无功补偿调研报告

无功补偿调研报告一、无功补偿基本理论1.无功功率基本概念许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率。因此，所谓的“无功”并不是“无用”的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。无功功率单位为乏(Var)。2.无功补偿基本原理无功补偿是把具有容性功率负荷的装置与感性负荷的装置并联接在同一电路中，当容性负荷释放能量时感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间互相交换。这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿。3.无功补偿装置发展状况无功补偿装置行业在国内外飞速发展，已经渗透到电能的产生、输送、分配和使用的各个环节，广泛应用到工业系统、电力系统、交通系统、通信系统、计算机系统、新能源系统和日常生活中，是使用电能的其他所有产业的基础技术。随着近几年我国不断加大对电源、电网建设和改造的投资，无功补偿装置作为重要提高输配电质量和节能减排装置得到了较为快速的发展，在技术上有了较大的突破，成本方面也随着技术的不断成熟和普及不断下降。2010年无功补偿装置行业规模以上企业数量有184家，较往年增加16家。行业实现销售额300.22亿元，产品销售利润43.66亿元。目前国内外无功补偿装置市场处于领先地位的是:国外有ABB、西门子、阿尔斯通、东芝等外资或合资企业；国内一些企业包括许继集团、南瑞集团、南自、四方、泰开电气集团、荣信电气等，依靠自身研发力量或引进国外技术。我国对先进制造业的大力支持促进了无功补偿装置行业的发展，在全社会提倡节能减排和安全生产宏观背景下，产品市场需求仍将持续增长，给无功补偿装置企业的经营与发展带来良好的机遇与广阔的空间。二、电网中常用的无功补偿方式1.集中补偿：在高低压配电线路中安装并联电容器组。高压集中补偿是将高压电容器组集中装设在工厂变配电所的6~10kv母线上。补偿范围：只能补偿6~10KV母线前面所有线路上无功功率，此母线后的厂内线路的无功功率得不到补偿。优点：投资较少，便于集中运行维护，对工厂高压侧的无功功率进行有效的无功补偿，以满足工厂总功率因数的要求。缺点：经济效果差。应用：在大中型工厂中应用普遍。低压集中补偿是将低压电容器集中装设在车间变电所的低压母线上。补偿范围：能够补偿车间变电所低压母线前车间变电所和前面高压配电线路及电力系统的无功功率。优点：可选择容量较小的车间主变压器，比较经济；运行维护安全方便（低压电容器柜一般可安装在低压配电室内，只在电容器柜比较多时才考虑单设一房间）。缺点：节电效益差。应用：工厂中很普遍。2.分组补偿：在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联电容补偿电容器。补偿范围：能够补偿配电变压器的无功功率。优点：分组通常有利于对无功进行内部分区控制，实现无功负荷分区平衡，减少无功功率在变配电站以下配电线路中的流动，使内部线损显著降低。缺点：不如集中补偿便于管理；一次性投资较大；如果装设的电容器组未能分组，则补偿容量无法调整，可能会出现过补偿或者欠补偿。应用：车间或者多台小功率用电设备。3.就地补偿：在单台电动机处安装并联电容器。是将并联补偿电容器组装设在需进行无功补偿的各个用电设备旁边。补偿范围：能够补偿安装部位以前的所有高低压线路和电力变压器的无功功率。优点：补偿范围最大，效果最好。缺点：投资较大，利用率低（电容器组在被补偿的用电设备停止工作时，它也将被切除）。应用：负荷平稳、经常运转而容量大的设备（大型感应电动机、高频电炉）或容量小但数量多且是长期稳定运行的设备（荧光灯）。三、无功补偿容量计算假设总负荷为)(kwp，补偿前的功率因数为11cosa，现在要求将功率因数补偿到22cosa，则补偿前的视在功率为11psa，补偿前的无功功率2211ppaQ，补偿后的视在功率为22pas，补偿后的无功功率2222ppaQ，即需要补偿的无功容量为21QQQ。四、无功补偿在电力系统中的作用无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率损耗、稳定电压和提高供电质量，在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。安装并联电容器进行无功补偿，可限制无功功率在电网中传输，相应减小了线路的电压损耗，提高了配电网的电压质量。无功补偿的作用具体体现在：1.补偿系统电压，提高电压质量配电网中无功补偿设备的合理配置，与供电网的供电电压质量关系十分密切。合理安装补偿设备可以改善电压质量。由于越靠近线路末端，线路的电抗X越大，因此越靠近线路末端装设无功补偿装置效果越好。2.降低供电设备及线路的电能损耗安装无功补偿装置主要是为了降损节能，如输送的有功功率P为定值，加装无功补偿设备后功率因数由1cos提高到2cos，因为P=UIcos，即负荷电流I与功率因素cos成反比，又由于RIP2，则线路有功损耗将成倍降低。