對(duì)現(xiàn)行功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)政策的修改建議

鄧 瓊

（黃石供電公司，湖北 黃石 435002）

對(duì)現(xiàn)行功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)政策的修改建議

鄧 瓊

（黃石供電公司，湖北 黃石 435002）

對(duì)現(xiàn)行功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)算分析，指出現(xiàn)行的無(wú)功電價(jià)政策在進(jìn)一步提高用電企業(yè)功率因數(shù)上存在的不足，提出修改現(xiàn)行無(wú)功電價(jià)政策的相關(guān)建議。

無(wú)功補(bǔ)償；功率因數(shù)；節(jié)能降損

功率因數(shù)是反映電力用戶用電設(shè)備合理使用狀況、電能利用程度及用電管理水平的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。為激勵(lì)用戶側(cè)開展無(wú)功負(fù)荷管理，我國(guó)從1983年開始執(zhí)行《功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法》（以下簡(jiǎn)稱《辦法》），目的是提高用戶的功率因數(shù)并保持其均衡，以此提高供用電雙方和社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益。

《辦法》實(shí)施后，在一定程度上激勵(lì)了用戶側(cè)參與電能質(zhì)量的改善，有利于無(wú)功就地補(bǔ)償，提高電壓質(zhì)量，減少供電線路損耗。不過近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力用戶種類和數(shù)量較1983年《辦法》制定時(shí)已發(fā)生了較大變化?，F(xiàn)行《辦法》中的用戶分類體系和獎(jiǎng)懲標(biāo)準(zhǔn)在進(jìn)一步提升電壓質(zhì)量、提高電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方面受到了限制。本文將從降損節(jié)能角度出發(fā)，分析《辦法》在實(shí)際運(yùn)用中存在的不足，并提出相關(guān)建議。

1 國(guó)內(nèi)現(xiàn)行無(wú)功電價(jià)政策

1.1《供電營(yíng)業(yè)規(guī)則》中對(duì)用戶功率因數(shù)實(shí)行的獎(jiǎng)懲依據(jù)

根據(jù)功率因數(shù)公式

《供電營(yíng)業(yè)規(guī)則》第41條規(guī)定：無(wú)功電力應(yīng)就地平衡，用戶需在提高用電自然功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)和安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，并做到隨其負(fù)荷和電壓變動(dòng)及時(shí)投入或切除，防止無(wú)功電力倒送。除電網(wǎng)有特殊要求的用戶外，用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)，應(yīng)達(dá)到下列要求：100 kVA及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為0.90以上；其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購(gòu)轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù)為0.85以上；農(nóng)業(yè)用電，功率因數(shù)為0.80以上。

凡功率因數(shù)不能達(dá)到上述規(guī)定的新用戶，供電企業(yè)可拒絕接電。對(duì)已送電的用戶，供電企業(yè)應(yīng)督促和幫助用戶采取措施，提高功率因數(shù)。對(duì)在規(guī)定期限內(nèi)仍未采取措施達(dá)到上述要求的用戶，供電企業(yè)可中止或限制供電。

1.2《辦法》對(duì)功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)及其適用范圍的規(guī)定

1983年的《辦法》規(guī)定了功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)及其適用范圍：①功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)0.9，適用于160 kVA以上的高壓供電工業(yè)用戶（包括社隊(duì)工業(yè)用戶）、裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的高壓供電電力用戶和3 200 kVA及以上的由高壓供電的電力排灌站；②功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)0.85，適用于100 kVA（kW）及以上的其他工業(yè)用戶（包括社隊(duì)工業(yè)用戶）、100 kVA（kW）及以上的非工業(yè)用戶和100 kVA（kW）及以上的電力排灌站。

比如：假設(shè)某用戶功率因數(shù)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為0.9，某月該用戶功率因數(shù)完成值為0.87，供電部門將根據(jù)功率因數(shù)調(diào)整表的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)該戶加收15%的電費(fèi)。

單一制功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)=目錄電度電費(fèi)×功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)增減率%。

