浅谈“无功补偿”与“力率调整电费”的经济比较

环　无功补偿对低压电网功率因数的作用　苏景琳李丽霞　平凉供电公司甘肃平凉７４４０００　【摘要ｌ依据用电设备的功率因数，可测算输电线路的电能损失。通　过现场技术改造，可使低于标准要求的功率因数达标，实现节电目的。本文　分析了无功补偿的作用和补偿容量的选择方法，着重论述了低压电网和异　步电动机无功补偿容量的配置。　【关键词ｌ节电技术；功率因数；无功补偿　前言　无功补偿主要是指主要是指有效利用无功补偿装置与设备，以获　取所需的无功功率，以此降低电网运行的能耗，促进电力系统的功率因　数得到有效提高，最终达到电网电压质量得以改善的目标。　１，无功补偿配置原则分析　就电网在运行过程中的消耗的无功功率的实际情况而言，在电力系　统中，其输配电设备以及各级网络均会产生无功功率消耗，其中无功功　率消耗情况最为严重的要以电压配电网为最。因此，在电网实际运行过　程中，为使输电线路无功功率传输消耗将至最低，从而促进电网输配电　设备的运行效率大幅提高，在配置武功补偿装置与设备的过程中，要进　行科学合理地布局，并坚持“就地平衡，分级补偿”的配置原则，确保无　功补偿装置配置合理。　２．功率因数的影响因素分析　在交流用电设备的实际工作中，既要产生有功功率消耗，同时还需　无功功率。若用Ｐ、Ｑ分另０表示有功功率与无功功率。那么，在Ｐ固定的情　况下，若Ｑ减少，则能够实现提高电网功率因数的目的。然而，在Ｑ为零　的极端情况下，那么其力率则为１。可见，有效提升电网功率因数的关键　就在于全面降低用电设备所需的无功功率。在电网运行中，无功功率需　求量最大的设备主要为电力变压器以及异步电动机，它们也是影响电网　功率因数最主要的因素之一。此外，以下几种因素也全面影响着电网功　率因素：　（１）变压器与异步电机的磁化无功功率会受到电网频率波动的　影响，从而影响电网功率因数；（２）电网功率因数还受到供电电压的影　响。若供电电压超出所规定的电压额定值，如，超过额定值的１０％，就　会造成磁路饱和问题产生，从而促进无功功率的迅速增长（约为３５％左　右）。适当降低供电电压，可促进无功功率的有效减少，但若供电电压过　低，就会对电力系统电气设备的正常工作与运行产生严重影响。因此，　在实际工作中，要积极探寻有力措施，确保电力系统供电稳定。　综上可知，主要用电设备，如电力变压器以及同步电机等、供电电　压、电网频率波动等是影响电网功率因数的几种最主要的因素，因此，　为实现降损节能、促使低压网能够无功就地平衡，有必要积极探寻行之　有效的提高低压电网功率因数的方法途径。　３．低压配电网无功补偿方法探讨　３．１跟踪补偿。此种无功补偿方式的控制保护装置通常为无功补偿　投切装置，并采用该投切装置，于大用户０．４ｋｖ母线上补偿低压电容器　组。跟踪补偿方式运行可靠、灵活，且具有较小的运行维护工作量，补　偿效果良好，应用的范围多为视载功率超过ｌ０Ｏｋ、　的专用变配电用户。　该补偿方式的主要缺陷在于具有相对较大的首期投资，且无功补偿投　切装置较为复杂。　３．２随器补偿。这一补偿方式是一种以低压保险为媒介，将低压电　容器接干配电变压器二次侧，进而对其空载无功进行补偿的武功补偿　方式。在空载或者轻载的情况下，变压器的空载励磁无功则为配变的　主要无功负荷。对于用电单位而言，其配变空载无功是其主要的无功负　荷，着部分损耗在轻载配变的供电量中占有非常大的比重，并增加了　电费单价，增加了经济损失。运用随器补偿方式，可对配变的空载无功　进行有效地补偿，且接线简单，并可实现对农网的无功基荷进行有效　限制，最终促进无功就地平衡实现，且经济性较好，是有效降低电网损　耗，实现无功补偿的有效途径。　３．３随机补偿。