農村電力網無功補償規劃

1　無功補償規劃的重要性和任務
　　無功電源如同有功電源一樣，是保證電力系統電能質量和安全運行不可或缺的重要部分。但電網中過多的無功傳送，不僅會限制電力線路的有功輸送能力，還將增大電網的電能損耗和電壓降落，直接影響電力網的安全經濟運行。因此，無功電力的長距離跨地區傳輸是應該盡力避免的。美、英、日等發達國家都主張電網基本不輸送無功功率，其無功功率缺額主要依靠“就地補償”來解決。一直以來，由于供電部門對農電網的無功電力規劃和建設不夠重視，從而影響了有功電力和無功電力的協調發展，造成了電網無功功率缺額很大的局面。而無功電力的嚴重不足，又對農電網的運行產生了諸多弊端：（1）電網的功率因數普遍偏低；（2）電壓質量差，合格率低；（3）發供電設備效率低，供電線損率高；（4）影響供電企業的經濟效益。為了改變農電網中存在的上述問題，除了要搞好農電網有功電力的規劃和建設外，也要切實搞好無功電力平衡和無功補償規劃，合理安排無功電源，以滿足本地區或本部門的需要，不斷提高農電網的安全經濟運行水平。農電網無功補償規劃的任務是：確定欲達到的補償目標；計算補償容量；選擇適合本地區的補償方案。
2　無功補償容量的確定
　　確定補償容量的方法多種多樣，大體上有以下幾種：（1）按補償標準確定；（2）按年計算支出費用最因數確定。在此僅介紹按補償標準來確定補償容量的方法。其確定方法是：先測算出購電點的實際功率因數，再根據要達到的目標功率因數按有關的算式計算無功補償容量。
2．1　功率因數的測算
　　電網或用戶功率因數的高低實際上反映了網絡輸送無功的比重或用戶取用無功的多少。為了避免電網輸送過多的無功，我國電業部門對不同電力用戶的功率因數都有明確的規定，凡是達不到規定的功率因數的電力用戶，都要按照國家規定的功率因數獎懲辦法進行罰款，以此來調動用戶無功補償的積極性。同時，原電力部對不同電壓等級電力網的功率因數也有具體的規定。
　　對于農電網的購電點，一般都裝有有功和無功電能表，若在測定的時間t內，測得的有功電量為AP，無功電量為AQ，則實際功率因數可按下式計算：

2．2　補償容量的確定
　　在確定了農電網各購電點的實際功率因數后，就可根據補償所需要達到的目標功率因數計算補償容量。在確定無功補償容量時要考慮以下要求：（1）要滿足負荷增長的需要；（2）要有足夠的備用容量；（3）要考慮到投運率。因此，需要補償的無功功率可按下式計算：

式中　Kz———負荷增長系數，可取1．05；
Ppj———購電點的最大負荷月的平均有功功率；
φ1、φ2———補償前、后的功率因數角；
Kb———無功補償備用系數，可取1．2；
　　 Σ％———投運率，可取80％。
3　無功補償設備的選用
　　電力網中的無功補償設備有很多，對農電網來說，由于其負荷比較分散，單處所需補償容量相對較小，故總的原則應該是以移相電容器為主。因其具有設備簡單，容量大小組合靈活，安裝和維護方便，本身損耗低，單位投資省等一系列優點，因而在電力網（特別是農電網）的無功補償中得到了廣泛的應用。
4　無功補償設備的配置
　　無功補償設備的配置包括兩個方面的內容：（1）確定補償方式和補償地點；（2）對無功補償總容量進行布點分配。為此，除了要研究網絡本身的結構特點和無功電源的分布之外，還需要對網絡的無功電力構成作出基本的分析，弄清無功潮流分布，才能進行無功合理布局。
　　農電網的無功補償主要是為了降損，宜采用分散補償為主、集中補償為輔的補償方式。因為農電網的配電網線損占全網總損耗的70％左右，只有這樣才能有效地降低農電網的線損。補償地點應按照“分級補償，就地平衡”的原則確定，做到農電網無功電力的總體平衡，同時又滿足各變電所及各變電所的每條配電線路的無功電力平衡，實現提高電能質量與降低損耗并重的目的。
　　無功補償總容量在農電網中按等網損微增率準則分配可實現線損最小的目的，總補償容量在各補償點之間實行最優分配的協調方程式是：

式中　ΔPΣ———農電網的總有功功率損耗；
Qci（i＝1，2，…，n）———裝設在補償點i的最優無功補償容量；
Qc———農電網的無功補償總容量。