110kV及以下县级配电网无功优化补偿

110kV及以下县级配电网无功优化补偿附件：110kV及以下县级配电网无功优化补偿技术规范和典型应用模式（试行）国家电网公司农电工作部2007年4月目录前言II1.适用范围12.编制依据13.名词术语14.县级配电网无功优化补偿技术原则35.高压配电网无功优化补偿56.中、低压配电网无功优化补偿97.低压用户端无功优化补偿15前言为进一步规范和加强县级配电网无功优化补偿建设工作，增强县级配电网无功补偿和电压调控能力，配合新农村电气化工程的实施，实现无功精细化管理，提高农网无功综合管理水平，提升农网经济运行水平和电压质量，为社会主义新农村建设提供优质、经济、可靠的电力供应。根据国家电网公司农网“十一五”规划及远景展望、国家电网公司农网“十一五”电压质量和无功电力规划纲要，特制订本技术规范。本规范明确了县级配电网无功优化补偿的技术原则，给出了适用于高、中、低压配电网和低压用户端的无功优化补偿模式。1.适用范围本规范适用于110kV及以下县级配电网无功优化补偿的规划设计和建设运行工作。2.编制依据《电力系统电压和无功电力技术导则》《国家电网公司“十一五”电网发展规划》《国家电网公司农网“十一五”规划及远景展望》《国家电网公司农网“十一五”科技发展规划纲要》《国家电网公司农网“十一五”电压质量和无功电力规划纲要》《国家电网公司农村电网电压质量和无功电力管理办法》《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》《农村电网建设与改造技术导则》3.名词术语3.1县级配电网主要指为县（含旗、县级市、区）及其区域内城镇、农村及林牧区用户供电的110kV及以下电网。3.2高压配电网指变电所10kV母线及以上35kV、110（66）kV电网。3.3中低压配电网指变电所10kV母线及以下电网。3.4低压用户端指低压电网供电的各类负荷终端。3.5配电网无功优化技术指调节配电网无功潮流分布，降低有功功率损耗，保证配电网电压稳定和经济运行的技术措施。主要包括电压无功信息系统建设、无功电源建设与改造、电压无功优化补偿与控制技术等。电压无功信息系统建设技术，是指应用信息自动化采集、计算机技术等，实现配电网电压无功管理相关数据适时监测、采集、计算分析，得出电压无功优化配置和最佳运行方案的技术。无功电源建设与改造技术，是指根据优化计算结果，进行无功电源建设与改造的技术，包括设备选型、安装位置选择、补偿容量及补偿方式选择等。无功优化补偿及控制技术，是指依据电压无功优化方案，利用自动或手动控制手段，实现电压无功设备最佳配合的技术。3.6配电网全网无功优化指根据不同电压等级配电网历史的、实时的及预测的负荷情况，按照分层分区无功就地平衡的原则，经无功潮流优化计算，确定出电压无功设备最优或次优配置方案。一般分为配电网无功补偿规划优化和运行优化两部分。配电网无功补偿规划优化是指在统筹考虑全网现有及未来网架结构、设备状况及负荷情况的基础上，确定无功补偿设备最佳安装位置、类型和容量，达到降低网损、节省投资费用的目的。配电网无功补偿运行优化是指在现有电压无功设备和技术条件下，根据实际负荷变化及短期负荷预测，确定电压无功设备最佳配合方式，达到供电电压质量最好，网损最小，运行费用最小的目的。3.7无功优化计算指以电网网架结构不变、除平衡节点以外的各节点有功功率不随无功功率变化而变化、节点电压改变对系统频率及负荷影响忽略不计的假设条件下，按照平衡节点电压不越限、无功不越限，各节点电压不越限、无功不越限，各补偿节点无功不越限、无功不倒送，并列运行变压器无环流等约束条件，综合考虑电容（电感）补偿节点调节次数、变压器分接开关动作次数及可调范围等因素，实现网损最小，运行费用最小，供电质量最好，变压器分接开关、电容器、电抗器动作次数最少，安全裕度最大、负荷裕度最大的一种计算方法。3.8配电网全网无功优化补偿指根据电压无功优化计算结果，进行无功补偿设备及容量优化配置，调节电压无功设备配合关系，实现分层分区无功就地平衡，减少电能损耗，维持系统电压稳定的无功补偿方式。