春節(jié)期間電網(wǎng)無功電壓與功率因數(shù)的控制分析與研究論文
1.引言
電壓、頻率、波形是電能質(zhì)量的三要素，而電壓又與電力系統(tǒng)中的無功功率密切相關(guān)。
某地區(qū)是國(guó)家AAAAA級(jí)風(fēng)景旅游區(qū)，同時(shí)該地區(qū)電網(wǎng)是典型的受端網(wǎng)絡(luò)，80%的負(fù)荷由周邊7座500kV變電站受入。城區(qū)電纜覆蓋率高達(dá)83%，低谷負(fù)荷期間，電纜產(chǎn)生大量容性無功，致使地區(qū)整體電壓偏高，功率因數(shù)難以控制在合格范圍。
2.現(xiàn)狀調(diào)查
某地區(qū)正常網(wǎng)供負(fù)荷大約為800萬千瓦，隨著工廠企業(yè)逐步停工，地區(qū)網(wǎng)供負(fù)荷逐步下降。2014年1月29日，地區(qū)網(wǎng)供負(fù)荷已下降至390萬千瓦，春節(jié)期間負(fù)荷將進(jìn)一步下降，2月1日（大年初二），地區(qū)網(wǎng)供負(fù)荷將達(dá)到全年最低點(diǎn)220萬千瓦左右，約為正常負(fù)荷的30%。
負(fù)荷的大幅下降，導(dǎo)致地區(qū)電網(wǎng)220kV母線電壓超233kV，按照地區(qū)功率因數(shù)考核規(guī)定，當(dāng)220kV母線電壓在233kV～236kV之間，功率因數(shù)應(yīng)控制在0.94～0.97。 2014年春節(jié)期間省公司將繼續(xù)采用負(fù)荷功率因數(shù)考核管理辦法，主要內(nèi)容包括：
�。�1）功率因數(shù)考核關(guān)口為單座220kV變電站主變高壓側(cè)總加值。
�。�2）關(guān)口無功不得向上級(jí)系統(tǒng)倒送。
�。�3）關(guān)口功率因數(shù)需全天控制在0.97以下。
3.采取措施
3.1 220kV無載調(diào)壓變壓器分接頭調(diào)整
春節(jié)期間是全網(wǎng)電壓最高時(shí)段，受可靠性指標(biāo)影響，地區(qū)將不安排220kV無載調(diào)壓變壓器分接頭調(diào)整檔位，各無載調(diào)壓變壓器下送的110kV和35kV變電所低壓側(cè)母線電壓依靠其主變有載開關(guān)調(diào)整。同時(shí)需要加強(qiáng)對(duì)無功電源的管理和輸變電設(shè)備的監(jiān)視，來保證部分電壓偏高的無載主變電壓質(zhì)量。
3.2 電抗器和電容器投切
3.2.1電抗器：
地區(qū)各220kV、110kV變電站電抗器春節(jié)前集中投運(yùn)一批電抗器（目前地區(qū)電抗器總?cè)萘恳堰_(dá)81萬千乏，接近全省的一半）并完成集中消缺工作，確保春節(jié)期間電抗器能正常使用，按要求投入運(yùn)行。同時(shí)要求客戶中心安排用戶電抗器投入運(yùn)行。
3.2.2電容器：
原則上，所有地區(qū)配網(wǎng)的電容器裝置在春節(jié)期間全部停用。春節(jié)期間用戶的容性無功補(bǔ)償裝置原則也應(yīng)全部停用，如確需在春節(jié)期間組織生產(chǎn)，應(yīng)根據(jù)電壓情況及時(shí)正確投切，停產(chǎn)用戶的無功補(bǔ)償裝置要一律退出，要求地區(qū)及各縣（市）供電公司及時(shí)通知用戶在節(jié)前做好電容器停用工作，春節(jié)后根據(jù)負(fù)荷、功率因數(shù)實(shí)際情況（要求功率因數(shù)低負(fù)荷時(shí)不高于0.95）逐步投入運(yùn)行。
3.3 停役輕載主變和充電功率較大的110kV電纜
地區(qū)調(diào)度應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況，做好輕載主變停用，春節(jié)前共完成17座110kV輕載主變停役。
市區(qū)電纜覆蓋率高，在低負(fù)荷期間將向系統(tǒng)倒送無功，致使系統(tǒng)電壓偏高。春節(jié)期間共停役110kV輕載電纜16條次，約減少無功50MW。
3.4 地方電廠出力控制
3.4.1市區(qū)及各縣（市）供電公司須嚴(yán)格控制小火電出力。春節(jié)期間，燃油機(jī)組及不供熱的燃煤機(jī)組一律調(diào)停；供熱機(jī)組嚴(yán)格按以熱定電方式運(yùn)行，并嚴(yán)格控制無功，要求功率因數(shù)不低于0.98。對(duì)不按規(guī)定調(diào)停的.機(jī)組，調(diào)度要求機(jī)組解列，直至拉停并網(wǎng)線路。
3.4.2對(duì)于地區(qū)電網(wǎng)水電站：
春節(jié)期間根據(jù)來水情況，機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行。進(jìn)相運(yùn)行工況根據(jù)各機(jī)組進(jìn)相曲線運(yùn)行，原則上進(jìn)相運(yùn)行深度功率因數(shù)小于-0.97以下（吸收的無功為有功出力四分之一以上占比）。若發(fā)電機(jī)組不能進(jìn)相運(yùn)行，則機(jī)組不能發(fā)電。
3.4.3地區(qū)及各縣（市）供電公司熱電機(jī)組仍需以熱定電方式發(fā)電，有進(jìn)相運(yùn)行條件的機(jī)組在春節(jié)期間需進(jìn)相運(yùn)行，原則上進(jìn)相運(yùn)行深度功率因數(shù)小于-0.97以下。