兩部制功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)=（基本電費(fèi)+目錄電度電費(fèi)）×功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)增減率%。

2 現(xiàn)行無(wú)功電價(jià)政策存在的問題

2.1 高功率因數(shù)時(shí)電費(fèi)調(diào)整不合理

按照功率因數(shù)電費(fèi)調(diào)整考核標(biāo)準(zhǔn)繪制關(guān)系曲線，發(fā)現(xiàn)功率因數(shù)電費(fèi)調(diào)整率與功率因數(shù)呈分段線性化關(guān)系，如圖1所示。

數(shù)學(xué)語(yǔ)言有自身的特點(diǎn)，即符號(hào)性、概括性、邏輯性。一個(gè)詞語(yǔ)的理解不到位，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)題目解決失敗。所以數(shù)學(xué)邏輯的學(xué)習(xí)很重要。例如：不大于、任意、都、不都、或、且、恒成立、至少等含義的理解，對(duì)解題都有重要作用。在平時(shí)教學(xué)過程中，注意建構(gòu)一些典型的數(shù)學(xué)模型，積累它們的解題方法。

圖1 用戶功率因數(shù)與月電費(fèi)調(diào)整率關(guān)系

由圖1可以看出，獎(jiǎng)懲電費(fèi)比重對(duì)功率因數(shù)低的客戶影響較大，越低影響越大，但當(dāng)用戶的實(shí)際功率因數(shù)大于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，減免電費(fèi)的幅度變化不大。當(dāng)功率因數(shù)大于0.95時(shí)，電費(fèi)減少幅度基本不變，不利于用戶功率因數(shù)的進(jìn)一步提升，與電力系統(tǒng)的實(shí)際需要不一致。

2.2 現(xiàn)行考核標(biāo)準(zhǔn)較低，無(wú)功就地平衡率不高

現(xiàn)行功率因數(shù)考核標(biāo)準(zhǔn)分為0.80、0.85、0.90和不考核4個(gè)等級(jí)。若有100萬(wàn)kW的用電負(fù)荷，按0.80～0.90的考核標(biāo)準(zhǔn)，電網(wǎng)還需異地補(bǔ)償無(wú)功負(fù)荷47萬(wàn)～74萬(wàn)kvar，由此形成長(zhǎng)距離的無(wú)功輸送，影響了電網(wǎng)電壓質(zhì)量下降，同時(shí)線路損耗增加。

2.3 無(wú)功異地補(bǔ)償將造成較大的電能損耗

整個(gè)輸、變、配電網(wǎng)中無(wú)功異地補(bǔ)償產(chǎn)生較大的無(wú)功電流，造成較大的電能損耗。研究表明，功率因數(shù)從0.60上升到0.95時(shí)，電能損耗下降60%；功率因數(shù)從0.50上升到1.0時(shí)，電能損耗則下降75%。

2.4 考核方法單一

目前功率因數(shù)考核普遍采用的是月度平均功率因數(shù)，即通過安裝采用多功能表計(jì)，按月計(jì)量有功和無(wú)功電量，算其平均功率因數(shù)，供電部門每月根據(jù)功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)表進(jìn)行電費(fèi)考核，并不能動(dòng)態(tài)反應(yīng)用戶的實(shí)時(shí)無(wú)功情況，當(dāng)上半個(gè)月功率因數(shù)很低時(shí)，下半個(gè)月用戶可以采用超發(fā)無(wú)功、過補(bǔ)償來(lái)實(shí)現(xiàn)全月功率因數(shù)的合格，以此規(guī)避電費(fèi)考核，但實(shí)際該用戶已給電網(wǎng)造成了電壓質(zhì)量異常、線損增加的結(jié)果。

