張傳永　黃添印　黃國華

摘 要：采用最大、平均、最小三種典型負荷水平模擬橋洪線一年的運行狀態(tài)，對低壓無功補償裝置分別采用就地控制策略和廣域控制策略的農網饋線無功擴展規(guī)劃方案進行了研究。針對就地控制策略下優(yōu)化現(xiàn)有低壓無功補償設備的分組容量、新增低壓無功補償設備、提高專變功率因數(shù)的情況，廣域控制策略下新增無功補償設備的情況，分別進行了技術經濟指標評估。對比結果表明，采用廣域控制策略進行農網饋線無功擴展規(guī)劃帶來的技術經濟效益明顯優(yōu)于就地控制策略。

關鍵詞：農網饋線；低電壓；無功擴展規(guī)劃；就地控制；廣域控制

引言

在配電網內進行無功補償是改善電能質量和降損節(jié)能的有效手段之一，對配電網的安全、優(yōu)質、經濟運行起著重要的作用。相對于農村電網用電量的快速增長，農村配電網建設的速度明顯滯后，現(xiàn)有無功補償容量不足、無功補償設備分布不合理、投運率不高，導致大量農網饋線低電壓的問題十分嚴重[1]。合理地進行無功補償?shù)臄U展規(guī)劃能夠有效地改善低電壓現(xiàn)狀，獲得巨大的技術經濟效益。

目前，詔安地區(qū)用電量迅速增長、無功補償能力不足等問題導致其農網饋線電壓合格率偏低，線損偏大。文章以詔安地區(qū)橋洪線為例，選取最大、平均、最小三種典型負荷水平模擬橋洪線一年的運行狀態(tài)，對其低壓無功補償裝置的擴展規(guī)劃方案進行探討，以期達到提高饋線電壓合格率以及降低網損的效果，改善橋洪線低電壓的狀況。

1 橋洪線就地控制策略下的無功擴展規(guī)劃

實測數(shù)據(jù)表明，橋洪線存在低電壓問題的配變大部分集中在饋線末端。橋洪線目前安裝有低壓無功自動補償裝置10臺，其容量為80kvar/臺，10kV桿上無功自動補償裝置2臺，其容量為300kvar/臺，均采用就地控制策略，統(tǒng)計結果表明：橋洪線全年電壓合格率為77.31%，線損率為12.82%。

1.1 就地控制策略下優(yōu)化現(xiàn)有補償設備的分組容量

橋洪線作為典型的農網線路，其單個配變下負荷的無功需求較小，而低壓無功補償裝置分組容量為40kvar/組。實測負荷數(shù)據(jù)表明：按照就地控制策略，低壓電容器在最大負荷水平下的投入容量仍然非常小，甚至不投入。因此，考慮減小低壓補償設備的分組容量。

1.2 就地控制策略下新增低壓無功補償設備

在現(xiàn)有低壓無功補償設備采用就地控制策略，且容量為40kvar/組*2組的前提下，新增低壓無功補償設備。

以單臺配變就地無功需求計算補償容量，根據(jù)《國家電網公司電力系統(tǒng)無功補償配置技術原則》規(guī)定，配變的無功補償裝置容量可按變壓器最大負載率為75%，負荷自然功率因數(shù)為0.85考慮，補償?shù)阶儔浩髯畲筘摵蓵r其高壓側功率因數(shù)不低于0.95[2]。由此可以確定新增無功補償設備的補償容量。

新增無功補償裝置采用低壓電容器，選取容量大于100kVA且注入無功對網損靈敏度較大的公用配變作為新增補償點，按照新增補償點靈敏度系數(shù)由大到小的順序，在大容量公用配變低壓側依次安裝低壓無功補償設備。不同分組容量下帶來的最大年綜合效益如表2所示。

由表2看出，分組容量取為5kvar/組時，能帶來年綜合效益1.86萬元。由于新增補償設備仍采用就地控制策略，而單臺公用配變下的就地無功需求較小，導致新增電容器投運率仍然較低，對饋線電壓合格率和線損率的改善效果有限，帶來的年綜合效益較小。

