客户功率因数调整电费及优化策略研究

周喜超，王维洲，郑 伟

（甘肃电力科学研究院，兰州 730050）

客户功率因数调整电费及优化策略研究

周喜超，王维洲，郑 伟

（甘肃电力科学研究院，兰州 730050）

基于客户功率因数电费管理办法在当前经济条件下存在一定弊端，分析功率因数调整电费对电网和用户的影响，提出分3种用户类型进行调整的方案和优化策略，并以甘肃电网实际数据为基础，实例验证了该方案的可行性，促进电网公司与用电企业之间在电网无功电压管理问题上协调一致，提高电压质量，降低电网损耗。

电压质量；功率因数考核；电费调整；优化策略

按照两部电价制度，用电客户总支付电费包括基本电费、电量电费和功率因数调整电费3部分，由此，功率因数作为电能质量的一个重要技术指标，被纳入到企业经济效益之中［1—2］。

随着电力电子技术的飞速发展，以及特高压、智能电网的建设，现行的功率因数调整电费办法已经不能有效促进用户改善功率因数，不能适应大电网安全优质经济运行的要求。为了适应电网向高电压、大容量发展的要求，深入贯彻国家节能减排的号召，迫切需要对现行功率因数调整电费办法进行修订，进一步促进用户改善无功补偿方式。

1 现行功率因数电费管理办法中存在的弊端

现行功率因数调整电费办法自实施以来，在一定时期内对促进用户安装无功补偿设备、节约电能起到了作用［3］。然而随着市场经济的发展和“两网”改造的结束，电网和用户的情况均发生了很大的变化，原功率因数调整标准影响了客户功率因数的继续提高，不利于减少电网中的无功输送容量，不能继续降低电网中的功率损耗，对电网的稳定性、电压水平、供电公司及用户的经济效益、节能减排等一系列因素都造成的一定影响。

1.1 月平均功率因数无法动态反映用户无功情况

现行功率因数管理办法不考核用户的实时功率因数，仅以月平均功率因数为考核指标，而平均功率因数并不能动态反映用户使用无功的性质，用户完全可能出现某时段内无功需求波动较大、但其平均功率因数数值却很好的情况，并因此而受到奖励［4—5］。然而，这种用户无功功率的不稳定性极易引起母线电压波动，甚至造成电压跌落，严重影响母线电压质量，危害系统安全稳定运行。

1.2 功率因数考核标准太低且阈值单一

目前考核标准共分0.8、0.85、0.9和不考核4种情况。用户无功负荷约占系统总无功负荷的75%，使得大量用户无功功率由电网异地补偿，电网中长期流动着方向为330 kV—220 kV—110 kV—10 kV—0.4 kV的无功潮流，造成大量的电网损耗。

2 功率因数调整电费产生的影响

功率因数调整电费管理办法的目标是协调供用电双边关系，引导与激励用电企业正确配置电容器，尤其投资动态无功补偿设备，实现无功就地补偿，以提高功率因数，减少电网损耗，改善电能质量，保障电网安全运行，同时减少动力用户电费开支，降低生产成本［6］。

2.1 对电网损耗的影响

以甘肃电网为例进行数据分析。甘肃电网位于西北电网的功率交换中心，与周边省份电网间输电线路中存在着巨大的无功电量流动，表1某年甘肃电网跨省功率交换数据显示：陕西电网、青海电网流入甘肃电网的无功电量很大，功率因数分别为0.796 7和0.933 6，使甘肃主网网损严重。

表1 某年甘肃电网跨省无功电量交换情况

当年甘肃电网从330 kV流入220 kV电网的无功电量3 372 GWh，功率因数仅为0.734，330 kV送110 kV电网的无功电量4 544 GWh，功率因数为0.973，330 kV电网流入低压电网的无功总量达7 916 GWh，省内各电压等级所占网损比例如图1所示。

由图1可见，35 kV、110 kV同比线路损耗最为严重，都达到了25%，由此可见，通过功率因数电费的经济杠杆，能够有效提高用户功率因数，可有效优化电网结构，降低电网损耗。

2.2 对用户经济效益的影响

这里将分析用户提高功率因数后对企业本身经济效益的影响。根据甘肃电网大中用户用电月报，选取2个用户的某月报表进行了分析。如表2所示。

表2 某用户的功率因数值及功率因数调整电费奖惩情况

如果用户自身功率因数能够达到考核标准0.90，则从表2可以看出，用户1每月需要增加无功补偿6 755 kvar，用户2当月需要增加无功补偿8 852 kvar。这样用户1当月可以减少功率因数调整电费支出1 137.11元，一年即可减少支出13 645.32元；用户2当月可减少功率因数调整电费支出1 440.11元，一年即可减少支出17 281.32元。考虑到增加无功补偿装置的投资和功率因数电费奖惩的对比，用户1补偿的无功设备投资大约需要15年将成本回收。可以看出，用户通过增加补偿设备提高自身功率因数后，所投入的成本可以在一定时间内收回，同时提高了电网的稳定性和用户用电质量的

可靠性，这不但对电网的安全稳定有益，而且对于用户的长远发展和保障自身的用电质量方面也起到较好的效果。

3 功率因数电费调整策略及优化方案

现有的功率因数电费调整办法有很多缺陷，己经不能满足电网安全的实际需要，不能起到监督促进作用。以甘肃电网的实际运行情况为例，提出分3种用户类型进行调整的策略，并以甘肃电网实际数据进行方案可行性分析。

