电压质量差别电价

电压质量差别电价DifferentPricingofElectricPowerBasedontheVoltageQuality唐寅生TANGYin-sheng（湖南电力调度通信中心，410007长沙）（HunanElectricPowerDispatching&CommunicationCenter,Changsha410007,China）摘要：电压质量是电能的重要指标之一。用电压（幅值）质量特征指标，衡量发电厂上网电能的电压质量是否合格；同理，用电压质量特征指标，衡量变电站下网电能是否影响了电压质量合格，并实施《电压质量差别电价》，可以促进电网节能深入持续发展。Abstracts:Voltagequalityisoneoftheimportantindicatorsofelectricpower,thevoltageamplitudequalityindicatorisusedtomeasurethevoltagequalityofthepowerofferedbythepowerplant,similarly,Usingthevoltagequalityindicatortomeasurethevoltagequalityofthepowerofferedbythegrid,andcarryoutthe“DifferentPricingofElectricPowerBasedontheVoltageQuality”,willpromotetheenergysavingofthepowergridtodevelopthoroughlyandcontinuously.关键词：电压质量差别电价促进节能提高电压质量Keywords:Differentpricingofelectricpowerbasedonthevoltagequality,promote,energy-saving,raisethevoltagequality.电网降损的潜力每年约有500亿千瓦时。挖掘这500亿千瓦时，不仅要靠新技术，更需要制度创新。《电压质量差别电价》可以促进电网节能深入持续发展。1、电网线路损耗与降损潜力发电厂的上网电量经过超高压电网、高压电网、配电网和企业电网向用电企业送电，电流（I）经过输电线路和变压器电阻（R）时因发热产生的功率损耗（△P＝3×I2×R），叫做线路损耗。发电厂送入电网的电能量叫做供电量，电网售给企业的电能量叫做售电量，供电量减去售电量等于线损电量，线损电量除以供电量等于线路损失率，售电量除以供电量等于输电效率。通过优化电网结构，减小电网电阻达到降低线损的目标，叫做结构降损。城乡电网改造后，电网结构已经得到了很大改善，现已无大问题。通过电力系统无功优化调度，减少电网中无功的流动数量，缩短电网中无功的流动距离，达到降低线损的目的，叫做运行降损。这是我们讨论的主题[1]。表1是我国电网历年线损率情况，表2是2006年国网线损率在各级电压电网中的比重分析。表1:历年线损率指标完成情况Table1Thecompletesituationofthelinelossratioindicatorsinthepastyears年份19801981198219831984198519861987198819891990线损率（%）8.938.988.648.538.288.188.158.488.188.188.06售电量（亿kWh）23892505268528573203331535713967430846254926年份19911992199319941995199619971998199920002001线损率（%）8.158.298.528.738.778.538.208.138.107.707.55售电量（亿kWh）5329595965587159778483308780893894991057311608年份20022003200420052006线损率（%）7.527.427.046.676.48售电量（亿kWh）1297613776.4615973.5818119.6921070表2:2006年国网线损率在各级电压电网中的比重分析Table2TheanalysisoftheproportionofthelinelossratioindifferentvoltagelevelpowergridintheStateGrid电网10千伏及以下35至110千伏220千伏及以上比重(%)43.0126.2330.761998年以前，我国电网线损率一直徘徊在8.0%以上。1998年开始城乡电网改造，通过优化电网结构，线损率逐步下降到8.0%以下，2005年后下降到6.5%左右。但是降损的潜力还是很大的。提高电网需求侧无功电力的自给能力及水平和电网无功优化运行是降低线损,提高电压质量,保证电网安全稳定运行的关键[2]。如果当前电网需求侧功率因数按0.80-0.90计算，功率因数提高到1.0，降损潜力约有500亿千瓦时。2、激励电网降损的制度创新2.1尽快重修《功率因数调整电费办法》在用户电网中实施《电压质量差别电价》，就是实施《功率因数调整电费办法》。五十年代制定,八十年代修订的《功率因数调整电费办法》[3][4],对促进用户装无功补偿设备，节约电能，起了一定作用。但是，二十多年来，电网、用户、无功补偿及电能计量技术都发生了很大的变化，现行《功率因数调整电费办法》已不能适用节能、改善电压质量和提高社会经济效益的需要，需要重新修订。现行办法明显存在以下缺陷①考核功率因数标准太低现行办法考核标准分:0.80、0.85、0.90及不考核等四类。按2006年3.53亿千瓦用电负荷计算,用户缺电容器2.0亿千乏。危害是：①电网不替用户补偿，就会降低电网电压；②电网多投资30%的电容器费用约240亿元；③降低电压质量；④增加线路损失约500亿千瓦时。②考核月度平均功率因数完全违背了无功电力也必须遵循的实时平衡的原则。