并联无功补偿项目节约电量的计算中国电力企业联合会

1、ICS击此处添加ICS号点击此处添加中国标准文献分类号中华人民共和国国家标准GB/T XXXXXXXX并联无功补偿项目节约电力电量测量和验证技术规范Technical Specification for Measurement & Verification of Electric Power and Energy Savings for Parallel Reactive Power Compensation Project点击此处添加与国际标准一致性程度的标识（本稿完成日期：2016年8月11日）XXXX - XX - XX发布XXXX - XX - XX实施目次前言II1范围12规

2、范性引用文件13术语和定义14测量和验证的主要内容25测量和验证的技术要求26不确定度分析和评定7附录A（规范性附录）并联无功补偿项目节约电量的计算8附录B（规范性附录）无功经济当量值的计算13附录C（资料性附录）测量结果不确定度评定15前言本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。本标准由中国电力企业联合会提出并归口。本标准负责起草单位：中国电力科学研究院。本标准参加起草单位：国网湖南省电力公司电力科学研究院、国网甘肃省电力公司电力科学研究院、国网山东节能服务有限公司、南方电网综合能源有限公司、国网河南节能服务有限公司、许继（北京）电气集团公司、南瑞（武汉）能效测评中心、国网节能服

3、务有限公司。本标准主要起草人：*、*本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心。并联无功补偿项目节约电力电量测量和验证技术规范1 范围本标准规定了在供配电系统中安装并联无功补偿装置，在补偿装置正常和稳定运行条件下，因其连接系统中无功功率减少致使有功损耗降低所节约电力电量的测量和验证方法，包括并联无功补偿装置分类、测量和验证的主要内容、测试方案及技术要求、节约电力电量的计算和不确定度分析。本标准适用于并联无功补偿装置投运后节约电力电量的核证和节能效果的评价，同时指导变电站、电力线路、配电变压器、电网终端用电设备安装并联无功补偿装置的建设、改造及规划设计活动。2 规范性引

4、用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 16664-1996企业供配电系统节能监测方法GB/T 20298-2006静止无功补偿装置（SVC）功能特性GB/T 28750-2012节能量测量和验证技术通则JJF 1059.1-2012测量不确定度评定与表示DL/T 448-2000电能计量装置技术管理规程DL/T 686-1999电力网电能损耗计算导则DL/T 5242-201035kV220kV变电站无功补偿装置设计技术规定EVO 10000-1:2014国际

5、节能效果测量和验证规程 核心概念（International Performance Measurement and Verification Protocol Core Concepts）EVO 10100-1:2014国际节能效果测量和验证规程 统计数据和不确定性（International Performance Measurement and Verification Protocol Core Concepts Statistics and Uncertainty for IPMVP）3 术语和定义GB/T 28750-2012和DL/T 5242-2010界定的以及下列术语和定义适

6、用于本文件。3.1 无功补偿装置 reactive compensation equipment用于补偿容性或感性无功的装置的总称。【】3.2 并联无功补偿 parallel reactive power compensation无功补偿装置并联安装于变电站、配电变压器、电动机等母线侧，用以减少接入系统的无功功率损耗和改善电能质量的技术措施。3.3无功经济当量 reactive power economic equivalent无功补偿装置每减少单位无功功率消耗引起的所连接电力系统有功功率损耗的下降量。3.4能耗参数 energy consumption parameter对能源管理项目活动的

7、节能效果产生影响的变量和常量。3.5测量和验证 measurement and verification利用测量方法核证能源管理项目在实施后达到的实际节能效果的过程。3.6电能计量装置 electric energy metering包括各种类型电能表、计量用电压、电流互感器及其二次回路、电能计量柜（箱）等设施，用来测量电量等参数的仪表系统。4 测量和验证的主要内容并联无功补偿项目节能效果测量和验证活动的主要内容应符合GB/T 28750-2012第6章的规定，包括但不限于以下全部或部分内容。a）确定并联无功补偿项目边界；b）确定项目基期和统计报告期；c）选择基期能耗-影响因素法或软件模拟法1