3.9无功经济当量减少无功功率所降低的有功功率损耗值与无功功率减少值的比值。即减少1kvar输送无功功率所对应减少的有功功率损耗值(kW)。4.县级配电网无功优化补偿技术原则4.1县级配电网无功优化补偿应树立全网无功优化思想，科学规划并组织落实无功优化补偿的技术措施。4.2县级配电网无功优化补偿应坚持“全面规划、合理布局、全网优化、分级补偿、就地平衡”的原则，结合高、中、低压配电网设备及负荷情况（主要是潮流分布），以特定的目标（提高功率因数、全网网损最小、年运行费用最小或年支出费用最小等）开展全网无功优化计算，确定最优补偿点和最佳补偿容量，并应将已有无功补偿设备配置作为初始条件纳入优化计算，充分利用已有设备资源。4.3县级配电网无功优化补偿策略为：集中补偿与分散补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，调压与降损相结合。高压配电网以变电站集中补偿为重点，中压配电网以10kV线路补偿和配电变压器低压侧集中补偿为重点，低压配电网以用户侧分散补偿为重点。4.4县级配电网无功优化补偿应根据全网无功优化结果，合理选择“自上而下集中-分散”或“自下而上分散-集中”优化补偿方式。“自上而下集中-分散”优化补偿方式是根据无功优化结果从高压配电网到低压配电网逐层实施无功优化补偿；“自下而上分散-集中”优化补偿方式是根据无功优化结果从低压配电网到高压配电网顺序逐层实施无功优化补偿。110kV及以下县级配电网无功优化补偿方式如图1所示。4.5县级配电网无功优化补偿应遵循相关国家标准、行业标准及文件的规定，结合各地区电网实际状况，因地制宜选用经济实用的无功优化补偿模式，积极采用动态补偿、平滑调节等新技术、新设备，有效推动无功补偿设备运行实用化。5.高压配电网无功优化补偿5.1高压配电网无功优化补偿技术规范5.1.1高压配电网无功优化补偿目标（1）主变压器高压侧功率因数最大负荷时应不低于0.95，低谷负荷时不高于0.95；二次侧功率因数不低于0.9。（2）35kV及以上用户供电电压正负偏差绝对值之和不超过标称系统电压的10%。（3）谐波治理符合GB/T14549-1993规定的要求，电压正弦波畸变率，110（66）kV小于等于1.5％，35kV小于等于3％。5.1.2高压配电网无功优化计算原则（1）以采集到的高压配电网各节点运行电压、无功功率和有功功率等实时（或代表日）运行数据以及电网设备实际运行状态为无功优化计算依据。（2）以高压配电网为统一整体，进行无功优化计算。（3）以无功、电压不越限，有载调压开关、无功补偿装置每天动作次数不越限等作为无功优化计算的约束条件。（4）以提高功率因数、减少系统有功损耗、减少年运行费用或减少年支出费用等来确定无功优化计算的目标函数。（5）采用成熟规范的无功优化计算方法或软件进行无功优化计算。5.1.3高压配电网无功优化补偿容量配置原则（1）35kV-110kV变电站无功补偿以补偿变压器无功损耗为主，适当兼顾负荷侧无功功率不足部分，补偿容量一般在主变压器容量的10%—30%之间选择。（2）110kV变电站单台主变压器容量超过40MVA时，每台主变压器应配置不少于两组的无功补偿容量。（3）110kV变电站单组无功补偿容量不宜大于6Mvar，35kV变电站单组无功补偿容量不宜大于3Mvar，同时单组无功补偿容量的选择还应考虑变电站负荷较小时无功补偿的需要。5.1.4高压配电网无功优化补偿装置配置原则（1）枢纽及相对重要的变电站，宜采用动态连续调节的自动无功补偿装置。（2）已安装固定电容器组进行无功补偿的变电站，其补偿容量如果在高峰负荷时处于欠补偿状态或低谷负荷时处于过补偿状态，可以根据负荷情况，加装一定容量的动态无功调节单元进行调控。（3）已安装自动投切无功补偿装置的变电站，其无功补偿容量如果已满足高峰负荷需求，可直接加装动态无功调节单元，实现无功补偿容量的动态连续调控。