此种无功补偿方式，主要是通过电机、保护装置等，　实现电动机与低压电容器组的并接与同时投切，其优势在于易于安装、　配置灵活、投资少，无需对补偿容量进行频繁地调整，并随着用电设备　的运行与停运，随之投入与退出，事故率相对较低，可对用电单位的无　功负荷实行有效地限制，适用于以励磁无功补偿为主的电机无功消耗　补偿。　４，无功补偿的效益　目前，电力系统运行环境愈加复杂化，电力系统中连接了各种容量　不等且数量庞大的感性设备，使电网既须有功功率，也须无功功率。据　相关资料显示，如果电网平均功率因数处于０．７－０．８５的范围之内时，　用电企业所消耗的无功功率约为８０％左右的有功功率。若将功率因数　适当提高至０．９—０．９５之间，那么在有功消耗中，无功消耗会降低５０％左　右，从而对用电企业的无功功率输入有效减少，进而促进企业的效益提　高。　４．１提高设备的利用率。就供电设备而言，若有功功率一致，随着电　网功率因数的提高，减少负荷电流，则会增加供电设备的功率储备，提　高负荷传送功率的效率，从而有效满足负荷的增长需求。对于新建企业　而言，还可使设备容量有效降低，并促进其投资费用有效减少，同时，提　高电网的功率因数，在某种程度上还能是企业选择的变压器的容量得　到有效降低，确保其运行的基本电费得以减少。　４．２节省企业电费开支。由于国家电价制度中，规定了不同企业的功　率因数值，若高于规定数值，可相应减少电费；若低于规定的数值，需　要多收电费，从而对企业的功率因数进行了限制，可见，提高功率因数　对企业具有直接的经济效益　４．３降低系统的能耗。补偿前后线路传送的有功功率不变，Ｐ＝　ＩＵＣＯＳ＠，由于ＣＯＳ　提高，补偿后的电压Ｕ２稍大于补偿前电压Ｕ１，为　分析问题方便，可认为Ｕ２＂Ｕ１从而导出Ｉ１ＣＯＳ巾１＝Ｉ２ＣＯＳ审２。１￣Ｉ１／Ｉ２＝　ＣＯＳ＠２／ＣＯＳ￣ｌ，这样线损Ｐ减少的百分数为：　△Ｐ％＝（１一Ｉ２２／Ｉ１２）ｘ１００％＝（１一ＣＯＳ２￣ｂ１／ＣＯＳ２，ｂ２）×ｌ００％　当功率因数从０．７０－０．８５提高Ｎｏ．９５时，由（２）式可求得有功损耗将　降低２０％－４５％。　４．４改善电压质量。以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路　电阻和电抗为Ｒ、Ｘ，有功和无功为Ｐ、Ｑ，则电压损失ＡＵ为：　ＡＵ＝（ＰＲ＋ＱＸ）／Ｕｅ×１０－３（ＫＶ）两部分损失：ＰＲ／ｕｅ一输送　有功负荷Ｐ产生的｝ＱＸ／Ｕｅ－－－，输送无功负荷Ｑ产生的；配电线路：ｘ＝　（２＂４）Ｒ，△Ｕ大部分为输送无功负荷Ｑ产生的变压器：ｘ＝（５～ｌ０）Ｒ　ＱＸ／Ｕｅ＝（５　１０）ＰＲ／Ｕｅ变压器△Ｕ几乎全为输送无功负荷Ｑ产生的可　以看出，若减少无功功率Ｑ，则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电　动机的起动。因此，无功补偿能改善电压质量（一般电压稳定不宜超过　３％）。但是如果只追求改善电压质量来装设电容器是很不经济的，对干　无功补偿应用的主要目的是改善功率因数，减少线损，调压只是一个辅　助作用。　结论　本文集中探讨了无功补偿技术对用电单位的低压配电网的影响以　及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益，讨论了如何确定无功　功率的补偿容量，确保补偿技术经济、合理、安全可靠，达到节约电能的　目的。　参考文献　【１］李博．无功补偿装置设计初探［Ｊ】．国外电子测量技术，２００８年０８　期　【２】刘学军．浅析电力系统的无功补偿问题【Ｊ】．内蒙古科技与经　济，２００９年Ｏ８期　作者简介　苏景琳（１　９７８一），男，汉族，甘肃平凉人，平凉供电公司发　电部门技术主管，研究方向：电力节能发电。　李丽霞（１　９７９－），女，汉族，甘肃平凉人，平凉供电公司电力　调度业务主办，研究方向：电力调度工作。