8、) 这两种测量和验证方法参见GB/T 28750中5.1和5.3。)分析基期能耗和校准能耗；d）编制测量和验证方案；e）设计、安装和调试测量和验证方案所需的测试仪器、设备；f）收集基期、统计报告期能耗参数、分类运行工况，并加以记录分析；g）计算节约的电量及电力，分析不确定度；h）编写节能量核证报告，各方最终确定节能量。5 测量和验证的技术要求5.1项目边界并联无功补偿项目的边界包括自无功补偿电源点至上一级无功补偿电源点2) 通常到上一级电压的母线止，所装设的无功补偿装置应避免大量的无功电力穿越变压器。)之间所有串接的线路和变电设备，如附录A中图A.1示意。在满足保守性原则的同时，为提高测量和验

9、证的经济性，仅考虑项目边界内导线、变压器和无功补偿设备的运行损耗3) 忽略母线、断路器损耗，电力系统二次设备（包括控制、信号、测量）的损耗不计入，无功补偿装置二次设备的损耗在装置运行损耗中考虑。)。5.2基期和统计报告期基期和统计报告期应包含无功损耗自最小值到最大值的一个完整运行循环，体现无功补偿装置正常运行时的所有工况。基期和统计报告期均宜为1年，或者是测量和验证相关方商定的时间区段。5.3节约电力电量的计算并联无功补偿装置投运后引起全网拓扑参数的变化，其精确的节约电力电量计算应采用潮流分析法。当不具备条件或者假定装置投运后并未引起有功功率的变化时，可根据无功补偿装置投运容量或者功率因数校正

10、值进行计算。节电量的计算5.3.1.1投运容量计算法（1）根据无功补偿装置投运容量计算节电量采用普通电力电容器补偿装置时，按照下式计算节电量： (1)式中：(E)统计报告期节约的电量，单位千瓦时（kWh）；Ei统计报告期第i种工况运行时段节约的电量，单位千瓦时（kWh）；EQri统计报告期第i种工况运行时段补偿装置发出的无功电量，单位千乏时（kvarh）；Ci统计报告期第i种工况运行时段项目边界内电网的无功经济当量，单位千瓦每千乏（kW/kVar）；K无功补偿装置损耗率，由厂家的测试报告提供；n统计报告期划分的工况时段数，与无功负荷有关。采用电力电子补偿装置时，按照下式计算节约的电量：(2)式

11、中：Qc无功补偿装置额定容量，单位千乏（kvar）；Ts无功补偿装置在统计报告期的运行时间，单位小时（h）；Ks无功补偿装置总损耗占额定补偿容量的比率，其中SVC取0.8%4) GB/T 20298-2006中6.6.7规定：“SVC-般总损耗水平为其额定容量的0.8%左右”，式中按此经验值计算无功补偿设备的运行损耗。)。其它符号的含义和单位同上。（2）技术要求a）根据并入电力系统的无功需求进行补偿时，无功经济当量随无功负荷变化，其精确的数值应通过计算得到，无功经济当量值的计算见附录B。b）在线计算时，应根据装置的投运容量及其接入的电力系统运行工况及时更新无功经济当量值。c）当不具备计算条件时

12、，可查表获得无功经济当量值，参考附表B.3。5.3.1.2功率因数计算法当为普通电力电容器补偿装置时，按照下式计算节电量： (3)式中：cosi统计报告期第i种工况运行时段内，补偿点5) 无功补偿装置并入电力系统的位置。)的校准平均功率因数；cosi统计报告期第i种工况运行时段内，补偿点的平均功率因数。当为电力电子补偿装置时，按照下式计算节电量： (4)校准平均功率因数cosi按照下式计算：(5)式中：EPLi并联无功补偿装置运行在第i种工况时段，线路在补偿点累计供出的有功电量，单位千瓦时（kWh）；EQLi并联无功补偿装置运行在第i种工况时段，负荷累计发出的无功电量，单位千乏时（kvar）。

13、平均功率因数cosi按照下式计算：(6)EQi并联无功补偿装置运行在第i种工况时段，补偿点上游线路累计发出的无功电量，单位千乏时（kvar）。5.3.1.3潮流法仿真计算a) 应选择测量和验证各方认可的电力系统分析软件，构建项目边界内线路、变压器等主要元件设备的仿真模型。b) 根据厂商提供的资料、设备铭牌、国家标准或规范等确定主要元件设备的等值电路，并对仿真模型施加模拟的激励源和负荷，可在上一级无功电源点施加电压源激励，在补偿点施加模拟负荷。c) 模拟负荷宜覆盖无功补偿设备接入电力系统实际运行中的所有工况时段。d) 电网的运行数据应取自各运行工况某一时间断面的测量值。e) 校准能耗、报告期能耗