3 算例分析

以湖北黃石地區(qū)某煉鋼企業(yè)為例進(jìn)行實(shí)算分析。該電力客戶受電點(diǎn)有S9型變壓器10臺(tái)，容量共計(jì)9 350 kVA，運(yùn)行方式為分列運(yùn)行（即10臺(tái)變壓器一次母線并列運(yùn)行，二次母線用聯(lián)絡(luò)斷路器聯(lián)絡(luò)。正常運(yùn)行時(shí)，聯(lián)絡(luò)斷路器是分?jǐn)嗟?，這時(shí)變壓器通過各自的二次母線供給各自的負(fù)荷）。用電客戶的無(wú)功補(bǔ)償裝置總?cè)萘繛? 000 kvar，功率因數(shù)考核標(biāo)準(zhǔn)為0.90。

3.1 計(jì)算用相關(guān)依據(jù)

（1）供電線路為L(zhǎng)GJ-240導(dǎo)線，線路長(zhǎng)度2.2 km。

（2）客戶計(jì)量方式為高供低計(jì)，計(jì)量點(diǎn)在主變低壓側(cè)。

（3）實(shí)測(cè)日平均電壓為6.2 kV，24 h電流見表1。

（4）線損率計(jì)算依據(jù)《電力網(wǎng)電能損耗計(jì)算導(dǎo)則》（DL/T 686—1999），配電線代表日的總損耗電量為

式中：Iav(0)為0節(jié)點(diǎn)日平均電流，A；Req為配電線銅損等值電阻；ΔP0(j)為第j節(jié)點(diǎn)公用配電變壓器的額定短路損耗功率（銅損和鐵損），kW。

（5）計(jì)算軟件采用華中電網(wǎng)有限公司技術(shù)中心線損項(xiàng)目組編制的電網(wǎng)線損理論計(jì)算與分析系統(tǒng)(V3.0)。

（6）電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)國(guó)家發(fā)改委價(jià)格[2009]323號(hào)電價(jià)文，該企業(yè)電度電價(jià)為0.523 4元/kWh。

（7）電費(fèi)計(jì)算公式（假設(shè)該戶不執(zhí)行分時(shí)電價(jià)）：兩部制功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)=（基本電費(fèi)+目錄電度電費(fèi)）×功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)增減率%

3.2 計(jì)算結(jié)果

（1）按照不同的無(wú)功出力計(jì)算出當(dāng)天送往該企業(yè)的線路損耗率如表2所示。

表1 供電線路實(shí)測(cè)24 h電流 A

（2）獎(jiǎng)懲電費(fèi)表如表3所示。

（3）損耗折算電費(fèi)對(duì)比如表4所示。

從表4中可以看出，按以上的假設(shè)條件，客戶積極開展無(wú)功補(bǔ)償，功率因數(shù)從0.83提高到0.91，可以少罰1 681.16元。此時(shí)線損電量減少667.95 kWh，銅損減少239 kWh，折算成電費(fèi)為474.65元。對(duì)于客戶而言，由于功率因數(shù)提高，讓供電企業(yè)減少了906.95 kWh的電能損耗，節(jié)約474.65元電費(fèi)，企業(yè)本身也因此少罰1 681.16元，調(diào)整電費(fèi)對(duì)客戶提升功率因數(shù)起到了正向激勵(lì)作用?？蛻艄β室驍?shù)達(dá)到0.9以后，在供電企業(yè)電能損耗依然存在的前提下，功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)以獎(jiǎng)勵(lì)客戶為主。該企業(yè)功率因數(shù)完成值如果從0.91提高到0.99，得到供電企業(yè)獎(jiǎng)勵(lì)的電費(fèi)增加了276.35元，于此同時(shí)，供電企業(yè)供電損耗的電量實(shí)際減少了677.49 kWh，折算電費(fèi)為354.6元，兩者相差78.25元，獎(jiǎng)勵(lì)電費(fèi)低于損耗減少電費(fèi)，對(duì)用戶改善功率因素的激勵(lì)不足。一般而言，當(dāng)用電企業(yè)完成的功率因數(shù)超過0.9之后，企業(yè)由于所得收益不明顯，便不再關(guān)注無(wú)功補(bǔ)償，不利于線路降損和節(jié)能降耗活動(dòng)的開展。