3.提高发供电设备运行效率在设备容量不变的条件下，由于提高了功率因数可以少送无功功率，因此可以多送有功功率。如需要的有功不变，则由于需要的无功减少，所需配电变压器容量△S也相应减少。4.延长设备使用寿命改善功率因数后线路总电流减少，使接近或已经饱和的变压器、开关等机器设备和线路容量负荷降低，因此可以降低温升增加寿命（温度每降低10℃，寿命可延长1倍）。5.提高电能质量无功补偿可以改善电能质量、降低电能损耗、挖掘发供电设备潜力、无功补偿减少用户电费支出，是一项投资少，收效快的节能措施。五、无功补偿设备市场概况5.1概况总结无功补偿市场包括用户侧无功补偿市场和输配网网内低压无功补偿市场两块。用户侧无功补偿市场和新增发电装机容量以及原有的保有装机容量改造需求直接相关。伴随着国内经济结构的调整，预计未来几年总的发电装机容量会保持7%左右的增速。考虑到未来对电网质量管理的不断加强，以及对原有无功补偿装置的替代更新，低压无功补偿的市场容量会进一步扩大，预计到2020年我国用户侧无功补装置需求容量会达到9729.5万Kvar,市场规模会达到144.31亿元。网内低压无功补偿市场尚处于示范推广阶段，预计未来伴随国网在低电压治理上投入的确定，网内低压无功补偿市场会呈现快速增长趋势。预计到2020年低电压治理市场规模会从2014年的2亿元增加到82亿元。按照无功补偿占据低电压治理20%的市场份额计算，预计到2020年网内低压无功补偿市场规模会达到16.4亿元。5.2部分厂家市场简介无功补偿所涉及的具体设备，根据与系统的连接方式可分为：并联型、串联型和综合型。目前市场上应用最多是并联型无功补偿设备，约占市场份额的90%以上。（部分厂家介绍）思源电气2014年，公司当年新增销售订单50.89亿元，同比上升0.67%。以前年度累计共有43.94亿元，订单结转至2015年度及以后年度执行。根据公司产品特点，公司从订单签定、生产制造、发货、调试验收，全周期一般约3至12个月不等，因此每年均有部分订单结转至以后年度执行。公司产品为大型输配电类产品，客户一般对该产品采购有较严谨的采购计划及后续施工进度计划，绝大多数订单都会得到有效执行，仅少数订单因特殊原因而被取消。220kV组合电器、SVG产品占市场份额较大，并具有较大的海外市场空间。重庆西威机电近十多年来，公司生产的无触点开关系列产品在全国各地已安装使用数为1500多台套（6000多个功能单元），无触点补偿装置系列已安装使用数为900多台套（300000KVAR），为公司无功补偿设备中销售量最大的产品。江苏南京亚派科技股份有限公司南京亚派科技股份有限公司主要产品范围涵盖城市轨道交通再生制动能量回馈产品、户外电能质量综合治理装置、有源电力滤波器、静止无功发生器、电网无功补偿设备、用户能效管理及低压元器件等，电能质量产品占市场份额10%左右。其主要产品有以城市轨道交通再生制动能量回馈装置、户外电能质量综合治理装置、A-SRC安全无功补偿柜、CPS-控制保护开关、A-SVG-S-A混合动态消谐补偿装置、A-APF抽屉式智能模块化有源电力滤波器（30-120A）、A-APF有源滤波器690V一体式整机。中誉电气中誉电气是专业从事高低压无功补偿装置、谐波治理技术及自动化控制等领域的科技研发、设计与产品制造的高新技术企业。其主要产品有低压静止无功发生器SVG、低压补偿及滤波成套装置系列、静止型动态无功补偿装置SVC、以及相应的高压系列产品、矿热炉专用补偿装置。坤友机电上海坤友机电有限公司集电力行业谐波治理为主要工作，其主要产品有谐波抑制器、电力监测仪、谐波电抗器、谐波检测、谐波治理、有源滤波装置、无缘滤波装置、各类继电保护器、警报信号装置、变频AC驱动器、软起动启动器、逻辑控制器等。其中，谐波治理及滤波装置占公司销售总量的35%左右。国电南瑞科技国电南瑞科技电网节能环保事业部是立足于电网企业，面向社会，市场化运作，专业化管理的节能服务公司。事业部主要从事电网节能领域的技术研究，项目实施和咨询服务。事业部业务范围涵盖电网的发、输、变、配、用等各个环节，专注于电网节能调度，电网综合能效管理系统、电网无功优化与协调控制设备、节能型导线和变压器应用、新能源消纳、需求侧管理和节能路灯应用、岸电、电动汽车应用等用户侧节能技术的整体推广和应用，为电网节能改造提供整体解决方案。配电网节能类产品主要有：配电网综合能效管理平台、低压无功补偿装置和台区一体化供电柜。5.3成套装置类型在无功补偿成套装置中，主要以SVC、SVG、APF、TBB为主，其中SVC成套装置应用更为广泛。六、推进思路和建议现在，无功补偿技术正面临新的挑战。用户对无功补偿技术提出了5点新要求：第一，设备响应速度快，能有效抑制电压波动及闪变。第二，适应能力强，即在各种场合与各种负荷配合下不发生谐波放大。第三，占地面积小，因为很多场合场地已固定，征地困难。第四，电压偏低与偏高时均具备较强的无功补偿能力。第五，能同时治理谐波与不平衡等多种电能质量问题，其中不平衡处理会造成产品造价的提升。七、结束语由于各种类型的无功补偿装置各有优势，均能满足一定目标用户的需求，各种无功补偿装置未来需求将有所差异，但总体来说将保持多种无功补偿装置共存，共同发展的局面。