14、的计算及仿真应符合GB/T 28750中5.1和5.3的规定。 节电力的计算按照下式计算节电力： (7)式中：P并联无功补偿项目节约的电力，单位千瓦（kW）；T本地区（省、自治区、直辖市）燃煤机组并网发电小时数，单位小时（h）。5.4能耗参数及其来源影响节能效果的能耗参数包括下表列示的部分或全部参数。表1 并联无功补偿项目的能耗参数及其来源序号能耗参数单位符号来源备注1线路在补偿点的运行电压kVUN测量测量后约定2测量边界内导线、变压器等串接元件归算至某一电压等级的等值电阻R计算约定3并联无功补偿装置在特定运行时段供出的无功电量kvarhEQri测量4某一工况时段内，补偿点的无功负荷kvarQ

15、l测量5项目边界内电力网在特定运行时段的无功经济当量kw/kvarCi测量或取表B.3中经验值6补偿点的功率因数-cos测量7无功补偿装置投运小时数hTs监测8电容器的介质损耗角正切值1) 所有电容器元件介质损耗因数的平均值被用来计算电容器组的损耗。)/tg设备厂家提供约定9并联无功补偿装置额定容能kvarQc设备厂家提供约定10电力电子补偿装置总损耗kWhPs经验值或依据GB/T 20298中6.6的规定评估约定能耗参数中的约定数据可取自下述途径之一：a）立项申请的可行性研究报告；b）设备制造商提供的产品说明文件、测试报告或相关参数；c）第三方检测机构出具的试验报告；d）提交政府机构申请批复

16、的项目文件；e）提交给融资机构进行评估的项目文件；f）政府或权威机构发布的相关数据。能耗参数中的非约定数据应通过直接或间接测量方式得到。5.5节约电量测试方案具备监测条件的项目，宜在线计算节约的电量和电力；不具备条件的项目，可依据负荷水平划分运行时段，基于能够完全体现运行工况的代表日数据计算节约的电量和电力。测试仪表的安装位置 测试方案中仪表（仪器）的安装位置如图1所示。图1 测量仪表（仪器）安装示意图测试仪表的准确度等级应满足表2的要求2) 符合DL/T 448-2000第5.3中的规定。)。表2 电力系统中配置的各类电能表、互感器的准确度等级电能计量装置类别准确度等级有功电能表无功电能表电

17、压互感器电流互感器I0.2S或0.5S2.00.20.2S或0.2*II0.5S或0.52.00.20.2S或0.2*III1.02.00.50.5SIV2.03.00.50.5SV2.0-0.5S*：0.2级电流互感器仅在发电机出口电能计量装置中配用。能耗参数测算的技术要求无功补偿装置供出的无功电量a）如图1中的测量点1，在补偿装置输出侧安装电能计量装置测量；b）无功补偿装置发出的无功功率取第i种工况运行时段或计算时段的平均值，按照下式计算：(8)式中：Qri无功补偿装置在第i种工况运行时段供出无功功率的平均值，单位千乏（kvar）；Tsi无功补偿装置在第i种工况的运行时间，单位小时（h）。

18、5.5.4.2无功补偿点的功率因数f) 如图1中的测量点2，在变压器低压侧安装电能计量装置测量；g) 如图1中的测量点3，在负荷出线上安装电能计量装置测量；h) 根据校准平均功率因数cosi的计算公式（5），使用安装在测量点3的电能计量装置测量第i种工况运行时段的有功电量EPLi和无功电量EQli；i) 根据平均功率因数cosi的计算公式（6），使用图1中安装在测量点3的电能计量装置测量第i种工况运行时段的有功电量EPLi，使用安装在测量点2的电能计量装置测量第i种工况运行时段的无功电量EQi；j) 补偿点功率因数取第i种工况运行时段的平均值，其测试和计算应符合GB/T 16664-1997中

