周喜超，王維洲，鄭 偉

（甘肅電力科學研究院，蘭州 730050）

客戶功率因數(shù)調整電費及優(yōu)化策略研究

周喜超，王維洲，鄭 偉

（甘肅電力科學研究院，蘭州 730050）

基于客戶功率因數(shù)電費管理辦法在當前經濟條件下存在一定弊端，分析功率因數(shù)調整電費對電網和用戶的影響，提出分3種用戶類型進行調整的方案和優(yōu)化策略，并以甘肅電網實際數(shù)據為基礎，實例驗證了該方案的可行性，促進電網公司與用電企業(yè)之間在電網無功電壓管理問題上協(xié)調一致，提高電壓質量，降低電網損耗。

電壓質量；功率因數(shù)考核；電費調整；優(yōu)化策略

按照兩部電價制度，用電客戶總支付電費包括基本電費、電量電費和功率因數(shù)調整電費3部分，由此，功率因數(shù)作為電能質量的一個重要技術指標，被納入到企業(yè)經濟效益之中［1—2］。

隨著電力電子技術的飛速發(fā)展，以及特高壓、智能電網的建設，現(xiàn)行的功率因數(shù)調整電費辦法已經不能有效促進用戶改善功率因數(shù)，不能適應大電網安全優(yōu)質經濟運行的要求。為了適應電網向高電壓、大容量發(fā)展的要求，深入貫徹國家節(jié)能減排的號召，迫切需要對現(xiàn)行功率因數(shù)調整電費辦法進行修訂，進一步促進用戶改善無功補償方式。

1 現(xiàn)行功率因數(shù)電費管理辦法中存在的弊端

現(xiàn)行功率因數(shù)調整電費辦法自實施以來，在一定時期內對促進用戶安裝無功補償設備、節(jié)約電能起到了作用［3］。然而隨著市場經濟的發(fā)展和“兩網”改造的結束，電網和用戶的情況均發(fā)生了很大的變化，原功率因數(shù)調整標準影響了客戶功率因數(shù)的繼續(xù)提高，不利于減少電網中的無功輸送容量，不能繼續(xù)降低電網中的功率損耗，對電網的穩(wěn)定性、電壓水平、供電公司及用戶的經濟效益、節(jié)能減排等一系列因素都造成的一定影響。

1.1 月平均功率因數(shù)無法動態(tài)反映用戶無功情況

現(xiàn)行功率因數(shù)管理辦法不考核用戶的實時功率因數(shù)，僅以月平均功率因數(shù)為考核指標，而平均功率因數(shù)并不能動態(tài)反映用戶使用無功的性質，用戶完全可能出現(xiàn)某時段內無功需求波動較大、但其平均功率因數(shù)數(shù)值卻很好的情況，并因此而受到獎勵［4—5］。然而，這種用戶無功功率的不穩(wěn)定性極易引起母線電壓波動，甚至造成電壓跌落，嚴重影響母線電壓質量，危害系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

1.2 功率因數(shù)考核標準太低且閾值單一

目前考核標準共分0.8、0.85、0.9和不考核4種情況。用戶無功負荷約占系統(tǒng)總無功負荷的75%，使得大量用戶無功功率由電網異地補償，電網中長期流動著方向為330 kV—220 kV—110 kV—10 kV—0.4 kV的無功潮流，造成大量的電網損耗。

2 功率因數(shù)調整電費產生的影響

功率因數(shù)調整電費管理辦法的目標是協(xié)調供用電雙邊關系，引導與激勵用電企業(yè)正確配置電容器，尤其投資動態(tài)無功補償設備，實現(xiàn)無功就地補償，以提高功率因數(shù)，減少電網損耗，改善電能質量，保障電網安全運行，同時減少動力用戶電費開支，降低生產成本［6］。

2.1 對電網損耗的影響

以甘肅電網為例進行數(shù)據分析。甘肅電網位于西北電網的功率交換中心，與周邊省份電網間輸電線路中存在著巨大的無功電量流動，表1某年甘肅電網跨省功率交換數(shù)據顯示：陜西電網、青海電網流入甘肅電網的無功電量很大，功率因數(shù)分別為0.796 7和0.933 6，使甘肅主網網損嚴重。

表1 某年甘肅電網跨省無功電量交換情況

當年甘肅電網從330 kV流入220 kV電網的無功電量3 372 GWh，功率因數(shù)僅為0.734，330 kV送110 kV電網的無功電量4 544 GWh，功率因數(shù)為0.973，330 kV電網流入低壓電網的無功總量達7 916 GWh，省內各電壓等級所占網損比例如圖1所示。