（4）新建或扩建变电站，条件允许时可直接装设动态平滑调节无功补偿设备，条件不允许时可装设自动投切无功补偿装置或固定电容器进行无功补偿。（5）无功补偿容量配置不合理、补偿容量不能够随负荷波动自动调节或高、低压配电网无功补偿容量存在“倒置”现象的变电站，应对其无功补偿装置进行改造，使无功容量配置趋于合理化。5.2典型应用模式高压配电网无功优化补偿方式主要是在变电站进行集中补偿。5.2.1模式A：动态平滑调节无功补偿适用范围：在枢纽及相对重要的变电站，可采用动态平滑调节无功补偿模式，提高电网的电压稳定能力，实现变电站无功潮流的最优控制。动态平滑调节无功补偿模式如图2所示：其主要特点是：（1）可自动跟踪无功负荷变化而连续平滑改变无功补偿容量，补偿精度高、响应速度快。（2）可实现变电站无功动态就地平衡，降低电容器投切开关、有载调压开关的投切频率，延长其使用寿命。（3）安装方便，可靠性高，维护工作量小。5.2.2模式B：自动投切无功补偿适用范围：在负荷波动较大的变电站，可选用自动投切无功补偿模式，使无功功率尽可能实现分站、分压、分线平衡，降低高压配电网损耗。其主要特点是：（1）可根据无功负荷的变化自动投切电容器组，使功率因数和电压保持在规定范围内，避免出现较为严重的过、欠补偿现象。（2）可实现电容器组自动循环投切，使电容器及其配套开关设备使用几率接近，延长设备使用寿命。（3）能够与有载调压变压器配合，实现电压无功综合自动控制，并具有过电压等保护功能。（4）补偿级数（即补偿电容器分组数量）越多，补偿精度越高，装置成本越高，体积越大。（5）有触点开关投切电容器的操作容易产生合闸涌流和操作过电压，其日动作次数受限制。5.2.3模式C：固定无功补偿适用范围：在负荷变化相对稳定的变电站，宜安装固定无功补偿装置，补偿变压器空载损耗和无功基本负荷。其主要特点是：（1）不能随实际无功负荷的变化调整无功补偿容量，当无功负荷波动幅度较大时，容易发生过补偿或欠补偿现象。（2）固定无功补偿容量不宜过高，一般不应超过主变容量的15%，当主变压器轻载时，必须及时切除所投入的电容器，否则可能会因为过补偿造成电压升高，进而引发电网和设备事故。（3）接线简单，便于维护，适用于无功负荷较平稳的场所。5.2.4模式D:无功补偿+滤波适用范围：谐波污染较为严重的变电站，可选用无功调节单元与无源滤波器相结合的模式进行无功补偿和谐波治理。补偿方式如图3所示：其主要特点是：（1）在变电站进行集中无功补偿后，可就近向配电线路输送无功，同时还可兼顾谐波治理。（2）与单独安装无功补偿装置和滤波装置相比，成本低，维护工作量小。6.中、低压配电网无功优化补偿6.1中、低压配电网无功优化补偿技术规范6.1.1中、低压配电网无功优化补偿目标（1）315kVA及以上10kV配电变压器二次侧功率因数不低于0.92。100kVA及以上10kV配电变压器最大负荷时高压侧功率因数应不低于0.95；二次侧功率因数宜不低于0.9。中压供电的100kVA及以上电力用户，高峰负荷时其变压器高压侧功率因数不宜低于0.95。农业用户配电变压器低压侧功率因数应在0.85及以上，其他电力用户功率因数不宜低于0.90。（2）10kV三相供电电压允许偏差为标称系统电压的±7%。（3）10kV电压正弦波畸变率应小于等于4％。6.1.2中、低压配电网无功优化补偿计算原则（1）以采集到的中、低压配电网各节点运行电压、无功功率和有功功率等实时（或代表日）运行数据以及电网设备实际运行状态为无功优化计算的依据。（2）中压配电网以馈线为单位，低压配电网以台区为单位，根据负荷状况（最大负荷、一般负荷、最小负荷或指定负荷）进行无功优化计算。（3）以无功、电压不越限，无功补偿装置动作次数不越限，功率因数在合格范围内为无功优化计算的约束条件。（4）以提高功率因数、减少系统有功损耗、减少年运行费用或减少年支出费用等来确定无功优化计算的目标函数。（5）采用成熟规范的无功优化计算方法或计算软件进行无功优化计算。6.1.3中、低压配电网无功优