摘要：由于今朝我国在配网中普遍采用的变电所低压母线集中抵偿和配电变压器低压侧集中抵偿等方式，不能抵偿低压电网中年夜的无功消耗。该文针对低压网的特点，从工程现实动身，提出了低压线路无功抵偿方式及活络度分析法与无功份直接分析法两种计较方式，以肯定抵偿电容的好安装位置和容，并计议了现实运用中电容器的在线动态控制。计较讲明，在低压线上投进无功抵偿后，年夜年夜下降了线损，经济效益显著，可以推行采用。
1 前言
无功抵偿作为连结电力系统无功功率平衡、下降网损、提高供电的一种重要措施，已被普遍运用于各电压品级电网中。合理选择无功抵偿，能够有用地维持系统的电压水平，提高电压稳定性，避免年夜无功的远距离传输，从而下降有功网损，削减发电费用，提高装备哄骗率，无功抵偿的合理运用是电力企提高经济和社会效益的一项重要课题。然而，作为无功抵偿的一个重要组成部门，低压网的无功抵偿研究，至今仍处在低级阶段，很少有关这方面的文献，在现实运用中更是少之又少。实践讲明，广州的配电网线损中，低压网的线损占了近70％，是10kV线线路损及配变变损总和的两倍多。本论文连系工程现实，提出了针对树状低压网的无功抵偿化算法，用 C++编制了开式网络无功抵偿可视化实用法式，并提出了低压无功化抵偿的在线动态控制方式。研究功效已在广州低压配电网上起头运用，取得秀效果。
2 无功化模子及算法
2．1现实工程中肯定好抵偿容和位置的简略单纯计较方式
假设无功负荷是沿线路平均散布的，有关文献介绍了一种简略单纯实用的近似计较方式，即2／3法例。
(1)斟酌单点抵偿，经由过程计较求得(略往计较进程)：
即对单点抵偿而言，抵偿地址应装设在距线路首端为全线的2／3处，抵偿容为全线所需无功容的2／3。
此时，抵偿度为：KB=Q/Q0=66.7%
线损下降率为△P/△P0=88.9%
(2)斟酌n个抵偿点：
好安装位置。分歧的电容器好安装位置计较式为：
好安装位置下的单组无功抵偿容计较为：
需要说明的是，上述方式针对的是梳状网而非树状网，而且现实电网线路中无功负荷基本不成能平均散布，是以采用此近似计较前必需将现实网络的树状网简化成梳状网。
2．2活络度分析法
活络度分析法是一个选择与节点无功有关的，对系统有功消耗影响年夜的位置的系统进程。抵偿电容问题为受约束的寻问题，其中方针函数是求年节省的年夜值，以潮水方程约束为等式约束，以节点电压、抵偿电容运行限为不等式约束。数学上可以表达为以下：
不等式约束为：
KP.KE.KR和划分是削减功率，削减能和削减容的折算常数；△PL.△EL.△S划分是功率消耗削减，能消耗削减和容削减值；CQ暗示电容的成本，它取决于抵偿电容组的容，包括相关部件和安装的费用。
活络系数是用来肯定抵偿电容后对削减有功和能消耗影响年夜的节点，即总网损PL对第i个节点的无功Qi导数，表达为：
计较进程以下：
计较每一个节点活络系数，凭据它们各自的活络度系数按降序排列；在先级别排列前的节点暂时抵偿一个单元的电容；检验是否知足约束条件，若是可行，计较年节省费用；接着在先级表的下一个节点抵偿一个单元的电容；与前面的方案进行比力；保留年节省费用年夜的方案，重复迭代，直到年节省费用不再削减为止。凭据现实允许情况，选择先级高的一个节点，或几个节点投进电容，形成若干候选方案。
2．3无功份直接分析法
支路电流可以分为两个部门：有功电流和无功电流。由支路电流的有功和无功电流引发的的功率消耗可以写为：
对于固定的单电源辐射状配电网结构，由支路电流有功部门引发的消耗PLa不能再削减，可是支路电流的无功部门引发的消耗PLr可以经由过程就地抵偿部门无功来使传输的无功削减，进而使网损到达小值，计较方式与活络系数法类似，计较进程以下：经由过程潮水计较，求得各支路电流；求出所有节点获得年夜节省消耗时对应的电容容；电容值升序排列，找出对消耗节省影响年夜的节点投进电容；重复计较，直到消耗节省值不再增年夜为止。
3 低压无功化抵偿的在线动态控制
