农村电网节能降耗的可行性应用

邸哲清，霍宇波，李明擎

（山西省电力公司朔州供电分公司农电组,山西朔州,034000）

我国电网存在一些问题，我根据自己在农村电网管理中的经验结合实际电网的运行结构，总结了一些经验，如果大家有不同意见，可以商榷。

1 我所在地区为山西地区朔州市，其电网运行大致情况如下

1.1 许多地方电网的运行不合理动态静态负载结构不平衡，大量老旧变压器同网运行，无功补偿率不够合理，造成事故率高,损耗高。

1.2 农村电网管理低下，从业人员素质不高，种种因素造成电网运行效率较低。

1.3 农村电网中的补偿多为同杆并架、串联电容补偿、动态和自动投切等先进技术应用面不广。致使线损和网损居高不下。

面对农村电网运行中实际特点，针对某县级农村配电网的实际情况，通过山西朔州怀仁县10kV 0.4kv实际线路的综合网损，提出了线路无功补偿和优化方法，对于电源输出端进行静态并联，用户接入节点加入动态。给个别较大用户进行端对端补偿，另外变压器在配电网中数量较多，s9 s11型号多，更新和改造的一些老旧变压器，减小设备自耗，使整个电网的安全可靠运行。加速淘汰该地区老旧高耗能变压器。根据现场实际峰谷平数据理选择合理变压器容量、可以分时段调节变压器分接头，力求达到负载平衡。农村电网中降耗，现实的办法只能通优化线路和选取节能变压器加上无功补偿来实现。

2 电力10kva补偿技术计算办法

三相总功率计算式为：

其中：S为电网实时视在三相总功率，单位（千伏安）

P为三相实时视在有功功率，单位（千瓦）

Q为三相无功功率，单位KVAR

U为三相线电压，单位kV;

I为三相线电流，单位A

φ为功率因数弧度角。

无功当量的概念，是计算线损的技术依据，但是其目的只是建立一个初期理论依据。

终端电源输出有功功率P（KW）和整个输电网路无功功率Q，有功功率损耗和无功功率损耗分别为：

R为电力网中平均电阻（欧）、可以用接地电阻测试仪，测试相关数据，U为电力网中实时运行电压（千伏）

电源端输出用功功率是静态，无功功率的动态补偿Qc。可就算出功功率损耗。

式（4）中的表示为：终端输出1kvar无功功率时，实际线路中降低的有功功率损耗值，这个比值称为无功经济当量，以Cj表示。

（1）线路产生的无功功率Q越大，补偿后减少的有功功率损耗值越大。

（2）线路的电阻R越大，补偿后减少的功率损耗值越大。说明了补偿地点与无功电源的电气距离越远，则效果越好。

（3）补偿地点的电压u降越大，补偿后产生效益越大。

（4）2Q-Qc的差值越大，补偿后的效益越大。但是补偿容量的大小根据计算得出，最好与实时测量结果确定。

以上并不能作为电力网最优补偿的根据，而只是简便地确定无功补偿的地点和容量。必要时可以与现场采集术数据不对，加以设备修正系数。

典型的农电电网布局如下。（1）；图（1）所示：

3 无功补偿容量的最优分布

通过计算获得补偿容量以后。需要现场进行数据采集，不能以计算结果为准。通过实时数据域计算结果进行比对，获取修正系数确定最优方法。我在现场采用fluk1902电力质量分析仪，大概以一年峰谷数据求平均值选取，采用动态加静态方式。按照等网损微增率准则，当电网各补偿点的网损微增率相等时，全网的无功补偿容量才有最优分布。如何确定网损微增率，以下为计算推导：

3.1 考虑到农网接入多样复杂性，计入无功网损时，应用拉格朗日乘数法，则可计算求得最优分布条件。

式中△P∑：补偿后总功率减少数（千瓦）

Qc1… Qcn为1、2…n段位需要无功补偿电容容量（千发）

△Qci、△Q∑：补偿后i段无功损耗减少数，总无功损耗减少数（Kvar）

QLi： i 段输配电线路的无功损耗功率。

从（9）、（10）计算推理，，当终端输出总有功损耗（△ P∑）对各负荷接点的无功补偿容量Qc1… Qcn的偏导数（各网损微增率）相等时（都等于常数λ），全网的无功补偿容量具有最最分布。

而对于农村电网中的辐射网络，各线路电阻和无功负荷为已知，全网无功补偿容量Qc，要是全网的有功网损为最小，各条线路的无功补偿容量应按下式确定：

式中

Q1、Q2…Qn为各条辐射线路的无功负荷（Kvar）

Qc1、Qc2…Qcn为各条辐射线路的无功最优分布容量（Kvar）

（11）式即为总补偿容量确定后，按网损最小确定分布方式。即所谓的反比例法则。补偿点应选在λ≤γeq且为负值的结点。但是考虑电网实际。实际应用中最好选取平均值。无功补偿点先后顺序选择：距配电输出越远、无功负荷输出较大、选取λ值最大的结点进行补偿。然后按此序列补偿。但考虑农村电网的实际，节点中的较大用户。可以考虑单独补偿。

为此。我选择山西朔州市怀仁县区，一个10kv供电网络进行技术试点，如下为相关数据。选取两点地点。容量都为315kva变压器。。规格为s9 s11型。采取集中并联方法3×25kF，补偿方式为西安某厂家自动投切型。可以供其他农电工作者参考。

8月25日海北头东西台区总表电量

4 结论

通过以上实测数据表明，在农村现行电网中加装补偿装置很有必要。但是补偿的选择和经济性也很重要，现行市场中补偿分为。静态，动态，自动投切三种模式，其特点为。静态价格便宜，结构简单，只是电容器的串并组合，效果一般。动态补偿，价格中等，结构相对复杂。价格稍高，补偿效果较好。自动投切为高端使用，结构复杂。效果明显，以上是我在实际应用中的一些经验。欢迎大家指正。

[1] 华北电力设计院推荐电力网中负荷的经济功率因数