第５３卷第２期　２０１７年２月　氯　碱　工　业　Ｃｈｌｏｒ—・Ａｌｋａｌｉ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｖｏ１．５３，Ｎｏ．２　Ｆｅｂ．，２０１７　

【供电与整流】　

下网电力率调整电费增加原因及改善措施　

冯乐　，王坤，李专成，肖林　

（陕西北元化工集团有限公司，陕西榆林７１９３１９）　

［关键词］整流；有功电量；无功电量；功率因数；电力率调整电费　［摘要］分析了陕西北元化工集团有限公司下网电力率调整电费增加的原因，并提出了改善措施。　［中图分类号］ＴＭ４６　［文献标志码］Ｂ　［文章编号］１００８—１３３Ｘ（２０１７）０２—０００１—０４　

Ｃａｕｓｅｓ　ｏｆ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｉｎ　ｐｏｗｅｒ－ｆａｃｔｏｒ－ａｄｊｕｓｔｅｄ　ｏｆｆ－ｇｒｉｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｃｈａｒｇｅ　

ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　

ＦＥＮＧ　Ｌｅ，ＷＡＮＧ　Ｋｕｎ，ＬＩ　Ｚｈｕａｎｃｈｅｎｇ，ＸＩＡＯ　Ｌｉｎ　

（Ｓｈａａｎｘｉ　Ｂｅｉｙｕａｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｙｕｌｉｎ　７　１９３　１９，Ｃｈｉｎａ）　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ；ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ；ｐｏｗｅｒ　ｆａｃｔｏｒ；ｆａｃｔｏｒ－ａｄｊｕｓｔｅｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｃｈａｒｇｅ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃａｕｓｅｓ　ｏｆ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　Ｓｈａａｎｘｉ　Ｂｅｉｙｕａｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．　ｉｎ　

ｐｏｗｅｒ・ｆａｃｔｏｒ—ａｄｊｕｓｔｅｄ　ｏｆｆ－ｇｒｉｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｃｈａｒｇｅ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．　

