基于用电信息采集系统的配电网无功补偿地点选择

裴坤远

（国网河南省电力公司郑州供电公司，河南 郑州 450006）

近年来，配电网的运行水平得到了广泛关注[1-3]，如何提高配电网稳定性、降低配电网损耗成为了重要课题。无功补偿是提高配电网电压稳定性和降低配电网损耗的重要手段，因无功补偿的原则是就地补偿平衡，所以无功补偿地点的选择显得尤为关键。随着智能电网的建设，通过用电信息采集系统可以获得配电网大量的基础数据[4-5]，根据专变和公变的功率因数，结合客户用电信息设置并计算选择指数，可以确定配电网专变和公变无功补偿的优先顺序，这是确定配电网无功补偿地点的一种十分经济有效的方式。

1 无功补偿地点选择指数的设置

配电网专变和公变无功补偿地点的准确选择是高效经济实施配电网无功补偿的关键，由于投资等因素，在配置有限的情况下，需准确选取无功补偿地点。本文设置无功补偿地点选择指数作为确定无功补偿地点的指标，计算方法如下。

式中：Y为无功补偿地点选择指数，数值大的专变和公变需优先进行无功补偿；cosφ为功率因数标准；cosφ'为实际功率因数。

通过用电信息采集系统采集专变和公变的功率因数，按照功率因数标准[6]，如配电网专变和公变的功率因数小于应执行的功率因数标准，则计算出本次的选择指数，同时计数1次，用N表示配电网专变和公变未达到功率因数标准的次数；如配电网专变和公变的功率因数不小于应执行的功率因数标准，则选择指数Y为0。用电信息采集系统冻结1次数据所需的时间用T表示，一般为15 min。在某一段时间内进行无功补偿地点的选择时，可将该时间段内的所有选择指数相加，得到该时间段内的选择指数。

2 无功补偿地点选择的实际应用

基于用电信息采集系统选择配电网无功补偿地点的实际应用见图1。

图1 基于用电信息采集系统选择配电网无功补偿地点的实际应用图

专变用户计量方式不同，计量装置安装位置也不同，高供高计安装在一次侧，高供低计安装在二次侧；公变一般为高供低计，计量装置安装在变压器低压侧。通过用电信息采集系统采集配电网专变和公变的功率因数，结合客户用电信息，按照功率因数标准，当配电网专变和公变的功率因数小于应执行的功率因数标准时就计数1次，同时经过分析计算得出选择指数，进而获得无功补偿最优地点。如有专变或公变的选择指数相同，则根据N的大小进行选择，N值较大的优先进行无功补偿。

2.1 配电网公变无功补偿实际应用

1）公变的台区考核表可记录公变的功率因数。

2）用电信息采集系统通过采集装置可采集到公变的功率因数。

3）每15 min冻结1次数据并上传至用电信息采集系统。

4）根据公变的功率因数标准，如采集到的公变实际功率因数小于功率因数标准，则计数1次，并计算出本次选择指数；如采集到的公变实际功率因数不小于功率因数标准，则本次选择指数Y为0。

5）通过计算机分析计算出某一时间段内配电网各公变无功补偿地点选择指数。

6）按时间段内公变选择指数大小进行排序，给出公变无功补偿最优地点。

2.2 配电网专变无功补偿实际应用

1）专变的计量装置可以准确记录专变的功率因数。

2）用电信息采集系统通过采集装置可采集到专变的功率因数。

3）每15 min冻结1次数据并上传至用电信息采集系统。

4）结合专变用户用电信息，确定其对应的功率因数标准，如采集到的专变用户实际功率因数小于功率因数标准，则计数1次，并计算出本次选择指数；如采集到的专变实际功率因数不小于功率因数标准，则本次选择指数Y为0。

5）通过计算机分析计算出某一时间段内配电网各专变用户的无功补偿选择指数。

6）按时间段内无功补偿选择指数大小进行排序，给出专变无功补偿最优地点。

3 无功补偿地点选择的实例分析

以实际运行的一条配电线路为例进行分析，该配电线路下有4台公变和6个高压专变用户，其中2个为高供高计专变用户，4个为高供低计专变用户。时间范围取配电网正常运行时间的1 h，用电信息采集系统冻结1次数据所需时间T=15 min，各类数据信息见表1。

表1 配电网专变和公变数据信息

经计算机的分析计算程序可计算出各专变和公变的无功补偿地点选择指数，序号1到序号10的专变和公变无功补偿地点选择指数Y分别为0，0，0.01，0.25，0，0，0，0.1，0.04和0.04，相应的N值分别为0，0，1，3，0，0，0，4，4和2。

根据计算结果可知，公变中序号4的选择指数最大，专变中序号8的选择指数最大，序号1、序号2、序号5、序号6、序号7的选择指数为0，无需进行无功补偿，序号9和序号10的专变选择指数相同，但序号9的N值较大，所以该配电线路公变无功补偿的优先顺序为4，3，专变无功补偿的优先顺序为8，9，10。

计算结果可为配电网无功补偿地点的选择提供依据。对于优先进行无功补偿的公变，供电企业可优先加装自动无功补偿装置，专变则需要向用户下发《用电检查结果通知书》，督促用户提高无功补偿装置的可靠性。该方法可有效改善配电网用电设备的功率因数，减少配电网损耗，提高配电网的电压稳定性。

4 结束语

智能电网的建设对配电网运行水平的要求越来越高，无功补偿是降低配电网损耗、提高电压稳定性的重要手段，其地点选择的准确性是配电网无功补偿的关键。本文介绍了一种利用用电信息采集系统中的数据确定配电网无功补偿地点的方法，首先介绍了无功补偿地点选择指数的设置，然后介绍了该方法的具体方案和实际应用情况，最后通过实例分析验证了该方法的可行性、经济性和有效性。