19、4.6的规定。5.5.4.3无功经济当量a) 使用安装在测量点2的电能计量装置测量线路在补偿点的运行电压，取第i种工况运行时段的均方根值，按照下式计算： (9)式中：UNi第i种工况运行时段补偿点运行电压的均方根，单位千伏（kV）；Ut采集时刻t补偿点的运行电压，单位千伏（kV）；n第i种工况运行时段的数据采集次数。b) 在第i种工况运行时段，补偿点无功负荷的平均值按照下式计算： (10)式中：Ql i在第i种工况运行时段，补偿点处无功负荷的平均值，单位千乏（kvar）；EQli在第i种工况运行时段，测量点3处的无功电量，单位千乏时（kvarh）；Ti第i种工况的运行时间，单位小时（h）。c)

20、 若补偿点的无功负荷在第i种工况运行时段内的变化较大时，宜考虑无功负荷的形状系数，按照下式修正无功负荷： (6)式中：Ql i在第i种工况运行时段，补偿点处平均无功负荷的修正值，单位千乏（kvar）；Kb无功负荷形状系数。d) 参照附录B计算无功经济当量。连续监测时，相邻测量间隔不大于1小时。6 不确定度分析和评定6.1 分析建模误差、抽样误差和测量误差，分析和评定节约电力电量验证结果的不确定度。6.1.1 建模误差分析可参考EVO 10100-1:2014中第2章的方法。6.1.2 抽样误差分析可参考EVO 10100-1:2014中第3章的方法。6.1.3 测量误差分析可参考JJF 105

21、9.1-2012中的方法。根据并联无功补偿项目采用的测量和验证方案建立测量模型。依据JJF 1059.1-2012 4.1的规定，分析测量不确定度分量的来源。依据JJF 1059.1-2012 4.3的规定，评定A类标准不确定度和B类标准不确定度。a) 由仪器显示的末位数值波动引起的读数不确定度(即测量结果的分散性)，可用A类方法评定,其不确定度分量为；b) 由仪器的精度引起的不确定度，可通过仪器校准证书的信息用B类方法评定；由测量结果修约导致的不确定分量可用B类方法评定；它们的不确定度分量为。依据JJF 1059.1-2012 4.4的规定，评定合成标准不确定度。依据JJF 1059.1-2

22、012 4.5的规定，评定扩展不确定度。依据JJF 1059.1-2012 5.2的规定，给出测量不确定度的结果表示。AA附录A （规范性附录）并联无功补偿项目节约电量的计算A.1 测量边界并联无功补偿装置投运后，补偿点到上一级无功电源点间所有串接元件上流过的无功潮流均将减少。为了提高测量和验证操作的经济性，在假定上级无功电源点已完全补偿时（即补偿点的功率因数接近1），项目边界为补偿点（包括并联无功补偿装置）至上一级无功电源点间的电力网络，如图A.1。图A.1 并联无功补偿项目边界示意图A.2 节约电量的计算测量边界内电力网的等值电路如图A.2所示。图A.2 项目边界内电力网络的等值电路基期任

23、一时刻的电力损耗为：(附录A.1)或者为：(附录A.2)假定并联无功补偿装置投运后线路的运行电压不变，统计报告期任一时刻的电力损耗为：(附录A.3)或者为： (附录A.4)将基期网络的运行工况调整至统计报告期的运行工况。也就是说，在未并入无功补偿装置时，将基期线路的有功输送功率调整至统计报告期的有功负荷需求，则基期的无功输送功率也随之改变。则式（A.1）和式（A.2）修正为校准损耗： (附录A.5)或者为：(附录A.6)按照GB/T 28750-2012中公式（1），并联无功补偿装置投运后节约的电力为： (附录A.7)或者为： (附录A.8)将代入式（A.8）：(附录A.9)已知，代入式（A.

24、9）：并联无功补偿装置投运后，在第i种工况下节约的电量为：(附录A.10)将式（A.7）代入上式：(附录A.11)或者将式（A.8）代入式（A.10）： (附录A.12)式中：。A.3 符号含义和单位附录A中符号代表的含义和单位见表A.1。图A.1 符号代表的含义及单位序号符号含义单位1RL测量边界内线路的等值电阻2XL测量边界内线路的等值电抗3RT测量边界内变压器的等值电阻4XT测量边界内变压器的等值电抗5PL+jQL线路的等值负荷，由有功负荷PL和无功负荷QL两部分组成kW、kvar6Qr并联无功补偿装置投运后补偿的无功功率kvar7UN线路运行电压kV8cos基期无功补偿点的功率因数-9