3.1 A类

该类用户功率因数值并不是很高，但功率因数调整电费长期为负（即受到奖励）。由表3中统计的用户A的用电情况看出，其功率因数值在0.89～0.90的范围内，功率因数调整电费情况都处于被奖励状态，并且功率因数调整电费在总电费中的比例随着功率因数的变化而同步变化。用户A配置有YLM10.5-30-1型号的整组电容器300 kvar，从电网实际运行情况了解到，该用户侧电容器的投入率为45%，就达到了功率因数考核标准，但还需要从电网吸收部分无功，迫使与之相连的变电站常年补偿大量的无功给用户，线路上有大量无功流动，造成整个电网中线损增加，同时使得用户侧的电压并不能很好地满足用户生产的需要，对企业的经济效益和电网的健康发展形成一定的隐患。

因此，建议对该类用户应提高其考核标准至0.90或0.95，同时应时刻督促该类用户提高其无功补偿设备的投入率。当功率因数提高到0.90时，减少了功率因数电费奖励，这样既有利于电网的安全经济稳定优化运行，使得变电站的功率因数得到提高，减少线路的无功流动，保证用户的供电质量，同时又有利于用户企业的生产，对企业利润的增加，进而对社会产生一系列的经济效益，为促进该地区的发展作出贡献。

3.2 B类

该类用户功率因数值时高时低，在考核标准上下波动。由表4中统计的用户B的用电情况看出，其功率因数值波动范围在0.81～0.96之间，波动的范围较大。用户B配置有BW0.4-15-3型号的整组电容器75 kvar。从电网实际运行情况了解到，该用户的无功补偿安装容量完全能够满足需要，但投入率在50%～90%之间变化，投入率不高。在监管力度不足的情况下，存在从电网吸收无功的现象，这样不仅对电网的安全经济稳定运行造成了一定的影响，同时也不利于用户提高自身的经济效益，对自身的安全生产和产品合格率产生不利影响，进而不能很好地保证企业的经济效益。

因此，建议对该类用户加强其自身电容器投入率的管理，保证该类用户侧充足的无功补偿容量，减少企业自身的功率因数电费支出，减少相关线路上的无功输送量，提高变电站的功率因数，保证用户的电压质量。

3.3 C类

该类用户由于某些客观原因，功率因数总是偏低，达不到考核要求，功率因数调整电费为正（长期被罚）。由表5中统计的用户C的用电情况看出，其功率因数值在0.11～0.12范围之间，属于功率因数偏低的用户，需要从电网中吸收大量的无功才能得以正常运行。但是，经考核其功率因数值始终不能达到要求，以至于功率因数调整电费长期处于被罚状态。用户C配置有BSMJ0.4-8-3型号的整组电容器24 kvar，投入率达到了100%。从电网实际运行情况了解到，该用户的无功补偿只能达到这一标准，并且要对该处再增加无功补偿设备非常困难。

因此，建议在短期内对这类用户的功率因数考核标准适当下调，减少用户的功率因数电费支出。标准降低到0.75后，减少了惩罚费用，保证企业的经济运行，电网适当增发无功对其补偿，牺牲一定的网损来满足用户的安全生产。从长远来讲，建议该类用户尽快添置无功补偿设备，以满足自身无功的需求。

4 结束语

电力系统需求侧无功平衡是整个电力系统无功优化工作的基础，做好电力需求侧无功平衡是电网节能减排的基本策略。加快对现行功率因数调整电费办法的修订，能促使供、用双方相互支持、相互促进，有效地促进电力系统无功就地平衡，有力促进节能减排工作，对建设资源节约型社会有重要现实意义。

就目前需求侧用户无功补偿设备安装参差不齐的情况而言，功率因数调整电费办法已起不到经济杠杆的作用，建议提高考核标准或实行“只罚不奖”政策。同时，考虑对现行功率因数调整电费管理办法进行修订，提高商业用户的考核指标，并进一步实施具体措施，对实时功率因数进行考核。

表3 用户A的用电情况统计

表4 用户B的用电情况统计

表5 用户C的用电情况统计

：

［1］甘秀仕.电费与功率因数的关系［J］.电力需求侧管理，2007，9（2）：79-80.

［2］唐寅生.论“功率因数调整电费办法”的改革［J］.电力技术经济，2003，15（6）：5-6.

［3］唐寅生，蒋凯，钟锦群，等.关于重新修订《功率因数调整电费办法》的建议［J］.电力需求侧管理，2006，8（3）：21-24.

［4］潘恒，丁晓，徐爱华，等.用户无功考核新方法研究［J］.电力需求侧管理，2009，11（3）：19-22.

［5］徐楠，文福栓，余志伟.电力市场环境下的无功问题［J］.电力系统自动化，2006，30（11）：93-104.

［6］许芸.英国对电力用户的无功管理方式及其启示［J］.电力需求侧管理，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，吉林长春人，工程师，长期从事电能质量分析治理方面的研究；王维洲（1967—），男，甘肃临洮人，高级工程师，从事电力系统可靠性和电能质量分析治理方面的研究和管理工作；郑伟（1972—），男，浙江浦江人，高级工程师，长期从事电力系统电能质量及系统稳定性分析方面的研究。