1.3 就地控制策略下建議提高專變的功率因數(shù)標準

橋洪線上公變有26臺，專變有104臺，專變數(shù)量占饋線配變總數(shù)量的80%。由以上分析可以看出，在公變低壓側新增無功補償設備并采用就地補償控制策略后，其功率因數(shù)均能達到0.95以上，能夠起到一定的提高電壓合格率和降低線損的效果。對于專變，根據(jù)《國家電網公司農村電網電壓質量和無功電力管理辦法》中規(guī)定，配電變壓器低壓側功率因數(shù)不低于0.85，但在該功率因數(shù)標準下，饋線中仍有大量無功功率流動來滿專變的無功需求，導致饋線電壓降落偏大，線損偏大。

2 橋洪線廣域控制策略下的無功擴展規(guī)劃

低壓無功補償裝置的廣域控制策略是把設置在配電變壓器低壓側的電容器作為無功電源，通過配電變壓器向主干線路輸送無功功率，達到控制補償點附近一片區(qū)域的電壓水平的目的。如果在若干臺配電變壓器低壓側裝設低壓無功補償裝置，則通過裝置之間的協(xié)調控制，就可實現(xiàn)饋線無功功率的分區(qū)平衡[3]。

2.1 在現(xiàn)有補償裝置下采用廣域控制策略

橋洪線單臺配變下的就地無功需求較小，而從橋洪線關口的整體情況來看，其無功需求較大且大量專變的無功需求由饋線關口提供。因此，考慮公用配變的低壓無功補償裝置采用廣域控制策略?，F(xiàn)有桿上無功補償量遠大于低壓無功補償量，考慮以桿上無功補償所在位置為中心確定分區(qū)的個數(shù)，以各區(qū)域內基本實現(xiàn)無功區(qū)域平衡，區(qū)域之間流動的無功功率最小為原則，將橋洪線劃分為三個區(qū)域。

現(xiàn)有低壓無功補償設備采用廣域控制策略后，需要考慮安裝廣域控制設備的成本，包括TDS配電監(jiān)控后臺軟件費用、配電終端軟件升級費用、無線模塊費用、電容器控制模塊升級費用等，其使用壽命設為10年。

看出橋洪線無功補償量嚴重不足，因此考慮新增低壓無功補償設備。選取容量大于100kVA且靈敏度較大的公用變壓器作為新增補償點，對于已安裝低壓補償設備的配變根據(jù)其容量大小可以適當增加補償容量。

為了滿足區(qū)域內無功需求，根據(jù)《國家電網公司電力系統(tǒng)無功補償配置技術原則》，考慮按照配變容量的40%配置低壓無功補償電容器。由于區(qū)域內的無功需求波動較大，為了減少電容器的動作次數(shù)，分組容量宜取為40kvar/組。

新增低壓無功補償設備以后，按照新增補償點所在處注入無功對網損的靈敏度系數(shù)由大到小的順序進行補償設備的投切，同時校核該補償設備所在配變低壓側電壓不能越限。

3 結束語

文章針對詔安地區(qū)橋洪線出現(xiàn)的低電壓問題，對其配變低壓側無功補償設備分別采用就地無功補償策略和廣域控制策略的擴展規(guī)劃方案進行了分析和探討。相對于就地控制策略，采用廣域控制策略能更為明顯地提高低壓無功補償設備的利用效率、改善農網饋線的電壓質量、降低網損，具有廣泛的推廣應用價值。

參考文獻

[1]徐鄭.配電網10kV饋線及配變的無功規(guī)劃研究[D].重慶：重慶大學，2005.

[2]國家電網公司生[2004]435號.國家電網公司電力系統(tǒng)無功補償配置技術原則[S].2004.

[3]顏偉，趙科，趙霞，等.基于局部量測的配網饋線廣域無功優(yōu)化控制方法[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2013，41（14）：87-91.