 周亮軍.10kV配電網(wǎng)無功補償優(yōu)化配置[J].四川建

材，2011，（6）.

[2] 湯雪.基于10kV配電網(wǎng)無功功率優(yōu)化補償?shù)奶骄縖J].

電子測試，2013，（11）.

[3] 彭思華，張勇軍，黃媚.配電網(wǎng)無功配置基態(tài)分析規(guī)

劃法[J].電網(wǎng)技術，2013，（9）.

[4] 伏磊.無功補償在10kV配電網(wǎng)自動化控制系統(tǒng)應用分

析[J].數(shù)字技術與應用，2012，（3）.

[5] 韋斌海.10kV配電網(wǎng)無功補償優(yōu)化及分析[J].科技創(chuàng)

新與應用，2012，（23）.

[6] 徐顯波.10kV配電網(wǎng)無功補償配置探討[J].電子制

作，2015，（3）.

[7] 李科叢，于雪庭.10kV配電網(wǎng)無功補償優(yōu)化與應用分

析[J].科技創(chuàng)新導報，2015，（5）.

[8] 宓天洲，李志，毛航銀.10kV配電網(wǎng)無功補償?shù)姆抡?/p>

優(yōu)化方法研究[J].浙江電力，2014，（5）.

（責任編輯：黃銀芳）