（广东电网湛江雷州供电局广东湛江524200）
摘要：在电能传输的过程中，导线和电气设备会产生一定量的电能损耗，不利于电能的有效利用，因此，在电力传输过程中必须要降低配电网的电能损耗。通过无功补偿原理，根据该地区配电网的实际情况进行有效地精算措施具有非常重要的作用，基于此，本文分析了10kV配电网无功补偿优化配置，以期提供一些借鉴。
关键词：10kV；配电网；无功补偿；优化配置
配电网是电网系统中的重要组成部分。在当前的配网系统中，无功补偿装置能够有效提高配电系统的运行效率，并且是在配电线路的运行过程中能够有效降低无功损耗的有效措施。此外，电网系统比较密集的相关线路是造成其能源损耗较大的一大原因，无功补偿技术在配电网中的应用对电网的节能与平稳运行具有一定的阻碍性和制约性，从而保障配电网安全、可靠。
1无功补偿的基本原理
图1表示了正弦式交流电电路结构中电阻工件R，电抗工件X1-XC以及复阻抗工件Z三者之间的基本技术约制关系。在电路负载结构中不包含电抗元件的条件下，交流电压参数与交流电流参数之间具备同相位角关系，电路的负载结构中将不会出现无功功率。在电路负载结构中只包含感性电学元件的条件下，负载结构将会消耗无功功率。在电路负载结构中只包含容性电学元件的条件下，负载结构将引致无功功率的产生。
正弦交流电路的功率因数通常由复阻抗角的余弦函数值cosφ表示。功率因数通常由电路负载结构的技术性质，通常受电源的频率特征影响，但是不受电源中的电压和电源参数的强度变化影响。
电力能源输送网络在实际运行过程中，需要同时承载有功功率和无功功率，功率因数的实际计算值为电网有功功率与视在功率之间的比值，即：
在电网的有功功率P保持不变的技术条件下，如果电网线路中的无功功率强度Q处于不断增加状态，势必会引致功率因素计算值cosφ处于不断降低状态，继而引致视在功率呈现不断增加的变化趋势。
由于输电线路中实际功率水平呈现的不断降低趋势，为了保证电路中的所有负载设备维持正常运转状态，势必要求针对发电设备和输电设备实施容量扩展增技术改造，这种改造行为大幅提升了电力能源生产和配送系统的损耗水平，提升了我国输配电企业的成本投入规模。
2、10kV配电网无功率补偿方式
2.1变电站集中补偿方式
针对电源与输出电网的无功补偿平衡，对相应的确变电站进行集中实施，促使地区用电差异能够得到相对独立的满足，同时在输出电网10kV母线上架设补偿装置，以改善相对应功率因数和终端变电所内部电压的整合，促进无功补偿技术在配电网中具备降损前提。
2.2低压集中补偿方式
采取计算机智能化控制，将配电变压器低压侧作为核心进行的集中式无功补偿方式。其技术本身具备提高功率因数的特性，促使城市中相对应配电变压器和电网低功率损耗现象消失，并平衡了用户在电量差异和高峰中的功率差异。此种方法可以有效保护居民的用电质量，却针对线路电压和配电网有所局限，故而无功率情况方面体现稍弱。
2.3杆上补偿方式
此种补偿方式指的是在居民住宅外分区电杆上安装并联电容器以达到入户电压获得功率平衡的效果，在确切使用中可以达到降损升压的目的，对补偿方式而言也具备较为长期的实用性。可本身对于地区的适应性有所限制，安装环境和空间严重影响着补偿方式的使用，另外在经济成本上相对较高，在普及过程中受到较大阻力。
2.4用户终端分散补偿
用户终端分散补偿直接联系到用户本身，对用户末端进行无功补偿，在10kV配电网无功补偿中具有重大的作用，能够降低耗损，把电压维持在一定的水平。在应用这种方式进行无功补偿的时候需要按照配电变压器低压侧最大无功需求来确定安装的容量。这种补偿方式在发挥无功补偿的作用的时候也存在一定的缺陷，主要是指各配电变压器负荷波动的不同会造成大量电容器在较轻负载时闲置下来，不能对设备进行充分的利用。