不利于电网降损节能，不利于提高电压质量。③高功率因数段奖励标准偏低当用电量为10000千瓦时，欲将功率因数从0.85提高到0.86,需要补偿无功电量2670千乏时，减收电费0.5%；欲使功率因数从0.95提高到0.97，需要补偿无功电量7810千乏时，减收电费0.2%。客观上形成了不支持用户提高功率因数。尽快重修《功率因数调整电费办法》重修《功率因数调整电费办法》的主要内容包括:提高功率因数考核上限标准为1.0和考核实功率因数。⑴提高功率因数考核上限标准为1.0用户做到无功就地平衡是电网降损的关键，有利于各方[5]。有利于用电企业可以从减少低功率因数罚款中得到补偿回报，一般在2~3年就可回收投资。其次大大降低企业供电网络中电能损耗，年节能约180亿千瓦时，提高电压质量，挖掘设备供电能力，提高用电设备的运行稳定性与生产效率。有利于电网用电企业做好无功就地补偿，减少了电网中的无功输送，有利于电网安全节能优质供电。首先是可以减少电容器补偿投资约250亿元，其次是年节能约500亿千瓦时，如供电标准煤耗按0.374kg/kWh计算，年节约2150万吨标准煤，约折合原煤4300万吨，也改善了电力系统的电压质量和安全稳定状况。有利于国家用电企业提高了生产效率，降低了成本，增加了效益；供电公司的输电能力输电效率提高了，电网运行得更加安全稳定优质经济，自然利于国家。与此同时，还将促进我国机械、电器与仪表行业的可持续发展，扩大就业市场，有利于拉动内需和促进我国GDP的增长。有利于人类年节约2150万吨标准煤，相当于减少二氧化碳气体排量5590万吨。⑵考核实时功率因数《分功率因数电能表》将每个时刻积分的有（无）功电量按照不同的功率因数特征分别累积存储在对应的功率因数分段存储单元中，对不同的功率因数分段的累积电量分别计算增减电费和总电费，符合用电企业的实际，更科学合理，符合科学发展观，有利于降损，有利于提高电压质量，有利于电网稳定运行。《功率因数调整电费办法》修订前后用电企业电费的计算方法⑴修订前例如，以A代表用户的月有功电量(kWh)，B代表月无功电量(kvarh)，其月度功率因数为ABarctgcos，查“表”得到其对应的增减电费调整率λ，如果有功电价为K(元/kWh)，则该用户当月的总电费为：1KAW⑵修订后例如，分功率因数电能表记录的总电量及不同功率因数分段的有功电量分别为A、A1、A2、A3……（kWh），不同功率因数段所对应的电费调整率相应分别为λ1、λ2、λ3……，则可得出对应的调整电费及总电费为：...332211AAAAKW2.2创新制订《电压质量差别电价》执行新修订后的《功率因数调整电费办法》,将有效的管好0.4~10千伏电网的降损节能。制订《电压质量差别电价》目的是有效的管好110~500千伏电网的降损节能和电压质量。电网调度对发电厂、供电公司实行《电压质量差别电价》。区域电网联络线功率交换实行《电压质量差别电价》。⑴电压质量调控的本质电压质量调控不同于频率质量调控[6]。现代电力系统频率质量调控依赖于AGC，即依赖于几个调频厂（含联络线功率控制）的自动发电控制，电网调度实施考核。电压质量则依赖于接入电力系统中的所有发电厂与变电站的共同参与调控，只有所有发电厂与变电站各自的调控达到了规定的目标值，这个目标值就是优化值(optQ)，此时电网有无功优化潮流，电压质量好，线损低[7][8][9]。图1是某电力系统某时刻的optQ与电网无功优化潮流。所有发电厂与变电Figure1Theoptimalreactivepowerflowofthe500kVline站的各自调控都达到了规定的目标值并标于图中。电压质量好，标于图中；输电损失小，大负荷方式下线损降低4.32MW，4.9%；小负荷方式下线损降低0.7MW，25.2%，日降损电量约（4.32+0.7/2）24=60MWh。⑵电压质量特征参数由⑴可知，发电厂与变电站与电网的无功交换值Q，称为电压质量特征参数。在给定电压约束下，当Q＝optQ时，电能的电压质量合格；当Q≠optQ时，电能的电压质量不合格[10][11]。电压质量特征参数的目标值（合格值，或优化值）是实时量，它随时变化。MudanXiaoliuYaomengShuangheYuxianFenghuangMountNanchangGeheyanGezhoubaConvertstationGangshiYuntianMinfengWuqiangxi0-j156530kV0-j1560+j156100-j231531kV100+j75100-j720+j22531kV100+j192100-j19250+j142533kV108+j245108-j2401.9-j381.9+j34120+j63532kV0-j970+j970+j47532kV259+j145259-j138597+j6534kV100-j4100+j4100+j8534kV0-j40+j40-j4534kV116-j111116+j1110+j161533kV2.8-j472.8+j47120-j142533kV113-j116112+j116130+j79532kV17.5-j7417.5+j75105+j26532kV123-j95123+j96122-j189122+j185图1：500kV无功优化潮流图⑶《电压质量差别电价》电网降损和提高电压质量建立在无功的就地、分层平衡基础上，即电网无功优化运行的基础上[12][13]。电网无功的就地、分层平衡不只是发电厂的责任，不只是变电站的责任，不只是用电企业的责任，不是哪一家的责任，而是需要全电力系统的共同努力和尽责的。每一个发电厂、每一个变电站调整无功电压的责任就是按照电网无功优化的要求随时调整无功出力，使其与电网连接界面上的无功交换值随时接近于优化值。发电厂的电压质量特征参数等于优化值，此时发电厂上网的电能就是电压质量合格的电能，电网输送电能