陕西北元化工集团有限公司（以下简称“北元　

化工”）热电分公司作为集团公司自备电厂，装有４　

台１２５　ＭＷ发电机组，在４炉带４机正常运行情况　

功率因数和电费关系

2007年08月24日 星期五 16:06

水利电力部

文件

国家物价局

功率因数调整电费办法

（83）水电财字第215号文件1983年12月2日

鉴于电力生产的特点，用户用电功率因数的高低对发、供、用电设备的充

分利用、节约电能和改善电压质量有着重要影响。为了提高用户的功率因数并保

持其均衡，以提高供电用双方和社会的经济效益，特制定本办法。

功率因数的标准值及其适用范围

功率因数标准0.90，适用于160千伏安以上的高压供电工业用户（包

括社队工业用户）、装有带负荷调整电压装置的高压供电电力用户和3200千伏

安及以上的高压供电电力排灌站；

功率因数标准0.85，适用于100千伏安（千瓦）及以上的其他工业用户

（包括社队工业用户），100千伏安（千瓦）及以上的非工业用户和100千伏安

（千瓦）及以上的电力排灌站；

功率因数标准0.80，适用于100千伏安（千瓦）及以上的农业用户和趸

售用户，但大工业用户未划由电业直接管理的趸售用户，功率因数标准应为

0.85。

功率因数的计算

凡实行功率因数调整电费的用户，应装设带有防倒装置的无功电度表，按

用户每月实用有功电量和无功电量，计算月平均功率因数；

凡装有无功补尝设备且有可能向电网倒送无功电量的用户，应随其负荷和

电压变动及时投入或切除部分无功补尝设备，电业部门并应在计费计量点加装有

防倒装置的反向无功电度表，按倒送的无功电量与实用无功电量两者的绝对值之

和，计算月平均功率因数；

根据电网需要，对大用户实行高峰功率因数考核，加装记录高峰时段内有

功、无功电量的电度表，据以计算月平均高峰功率因数；对部分用户还可试行高

峰、低谷两个时段分别计算功率因数，由试行的省、市、自治区电力局或电网管

理局拟订办法，报水利电力部审批后执行。

电费的调整

根据计算的功率因数，高于或低于规定标准时，在按照规定的电价计算

出其当月电费后，再按照“功率因数调整电费表”（表一、二、三、）所规定的

SOLAR ENERGY 03/201850技术产品与工程

0 引言

新能源场站(风电、光伏)在电网中既发电

又用电，是双方向电力用户，计量点装设双向计

量电能表。目前，电网供电公司根据《功率因数

调整电费办法》要求，对新能源场站下网用电执

行功率因数考核，考核标准为0.9。新能源场站

普遍存在下网用电力率调整电费过高的问题，给

新能源发电企业造成了不必要的费用支出。

本文结合目前新能源场站下网电费计算公

式，以及多功能电能表中的正、反向无功设置，

分析了影响场站下网电费的因素，并提出了利用

无功补偿装置进行无功调整的原则和措施。

1 场站下网电费及功率因数的计算

1.1 下网电费计算

新能源场站按用电类别属于大工业用电(部

分场站还包含一般工商业用电类别)，电价根据

不同用电类别分别执行各自峰谷分时电价，其电

费计算公式为：

电费=电量电费+力率调整电费 (1) 电量电费=∑计费有功电量(i)×销售电价(i) (2)

力率调整电费=(电量电费–代征基金及附

加)×力率调整电费增减率 (3)

式中，i为1天中的不同时段，即峰段、平段、

谷段。

代征基金及附加是指电网替政府代征收的各

类基金和附加费，包括国家重大水利工程建设基

金、农网还贷资金、大中型移民后期扶持资金、

可再生能源电价附加等。

由式(1)～式(3)可知，除价格外，影响新能

源场站下网电费的因素还有计费有功电量和力率

调整电费增减率。由于新能源场站的用电主要是

设备空载损耗及辅助设备用电，每月用电有功电

量变化幅度不大。因此，主要因素是力率调整电

费增减率。力率调整电费增减率与功率因数高低

有关，功率因数越低，力率调整电费增减率越大，

具体可查《功率因数调整电费办法》得知。

1.2 场站功率因数计算及电能表无功四象限定义

1.2.1 场站用电功率因数计算

功率因数，一般称为力率，用cosφ表示。新能源场站降低用电力率调整电费的方法

中广核新能源宁夏分公司 ■ 吴旭业* 李国庆 陈刚

收稿日期：2017-12-05 通信作者：吴旭业(1984—)，男，本科、工程师，主要从事电气设备生产运维方面的工作。29267606@根据新能源场站下网电费计算公式，新能源场站(风电、光伏)发电、用电时的特点，以及多功能电能表无功四象限定义及设置，分析了影响场站下网电费的因素，找到了提高新能源场站用电功率因数、降低力率调整电费的方法，并提出了利用无功补偿装置进行无功调整的原则和措施。无功补偿装置；新能源；功率因数；力率调整电费摘 要：