25、cosa无功补偿点的校准功率因数-10cos统计报告期无功补偿点的功率因数-11K无功补偿装置损耗率-12C项目边界内电力网络的无功经济当量kW/kvar13(Ei)并联无功补偿装置运行在第i种工况下节约的电量kWh14(Pi)并联无功补偿装置运行在第i种工况下节约的电力kW15EQri并联无功补偿装置运行在第i种工况时段累计发出的无功电量kvarh16EPLi并联无功补偿装置运行在第i种工况时段，线路在补偿点累计供出的有功电量kWh17PL统计报告期线路的有功负荷kW18QL统计报告期线路的无功负荷kvar19Ti并联无功补偿装置在第i种工况下的运行时间h20Pb基期任意时刻的电力损耗kW2

26、1Pr统计报告期任意时刻的电力损耗kW22Pa校准电力损耗kW图A.2 常见不同介质电容器的典型介损常数值介质二膜一纸全膜三纸二膜0.00080.00050.0012BB附录B （规范性附录）无功经济当量值的计算B.1 无功经济当量的定义无功经济当量，指电网中每千乏无功补偿容量所减少的有功功率损耗的平均值，常用C来表示，即： (附录B.1)式中： C无功经济当量，单位千瓦每千乏（kW/kvar）；(P)电力系统中某点无功补偿后，由无功功率变化所引起的该点至电源之间有功功率损耗的变化量，单位千瓦（kW）；Q电力系统中某点无功补偿后的无功功率变化量，单位kvar。B.2 无功经济当量的推导过程无功

27、经济当量的计算边界及边界内网络的等值电路如图A.1和图A.2所示。无功补偿前线路的有功损耗为： (附录B.2)式中：P无功补偿前线路的有功功率损耗，单位千瓦（kW）；R补偿点与所连接电源之间的等值电阻，单位欧姆（）；UN补偿点的运行线电压，单位；I补偿点的线电流，单位kA；P补偿点的有功负荷，单位kW；Q补偿点的无功负荷，单位kvar。假定并联无功补偿装置投运后，未引起有功负荷、补偿点运行线电压的变化，则补偿后的有功损耗为：(附录B.3)式中：P无功补偿后线路的有功功率损耗，单位千瓦（kW）；Qr无功补偿装置发出的无功功率，单位千乏（kvar）。由于并联无功补偿装置投运后，网络的运行工况未发生

28、变化，则补偿后线路有功功率损耗变化了： (附录B.4)按照无功经济当量的定义，将式（B.4）代入式（B.1），且Qr=Q，可得：(附录B.5)B.3 典型无功补偿位置的无功经济当量值表B.1 典型无功补偿位置的无功经济当量值无功补偿位置发电厂母线直配变电站配电变压器校正前功率因数已达到0.9及以上无功经济当量值-0.02-0.04-0.05-0.07-0.08-0.10-0.02-0.04CC附录C （资料性附录）测量结果不确定度评定C.1 测量方法以交流0.4kV、50Hz低压配电系统的并联无功补偿为例。如图A.1所示，项目中单台并联无功补偿装置安装在台区变压器的出线侧。项目测量装置含电流互

29、感器、无功优化及协调控制器。其中，电流互感器为0.5级，共3台；无功优化及协调控制器的电压测量精度为0.5级，电流测量精度为0.5级，均为3个通道；无功优化及协调控制器的有功功率、无功功率、功率因数的测量精度为1级；无功优化及协调控制器的时钟计时误差为2s/天。该示例以2015年实测数据为来源，不考虑A类不确定度。C.2 测量模型并联无功补偿装置投运后节约的电量为： (附录C.1)式中：无功补偿装置投运后节约的电力，具体为：本示例中，=10kV；=0.73；为常量，取0.0008；其它参数通过测量获得。式（C.1）可简化为： (附录C.2)C.3 测量不确定度来源本示例测量结果的不确定度主要来源于：（1）校准功率因数cosa的标准不确定度u1；（2）补偿后功率因数cos的标准不确定度u2；（3）无功补偿装置补偿容量Qc的标准不确定度u3；（4）无功补偿装置的投入时间的标准不确定度u4；（5）统计报告期有功功率PL的标准不确定度u5。C.4 标准不确定度分