3、10kV配电网无功补偿优化配置分析
电网的无功优化补偿，要结合具体电网的现状和各种无功补偿方式的特点，针对不同电压等级电网中存在的问题，进行无功补偿要充分考虑现有无功补偿装置的特性、技术和经济因素。现实中，在各地电网的实际建设及运行中，各级电网公司对110kV及以上电网系统的无功电源问题给予了充分重视，无功电源规划设计比较完善，但10kV及以下配电网系统的无功电源配置不尽合理。目前国内10kV配电网采用的四种无功补偿方式基本上基于某个采样点的无功情况进行补偿，不能综合考虑整个配电网的实时运行情况，而无功潮流在整个电网上是动态分布的，传统的补偿方式无法有效解决无功潮流分布不平衡、电压波动大等问题。
一般的无功优化配置问题都是针对系统在某一个典型负荷下的情况所进行的无功优化，即静态无功优化配置问题。面对一个复杂动态变化的电力系统，静态无功优化配置方法具有明显的局限性，静态优化配置只对电力系统的某一时间断面进行优化，忽略了各时间断面之间的内在联系，优化结果不能很好地满足实际电网的运行。而动态无功优化配置综合考虑多方面的因素，因此动态无功优化配置更具有实际意义。
针对静态无功优化的局限性，提出采用典型变化日负荷的动态无功优化配置的方法。根据配电网变电站所处的电缆位置、负荷密度、输电距离、主变容量、电压状况多少、负荷功率因数、配电装置型式、设备维护水平等因素，从电力系统角度出发，通过计算全网的无功数据，确定配电网的补偿方式，最优补偿容量和补偿地点，确定新建、扩建的配电网无功配置的优化措施。一般情况可按如下方法优化配置：
大型工业用户，无功配置应以用户端分散补偿方式为主，同时辅助于配电变压器低压侧集中补偿的方式，在公用和专用配变低压侧集中安装低压并联电容器柜，公用配变低压侧补偿率一般可安排在20%左右；农业用户无功配置应采用配电线路杆上补偿和配电变压器低压侧集中补偿相结合的方式，杆上补偿一般安装在线路距首端2/3处，容量选择线路平均无功负荷的2/3，一般不设分组投切，配变低压侧集中补偿设备的补偿率一般应达到30%以上；大型商业用户无功配置应以用户端分散补偿方式为主，在建筑物配电室低压侧集中安装足够的低压并联电容器柜，公用配变低压侧补偿率一般不超过20%；大型居民用户无功配置应以用户端分散补偿方式为主，在各住宅小区配电室低压侧集中安装足够的低压并联电容器柜，公用配变低压侧补偿率一般可安排在20%左右。对于小型工业用户、商业用户和居民用户配网无功配置可综合参考相应典型用户和农业用户无功配置原则执行。
4、无功补偿技术的优化实施方式
4.1随机补偿
将低压电容器组与电动机实施并行连接处理，在此基础上将控制装置、电动机以及保护装置三个技术部件同时实施投切操作，并以此实现无功补偿预期技术功效。随机补偿技术模式本身具备成本低廉、设备占地面积小、安装操作简便、技术稳定性强等优点。
4.2跟踪补偿
运用无功补偿投切装置，将低压电容器组与配电变压器设备的低压侧实施并行连接，继而实现无功补偿技术功效。这一技术能够实现对无功补偿进展状态的实时跟踪，在使用层次具有简便性，补偿效果较好，其缺陷在于成本较高，技术装置结构较为复杂且具备一定的发展局限性。
结语
城市发展需要完备的电网体系，我国电网产业工作的基本要素是工作生活所需的安全稳定的配电变压器设备，这也是未来发展信息化社会的前提条件。因而，采取有效改善措施推动发展无功补偿技术，不但保证了我国居民的生活。还能高效保障电器的使用安全。
参考文献：
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