无功补偿的经济效益

无功补偿作为电网安全、经济运行的一个重要手段，一直受到高度的重视。它对提高系统电压水平、降低线路损耗、改善电厂功率因数、增强系统稳定起着十分重要的作用。本文重点讨论无功补偿降低线损及由此产生的经济效益。

1、无功补偿对考核指标线损率的改善

无功补偿由于提高电压，减小了线路上的无功流动，降损效果明显。线损率为线损电量占供电量的百分数，它是供电局的一个重要考核指标。无功补偿对改善考核指标线损率效果明显，但精确计算无功补偿后线损率的改变，计算量大、且无必要。本文推出一种用于衡量无功补偿对考核指标线损率的改善。

1.1 计算模型及方法

在电力网的实际运行中，用电能表计量统计出的供电量和售电量之差得到的线损电量，称为统计线损电量。在统计线损电量中，有一部分是电能在输、变、配过程中不可避免的，其数值由相应时段内运行参数和设备参数决定，如输电线路、变压器绕组、电容器的绝缘介质损耗等，这部分损耗电量习惯称“技术线损电量”；另一部分是由于管理工作上的原因造成的，如电能表误抄、无表用电等，这部分电量习惯称为“管理线损电量”。无功补偿主要降低技术线损中的高压线损电量，本文就是利用损失因数发计算这一部分线损变化。对于某电力网，增加无功补偿Qc后，线损功率下降值为△Pmax。则降损电量

式中 △Pmax——最大负荷降损功率；

△Pur——线损计算时段内的平均功率损失；

F——损失因子

t——电容器投运时间。

F=（时段t内电流平方的平均值I2rms）/（时段t内最大电流的平均值I2max） （2）

对于式（2）中的电流平方的平均值I2rms，一般以典型日负荷曲线计算即可 线损率

1.2 算例

设某电网计算负荷为6550MW，规划补偿容量200 Mvar。计算表面，线损功率由201MW下降到补偿后的175MW，降低了26MW。

根据调度部门提供的日负荷曲线，由式（3）可知

电容器投运率以40%计算，电容器投运时间为

由式（1）可得全年节省电量

高压线损电量

负荷消耗电量

故高压线损率

电容补偿后，降损率

由以上计算可知，高压线损为3%，通过补偿后，使其下降0.16个百分点，其意义重大不言而喻。

2、无功不行经济效益分析

随着市场经济的深化，目前各项投资都进行经济效益评估。无功补偿对提高电压水平、改善潮流分布、增强系统稳定作用明显，但其经济效益如何，尚不得而知。下面将在以上线损计算的基础上，对无功补偿经济效益进行分析。

2.1 计算方法

无功补偿经济效益来源于降损节能，投资的年收益P为节省电量所得收益扣除折旧费Z和维护费W的盈余。用以下公式计算

式中 △E——降损电量；

Eq——电容器的耗电量；

β——电价。

其中，降损电量△E可由式（1）计算，电容器的损耗电量Eq由

式中，Qc——无功补偿容量；

t——电容器的投运时间；

ζ——无功补偿设备损耗功率占补偿容量的比例，对于电容器补偿取0.5%，采用调相机取3%。

得到年收益P后，就可求得衡量投资经济效益的一个重要指标，投资回收期S，它是指建设项目自建成投资之日起，实际累积提供的盈利总额达到该项目建设用的投资总额之日止，所经历的全部时间。其计算公式为

2.2 算例

上述案列中，已求得降损电量△E为63654.4MW.h，电容器的年耗电量Eq由式（6）可得

电容补偿投资以10万元/Mvar计算，总投资为

年折旧费按折旧率10%计算为

运行维护费按2%计算，则年运行维护费为

供电单价ζ以0.30元/（KW.h）计算，由式（5）可得

投资回收期为

可见，无功补偿的经济效益十分明显。

3、结束语

本文推荐的这种计算无功补偿降损效果及无功补偿经济效益评估的简单、有效算法，可迅速、准确地计算无功补偿对考核指标降损率的改善及无功补偿工程良好的投资效益，对电网无功补偿工作有较大的推动作用。

无功补偿的经济分析

（1）以一家普通工业用电用户为例，配变容量：S=100Kva；有功功率：P=70KW；功率因数：cosθ=0.7；每日（按10小时）用电量为：A=700Kw.h

（2）该用户为安装无功补偿装置时，根据电价手册规定，普通工业用电的功率因数为0.7时，应增收7.5%的功率因数调节电费。如果电能电费按年平均值0.54元/Kw.h，则该用户每天增加的功率因数调节电费为

即供电部门对该用户加收的功率因数调节电费为28.35元。

（3）如果该用户安装无功补偿装置，功率损耗将明显减少，有功或无功电能都是靠各电压等级的线路输送的，在输送电能的过程中，线路上都有功率损耗。为简化计算程序，采用无功补偿经济当量来计算无功补偿的经济效益，即没安装1Kvar的补偿电容，相当于降低了多少Kw的有功损耗。查有关资料知，各种电压等级的无功补偿经济当量和该用户补偿后的降损功率表1所示。

表1各电压等级下的无功补偿经济当量和补偿后的功率损耗

电压（KV）|0.38|10|35 经济当量（KW/Kvar）|0.15|0.006|0.017 经济当量（KW/Kvar）|4.25|1.7|0.48

从以上数据可知，该用户每天在35/10/0.38kv线路上减小的有功功率损耗总和为：

每天减小的损坏电量为：

每天减少损耗电费为：0.54*64.30=34.72元

（4）改用户每天减少损耗的有功电量占每天供电量的比例为：

（5） 改用户如果按规定，将现有的用电功率因数从0.7提高到0.85，需安装电容 0.4Kvar/kw，70kw共需安装电容容量为0.4*70=28kvar。

无功补偿的经济效益比较

经无功补偿的经济分析后，对该用户作如下经济效益比较：

（1）补偿电容后，线损下降了8.41%；

（2）安装补偿电容器后，供电部门的经济效益损失要减少；

a、每天：34.72-28.35=6.37元

b、每月：按22天计，6.37*22=140.14元

c、每年：按264天计，6.37*264=1681.68元

（3）安装补偿电容后，用户的经济损失可减少；

a、每天：28.35元

b、每月：按22天计，28.35*22=623.7元

c、每年：按264天计，28.35*264=7484.4元

（4）据计算，安装补偿电容后，可提高2.83%的低压末端电压。

（5）增加了配变15kw的有功出力。

从以上的分析和经济效益比较，当用户的用电以上未达到规定值时，应就地安装电容补偿无功，即可减少供电部门的经济损失，又可减少用户的经济经济损失，还可以提高线路末端电压和配变出力，是降损增效的好措施。对企业来说，电容补偿更是降低企业成本、提高企业经济效益的好办法，是上策。

而不装设电容补偿，采用增加功率因数调节电费的办法，不仅部门在经济上收到损失，且用户收到更大的经济损失，是下策。

建议装机在5KW及以上的动力用户，安装电容补偿无功，减少经济损失。