3.5 無功電壓控制系統(tǒng)（AVC）
3.5.1春節(jié)期間，省調(diào)AVC系統(tǒng)將關(guān)閉省地互聯(lián)，地調(diào)AVC系統(tǒng)將獨(dú)自運(yùn)行。
3.5.2春節(jié)期間地調(diào)AVC系統(tǒng)將投入春節(jié)小負(fù)荷運(yùn)行模式，接入地調(diào)AVC系統(tǒng)的各個(gè)變電站（包括市區(qū)及各縣（市）供電公司已接入地調(diào)AVC的220kV變電站、市區(qū)已接入地調(diào)AVC系統(tǒng)的110kV、35kV變電站）內(nèi)未閉鎖的電容器、電抗器將自動(dòng)投切，主變有載檔位將自動(dòng)調(diào)節(jié)，屆時(shí)電容器將自動(dòng)全切除，電抗器將自動(dòng)全投入，有關(guān)運(yùn)行人員仍需加強(qiáng)電壓監(jiān)視，同時(shí)需加強(qiáng)AVC系統(tǒng)投切及調(diào)檔情況監(jiān)視，若接入地調(diào)AVC系統(tǒng)的變電站電容器、電抗器投切及主變調(diào)檔出現(xiàn)異常請(qǐng)及時(shí)消缺。當(dāng)220kV變壓器在AVC系統(tǒng)調(diào)節(jié)主變有載分接頭次數(shù)滿的情況下需根據(jù)電壓情況及時(shí)調(diào)整220kV有載分接頭。
3.5.3地區(qū)及各縣（市）供電公司AVC系統(tǒng)根據(jù)電容器全切除、電抗器全投入的春節(jié)無功電壓策略投入運(yùn)行，各個(gè)變電站仍需加強(qiáng)電壓監(jiān)視。
3.5.4地區(qū)及各縣（市）供電公司及市區(qū)未接入AVC系統(tǒng)的變電站、AVC系統(tǒng)已閉鎖投切的變電站或站內(nèi)新投運(yùn)未接入AVC系統(tǒng)的無功補(bǔ)償設(shè)備由人工實(shí)施電容器全切除、正常電抗器全投入的策略，值班人員應(yīng)加強(qiáng)電壓監(jiān)視，及時(shí)調(diào)整有載變壓器的分接頭。各縣（市）調(diào)對(duì)調(diào)度管轄范圍內(nèi)需調(diào)整分接頭的無載主變請(qǐng)及時(shí)安排。
3.5.5 地區(qū)及各縣（市）供電公司需按供電關(guān)口將關(guān)口功率因數(shù)控制在0.96以下。
4.控制成效及后續(xù)整改措施
4.1控制成效
考核時(shí)間為2014年1月22日～2月6日，對(duì)于春節(jié)期間同業(yè)對(duì)標(biāo)指標(biāo)電壓全時(shí)段控制在233kV以下評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)�？己似陂g地區(qū)功率因數(shù)總合格率為61.307%，電壓標(biāo)準(zhǔn)的總合格率為99.907%，但仍有3座220kV變電站出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無功倒送，且無功倒送量均較大，最大值達(dá)到了-10Mvar，2座220kV變電站存在短時(shí)無功倒送。
從電壓標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)情況來看，春節(jié)期間地區(qū)電網(wǎng)220kV母線電壓均控制在233kV以內(nèi)，較出色的完成了春節(jié)母線電壓控制的任務(wù)。
從傳統(tǒng)功率因數(shù)統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以看出，春節(jié)功率因數(shù)控制水平較去年基本持平，但是無功倒送點(diǎn)較為集中和突出，單個(gè)220kV變電站的倒送量超去年水平。
4.2后續(xù)整改措施
為了在將來的春節(jié)能夠更好的控制功率因數(shù)，提高合格率，建議采取以下措施：
1、對(duì)110kV新出電纜線路及線路“上改下”需同步校核無功平衡，及時(shí)增裝電抗器。尤其是新出110kV用戶電纜線路，在變電站側(cè)需配套增加無功補(bǔ)償裝置。
2、從春節(jié)及日常功率因數(shù)控制角度出發(fā)，首先在可能出現(xiàn)無功倒送的部分220kV變電站增裝電抗器。
3、春節(jié)期間仍需加強(qiáng)對(duì)用戶及配網(wǎng)的電容器管理，這是決定春節(jié)期間無功情況的關(guān)鍵。
結(jié)束語
無功電壓控制既要保證對(duì)用戶供電的電壓質(zhì)量，降低線損，又要保證電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，地區(qū)及各縣（市）公司按照無功功率分層分區(qū)和就地平衡的原則，合理建設(shè)無功電源，強(qiáng)化運(yùn)行管理，優(yōu)化無功潮流，使整個(gè)地區(qū)的無功潮流基本平衡，提高了地區(qū)電網(wǎng)的電能質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。
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