发电侧无功成本与定价研究

^[1]。
　　（1）发电市场层面的发电无功电价是由电力市场交易管理部门或电网公司向无功服务提供者，即发电厂支付的购买无功价格。发电机作为特殊的无功源既可以发出无功功率，同时它也是系统仅有的有功功率电源，因此除了要正确计算发电机的所有成本外，还必须要解决如何在有功功率和无功功率生产之间分摊发电机的所有成本。本文认为无功可以采用两部制电价：无功容量电价和无功电量电价。
　　（2）输电市场层面的无功服务电价主要针对的是电网公司所属的无功源设备的定价。包括无功输电服务电价和无功补偿电价两类。并联电容器组、电抗器、SVC等可向用户提供容性或感性无功，这类无功服务在此称为无功补偿服务，相应的电价称为无功补偿服务电价；另一方面是对电网的输变电设备在输送有功电量过程中的（感性或容性）无功损耗进行补偿，这类无功服务与有功输电密不可分，在此称为无功输电服务，其回报在有功输电服务费中综合考虑。
　　（3）配电市场层面的无功销售电价，是电网公司或供电公司向电力批发商或无功消费者收取的销售无功电价。
　　我国电力市场初期模式是以单一购买为主的发电侧开放市场，在这种单一购买模式下，发电市场层面的发电无功电价是制定配电市场层面无功价格的主要依据，因此有必要对发电侧无功源即发电机的无功生产成本进行详细的分析。输电和配电层面的无功服务电价将在今后的工作中涉及。

2 无功服务对发电厂的影响
　　电力市场中无功交易的关键是电网公司和发电厂之间的无功结算问题。因此必须搞清楚无功生产对发电厂的影响^[2]。
　　（1）投资增加
　　为满足电网规约所要求的无功容量，发电设备就必须更大、更重、更昂贵。设备的大小和费用与无功容量成正比。因此，发电厂有相当大一部分投资是用于无功容量的。
　　（2）能量损耗
　　定子、转子的损耗均与I²R（I为电流）成正比。杂散损耗与I²成正比。因此，随着无功负荷的增加，发电机的能量损耗也将增加。较大的氢冷发电机与负荷相关的损耗占总损耗的75％，并且无功出力的微增损耗是非线性的。
　　（3）维修和维护
　　由于发电机增发无功，转子定子电流增加，因此不但会增加能量损耗，还会增加作用于导体上的电磁力（以I²变化），从而加大振动，对发电机造成一定的损害。电流也会导致温度升高，热胀冷缩加剧，造成较大的机械压力，导致绕组变形和绝缘老化。因此相当大一部分维修、维护费是由于无功发电引起的。对两台同样的发电机，以功率因数接近1运行的机组的定子事故发生率比发无功的定子事故率要小得多。