（4）如果供電線路增加至4 km，則理論計(jì)算數(shù)據(jù)如表5、表6所示。

功率因數(shù)從0.91增加到0.99，獎(jiǎng)勵(lì)電費(fèi)增加依然是276.35元，但是損耗電量實(shí)際減少了760.69 kWh，折算電費(fèi)為398.15元，兩者相差121.8元，也就是說(shuō)傳輸距離越長(zhǎng)，功率因數(shù)獎(jiǎng)懲電費(fèi)的幅度相對(duì)電能損耗的下降越小，激勵(lì)效果越弱。

表2 某企業(yè)5種無(wú)功方案下的線路損耗率（2.2 km）

表3 獎(jiǎng)懲電費(fèi)

表4 損耗折算電費(fèi)對(duì)比

表5 某企業(yè)5種無(wú)功方案下的線路損耗率（4 km）

表6 損耗折算電費(fèi)對(duì)比

4 建議

無(wú)功補(bǔ)償是一項(xiàng)投資少、收效快的節(jié)能降損措施。加強(qiáng)用戶側(cè)無(wú)功負(fù)荷管理，提高用戶側(cè)功率因數(shù)，可以提升電壓質(zhì)量，降低電網(wǎng)電能損耗。結(jié)合實(shí)例計(jì)算，本文提出如下建議：

（1）功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的約束力度應(yīng)不低于用戶側(cè)的無(wú)功補(bǔ)償投入成本。建議調(diào)大功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的幅度，鼓勵(lì)用戶更好的開展無(wú)功補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)無(wú)功的就地平衡，提升電網(wǎng)節(jié)能降耗水平。

（2）建議提高和細(xì)化功率因數(shù)的考核標(biāo)準(zhǔn)，將0.8、0.9和0.95這3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分別調(diào)整為0.85、0.90、0.95，將用電容量作為主要的分界標(biāo)準(zhǔn)，少數(shù)用電容量很大的用戶，可以將0.98或者1作為功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)水平。為保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行，電網(wǎng)尖峰時(shí)段可考慮設(shè)置更高的功率因數(shù)考核標(biāo)準(zhǔn)，如：0.98。

（3）采用月度平均功率因數(shù)作為考核指標(biāo)，無(wú)法精確計(jì)算用戶負(fù)載變化引起的電壓和線損的變化，違背了電力系統(tǒng)功率實(shí)時(shí)平衡的客觀規(guī)律。建議采用分時(shí)功率因數(shù)和功率因數(shù)合格率作為考核標(biāo)準(zhǔn)，例如：某企業(yè)功率因數(shù)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為0.9，則通過特定的計(jì)量裝置，按小時(shí)取點(diǎn)，按月計(jì)算該企業(yè)小時(shí)功率因數(shù)達(dá)到或超過0.9的比重，電力部門用此比重作為執(zhí)行無(wú)功電價(jià)考核的依據(jù)。

（4）擴(kuò)大功率因數(shù)調(diào)整客戶的范圍。根據(jù)電力客戶無(wú)功管理原則及國(guó)外無(wú)功管理經(jīng)驗(yàn)，建議擴(kuò)大功率因數(shù)調(diào)整客戶范圍，將功率因數(shù)調(diào)整客戶范圍擴(kuò)大到50 kVA（kW）及以上電力客戶，更好地實(shí)現(xiàn)無(wú)功就地平衡。國(guó)家也可明確將50 kVA（kW）及以上的臨時(shí)用電客戶納入功率因數(shù)考核范圍，具備條件的地方可將更低標(biāo)準(zhǔn)容量的客戶納入考核范圍。

Recommendations of the current reactive power pricing policy modification

DENG Qiong
（Huangshi Power Supply Company,Huangshi 435002,China）

The paper analyzes current power?factor regulating tariff measures.It points out the deficiency of current reactive pow?er policy when managing further advance of electricity using corpo?ration’s power?factor.The paper suggests modification of current re?active power tariff policy.

reactive power compensation;power factor;ener?gy conservation and power loss reducing

TM714.3

C

1009-1831（2013）01-0034-04

2012-06-27；修回日期：2012-10-18