经由过程前面的计较，已肯定了电网中无功抵偿装配的安装容和位置。由于低压网负荷散布的涣散性和随机性，在现实运用中还要解决的问题是若何实时控制电容器的投切，即投切的判据是什么、投(切)几多、什么时辰投(切)。
3．1电容器投切判据的计较
今朝的智能无功自动抵偿装配，较多采用的投切判据是：以无功负荷的需求作基本判据，以电压上、下限约束作辅助判据。依照2／3法例，以单点抵偿为例，计较方式以下(见图1)：
(1)如电网数据由变压器低压出口侧集中收集，则按全线路所需无功总负荷的2／3投进抵偿电容。
(2)如电网数据由抵偿点就地收集，则按抵偿点(后)线路所需无功负荷的两倍投进抵偿电容。
由于低压负荷波动年夜，没有纪律，这两种方式都可能造成由电源或由抵偿电容器提供的无功传输距离过远，致使线损增年夜，甚至造成电容器闲置或过抵偿。
(3)对此，连系两种数据收集方式，笔者提出一种新的抵偿判据计较方式：
即抵偿点以后线路所需无功，全数由抵偿电容提供，抵偿点之前线路所需无功，一半由电源提供，另外一半由电容器提供。这样，就能够年夜限度地削减无功传输的距离，从而实现无功化的在线动态控制。这类方式，一样适用于两点或多点抵偿。
3．2现实运用中电容器投切的控制方式
上述计较方式只是理论计较的数学模子，式中0。、Q1是投进电容路的无功功率，假设投进电容抵偿后在变压器出口侧和抵偿点(后)就地现实测得的无功功率划分为Qf、Qh，显然有：Qf≤Q。，Qh=Q1。对应上述3种计较模子，现实控制投切的判据划分是：
(1)对应变压器出口侧集中收集：Qc=2Qf
(2)对应抵偿点就地收集：Qc二2Qh
(3)对应两种数据收集方式相连系：Qc=Qf+Qh
随着抵偿电容器的逐级投进(切除)，Qh连结不变，而Qf慢慢变小(变年夜)，直到合适控制投切的判据，即取得无功平衡，电容器遏制投切。
4 工程运用实例
以广州西区某台630kVA农网变压器低压侧的左、右两侧的380V电网为算例，运用法式进行计较。低压网划分由185mm2、95mm2、50mm2、25mm2、16mm2等5种规格的铜导线组成，平均负荷率80％，平均功率因数0．7，经简化后，左侧线路节点个数33个，主干线和长的支线长度共680m；右侧线路节点个数41个，主干线和长的支线长度共710m(见图2、图3)。
计较成效显示：左侧线路好抵偿位置为距电源节点430m处，好抵偿容为120kvar；右侧线路好抵偿位置为距电源节点420m处，好抵偿容为100kvar。
无功抵偿前后电网的参数对比见表1。
凭据计较成效在低压线路装设无功抵偿装备，采用两种数据收集方式相连系的方式控制抵偿电容的投切，并用电网监测仪划分收集了安装前后电网的现实数据进行对比，分析验证化的现实效果。成效讲明，无功抵偿后功率因数较着提高，电压有所改善，经现实丈线路结尾电压值平均提高了近15V，变压器输出的有功、无功电能、线电流较着减小，左侧线路有功电能约减小了240kWh／天，右侧线路有功电能约减小了190kWh／天。假设线路上的有功、无功日用电基本连结不变，因丈时间相隔不远，这类假设是基本可行的。那末，减小的输出电能就可视为勤俭的线损，以每kwh电平均售价0．6元计较，天天年夜约可勤俭258元，抵偿装备的投资不到一年就可收回，而且能发生持久效益，这还不包括由于电流减小节省的变压器消耗。若是在10kV馈电线上各台配变的低压线路上都进行无功抵偿，还可改善10kV线路的线损和电压。
5 竣事语
经由过程实例验证讲明，在低压线路装设无功抵偿装备后，电压较着改善，装备哄骗率年夜年夜提高，线损较着减小，经济效益显著。虽然装设在线路上的无功抵偿装备要承受日晒雨淋，其运行的靠得住性和稳定性，是否真的做到全自动、长寿命、免维护等，这些都还有待时间和运行实践的考验，抵偿装备的安装在相当水平上也要受情况条件的制约，但由于与其它抵偿方式相比具有显著的越性，可以预见的是，低压线路的无功抵偿，在电网中将会获得越来越普遍的运用，抵偿技术也会越来越成熟。