13、利用电容器降低配电系统功率损耗与改善电压

利用电容器降低配电系统功率损耗与改善电压

1. 引言

配电系统是电力输送至终端用户的最后环节。配电馈线将电力从配电网输送到各终端用户，把二次输电电压降至配电电压（11 kV），再经配电变压器二次侧为用户供电。配电系统存在技术和非技术损耗，研究表明，配电网会浪费约 13% 的发电量。随着系统负载增加，线路或变压器的电压降增大，导致用户端电压下降，影响电器性能和寿命，还会增加电流需求，造成更大的功率损失。

为解决这些问题，人们采用了多种方法，如网络重构、分布式电源（DG）放置和电容器分配。在配电系统中，并联电容器可减少功率损耗、改善馈线电压分布并延长设备使用寿命。但并联电容器的位置和大小至关重要，合理安装才能在降低成本的同时最大程度减少损耗。

2. 功率损耗

电力从发电厂输送到用户的过程中，会产生一定的功率损耗，可分为以下两类：
- 技术损耗 ：由电力系统导体和设备中的能量耗散导致，主要发生在电网的一次和二次线路。技术损耗通常因负载意外增加、系统电流和线路特性等因素引起，常见的是变压器和导体中的欧姆损耗以及变压器的铁损。技术损耗受多种因素影响，如过载、不平衡、低功率因数、馈线长度、系统老化、导体尺寸等。此外，设计规划不佳、负载估计错误、维护不当等也会导致技术损耗增加。
- 非技术损耗（NTLs） ：当未考虑外部行为、负载和环境因素时会产生 NTLs，主要原因是电力盗窃。

3. 电压调节

在电力系统中，输配电系统将能量输送给终端用户，几乎所有配电线路都存在一定程度的电压波动。为保证负载正常运行，系统需要提供相对稳定的电压，电