由圖1可見，35 kV、110 kV同比線路損耗最為嚴重，都達到了25%，由此可見，通過功率因數(shù)電費的經濟杠桿，能夠有效提高用戶功率因數(shù)，可有效優(yōu)化電網結構，降低電網損耗。

2.2 對用戶經濟效益的影響

這里將分析用戶提高功率因數(shù)后對企業(yè)本身經濟效益的影響。根據甘肅電網大中用戶用電月報，選取2個用戶的某月報表進行了分析。如表2所示。

表2 某用戶的功率因數(shù)值及功率因數(shù)調整電費獎懲情況

如果用戶自身功率因數(shù)能夠達到考核標準0.90，則從表2可以看出，用戶1每月需要增加無功補償6 755 kvar，用戶2當月需要增加無功補償8 852 kvar。這樣用戶1當月可以減少功率因數(shù)調整電費支出1 137.11元，一年即可減少支出13 645.32元；用戶2當月可減少功率因數(shù)調整電費支出1 440.11元，一年即可減少支出17 281.32元?？紤]到增加無功補償裝置的投資和功率因數(shù)電費獎懲的對比，用戶1補償?shù)臒o功設備投資大約需要15年將成本回收?？梢钥闯?，用戶通過增加補償設備提高自身功率因數(shù)后，所投入的成本可以在一定時間內收回，同時提高了電網的穩(wěn)定性和用戶用電質量的

可靠性，這不但對電網的安全穩(wěn)定有益，而且對于用戶的長遠發(fā)展和保障自身的用電質量方面也起到較好的效果。

3 功率因數(shù)電費調整策略及優(yōu)化方案

現(xiàn)有的功率因數(shù)電費調整辦法有很多缺陷，己經不能滿足電網安全的實際需要，不能起到監(jiān)督促進作用。以甘肅電網的實際運行情況為例，提出分3種用戶類型進行調整的策略，并以甘肅電網實際數(shù)據進行方案可行性分析。

3.1 A類

該類用戶功率因數(shù)值并不是很高，但功率因數(shù)調整電費長期為負（即受到獎勵）。由表3中統(tǒng)計的用戶A的用電情況看出，其功率因數(shù)值在0.89～0.90的范圍內，功率因數(shù)調整電費情況都處于被獎勵狀態(tài)，并且功率因數(shù)調整電費在總電費中的比例隨著功率因數(shù)的變化而同步變化。用戶A配置有YLM10.5-30-1型號的整組電容器300 kvar，從電網實際運行情況了解到，該用戶側電容器的投入率為45%，就達到了功率因數(shù)考核標準，但還需要從電網吸收部分無功，迫使與之相連的變電站常年補償大量的無功給用戶，線路上有大量無功流動，造成整個電網中線損增加，同時使得用戶側的電壓并不能很好地滿足用戶生產的需要，對企業(yè)的經濟效益和電網的健康發(fā)展形成一定的隱患。

因此，建議對該類用戶應提高其考核標準至0.90或0.95，同時應時刻督促該類用戶提高其無功補償設備的投入率。當功率因數(shù)提高到0.90時，減少了功率因數(shù)電費獎勵，這樣既有利于電網的安全經濟穩(wěn)定優(yōu)化運行，使得變電站的功率因數(shù)得到提高，減少線路的無功流動，保證用戶的供電質量，同時又有利于用戶企業(yè)的生產，對企業(yè)利潤的增加，進而對社會產生一系列的經濟效益，為促進該地區(qū)的發(fā)展作出貢獻。

3.2 B類

該類用戶功率因數(shù)值時高時低，在考核標準上下波動。由表4中統(tǒng)計的用戶B的用電情況看出，其功率因數(shù)值波動范圍在0.81～0.96之間，波動的范圍較大。用戶B配置有BW0.4-15-3型號的整組電容器75 kvar。從電網實際運行情況了解到，該用戶的無功補償安裝容量完全能夠滿足需要，但投入率在50%～90%之間變化，投入率不高。在監(jiān)管力度不足的情況下，存在從電網吸收無功的現(xiàn)象，這樣不僅對電網的安全經濟穩(wěn)定運行造成了一定的影響，同時也不利于用戶提高自身的經濟效益，對自身的安全生產和產品合格率產生不利影響，進而不能很好地保證企業(yè)的經濟效益。

因此，建議對該類用戶加強其自身電容器投入率的管理，保證該類用戶側充足的無功補償容量，減少企業(yè)自身的功率因數(shù)電費支出，減少相關線路上的無功輸送量，提高變電站的功率因數(shù)，保證用戶的電壓質量。

3.3 C類

該類用戶由于某些客觀原因，功率因數(shù)總是偏低，達不到考核要求，功率因數(shù)調整電費為正（長期被罰）。由表5中統(tǒng)計的用戶C的用電情況看出，其功率因數(shù)值在0.11～0.12范圍之間，屬于功率因數(shù)偏低的用戶，需要從電網中吸收大量的無功才能得以正常運行。但是，經考核其功率因數(shù)值始終不能達到要求，以至于功率因數(shù)調整電費長期處于被罰狀態(tài)。用戶C配置有BSMJ0.4-8-3型號的整組電容器24 kvar，投入率達到了100%。從電網實際運行情況了解到，該用戶的無功補償只能達到這一標準，并且要對該處再增加無功補償設備非常困難。

因此，建議在短期內對這類用戶的功率因數(shù)考核標準適當下調，減少用戶的功率因數(shù)電費支出。標準降低到0.75后，減少了懲罰費用，保證企業(yè)的經濟運行，電網適當增發(fā)無功對其補償，犧牲一定的網損來滿足用戶的安全生產。從長遠來講，建議該類用戶盡快添置無功補償設備，以滿足自身無功的需求。

4 結束語

電力系統(tǒng)需求側無功平衡是整個電力系統(tǒng)無功優(yōu)化工作的基礎，做好電力需求側無功平衡是電網節(jié)能減排的基本策略。加快對現(xiàn)行功率因數(shù)調整電費辦法的修訂，能促使供、用雙方相互支持、相互促進，有效地促進電力系統(tǒng)無功就地平衡，有力促進節(jié)能減排工作，對建設資源節(jié)約型社會有重要現(xiàn)實意義。

就目前需求側用戶無功補償設備安裝參差不齊的情況而言，功率因數(shù)調整電費辦法已起不到經濟杠桿的作用，建議提高考核標準或實行“只罰不獎”政策。同時，考慮對現(xiàn)行功率因數(shù)調整電費管理辦法進行修訂，提高商業(yè)用戶的考核指標，并進一步實施具體措施，對實時功率因數(shù)進行考核。

表3 用戶A的用電情況統(tǒng)計

表4 用戶B的用電情況統(tǒng)計

表5 用戶C的用電情況統(tǒng)計

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［1］甘秀仕.電費與功率因數(shù)的關系［J］.電力需求側管理，2007，9（2）：79-80.

［2］唐寅生.論“功率因數(shù)調整電費辦法”的改革［J］.電力技術經濟，2003，15（6）：5-6.

［3］唐寅生，蔣凱，鐘錦群，等.關于重新修訂《功率因數(shù)調整電費辦法》的建議［J］.電力需求側管理，2006，8（3）：21-24.

［4］潘恒，丁曉，徐愛華，等.用戶無功考核新方法研究［J］.電力需求側管理，2009，11（3）：19-22.

［5］徐楠，文福栓，余志偉.電力市場環(huán)境下的無功問題［J］.電力系統(tǒng)自動化，2006，30（11）：93-104.

［6］許蕓.英國對電力用戶的無功管理方式及其啟示［J］.電力需求側管理，2008，（1）：69-71.

Research of power factor electricity tariff adjustment on demand side and optimization strategy

ZHOU Xi?chao，WANG Wei?zhou，ZHENG Wei
（Gansu Electric Power Research Institute，Lanzhou 730050，China）

The affection of power factor tariff adjustment on pow?er grid and customers is analyzed based on the drawbacks of custom?er power factor tariff management method at present.The customers ard divided into 3 kinds to adjust and optimize program.Based on the Gansu grid data，the feasibility is tested by cases.The program can make coordination between power grid companies and power consumption enterprises on reactive power voltage management is?sues,improve voltage quality and reduce grid losses.

voltage quality；power factor check；tariff adjust?ment；optimization strategy

TK019

B

1009-1831（2010）06-0062-03

2010-05-10

周喜超（1982—），男，吉林長春人，工程師，長期從事電能質量分析治理方面的研究；王維洲（1967—），男，甘肅臨洮人，高級工程師，從事電力系統(tǒng)可靠性和電能質量分析治理方面的研究和管理工作；鄭偉（1972—），男，浙江浦江人，高級工程師，長期從事電力系統(tǒng)電能質量及系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方面的研究。