春節期間電網(wǎng)無(wú)功電壓與功率因數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中的無(wú)功功率密切相關(guān)。
某地區是國家AAAAA級風(fēng)景旅游區，同時(shí)該地區電網(wǎng)是典型的受端網(wǎng)絡(luò )，80%的負荷由周邊7座500kV變電站受入。城區電纜覆蓋率高達83%，低谷負荷期間，電纜產(chǎn)生大量容性無(wú)功，致使地區整體電壓偏高，功率因數難以控制在合格范圍。
2.現狀調查
某地區正常網(wǎng)供負荷大約為800萬(wàn)千瓦，隨著(zhù)工廠(chǎng)企業(yè)逐步停工，地區網(wǎng)供負荷逐步下降。2014年1月29日，地區網(wǎng)供負荷已下降至390萬(wàn)千瓦，春節期間負荷將進(jìn)一步下降，2月1日（大年初二），地區網(wǎng)供負荷將達到全年最低點(diǎn)220萬(wàn)千瓦左右，約為正常負荷的30%。
負荷的大幅下降，導致地區電網(wǎng)220kV母線(xiàn)電壓超233kV，按照地區功率因數考核規定，當220kV母線(xiàn)電壓在233kV～236kV之間，功率因數應控制在0.94～0.97。 2014年春節期間省公司將繼續采用負荷功率因數考核管理辦法，主要內容包括：
�。�1）功率因數考核關(guān)口為單座220kV變電站主變高壓側總加值。
�。�2）關(guān)口無(wú)功不得向上級系統倒送。
�。�3）關(guān)口功率因數需全天控制在0.97以下。
3.采取措施
3.1 220kV無(wú)載調壓變壓器分接頭調整
春節期間是全網(wǎng)電壓最高時(shí)段，受可靠性指標影響，地區將不安排220kV無(wú)載調壓變壓器分接頭調整檔位，各無(wú)載調壓變壓器下送的110kV和35kV變電所低壓側母線(xiàn)電壓依靠其主變有載開(kāi)關(guān)調整。同時(shí)需要加強對無(wú)功電源的管理和輸變電設備的監視，來(lái)保證部分電壓偏高的無(wú)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：
地區各220kV、110kV變電站電抗器春節前集中投運一批電抗器（目前地區電抗器總容量已達81萬(wàn)千乏，接近全省的一半）并完成集中消缺工作，確保春節期間電抗器能正常使用，按要求投入運行。同時(shí)要求客戶(hù)中心安排用戶(hù)電抗器投入運行。
3.2.2電容器：
原則上，所有地區配網(wǎng)的電容器裝置在春節期間全部停用。春節期間用戶(hù)的容性無(wú)功補償裝置原則也應全部停用，如確需在春節期間組織生產(chǎn)，應根據電壓情況及時(shí)正確投切，停產(chǎn)用戶(hù)的無(wú)功補償裝置要一律退出，要求地區及各縣（市）供電公司及時(shí)通知用戶(hù)在節前做好電容器停用工作，春節后根據負荷、功率因數實(shí)際情況（要求功率因數低負荷時(shí)不高于0.95）逐步投入運行。
3.3 停役輕載主變和充電功率較大的110kV電纜
地區調度應根據負荷情況，做好輕載主變停用，春節前共完成17座110kV輕載主變停役。
市區電纜覆蓋率高，在低負荷期間將向系統倒送無(wú)功，致使系統電壓偏高。春節期間共停役110kV輕載電纜16條次，約減少無(wú)功50MW。
3.4 地方電廠(chǎng)出力控制
3.4.1市區及各縣（市）供電公司須嚴格控制小火電出力。春節期間，燃油機組及不供熱的燃煤機組一律調停；供熱機組嚴格按以熱定電方式運行，并嚴格控制無(wú)功，要求功率因數不低于0.98。對不按規定調停的.機組，調度要求機組解列，直至拉停并網(wǎng)線(xiàn)路。
3.4.2對于地區電網(wǎng)水電站：
春節期間根據來(lái)水情況，機組進(jìn)相運行。進(jìn)相運行工況根據各機組進(jìn)相曲線(xiàn)運行，原則上進(jìn)相運行深度功率因數小于-0.97以下（吸收的無(wú)功為有功出力四分之一以上占比）。若發(fā)電機組不能進(jìn)相運行，則機組不能發(fā)電。
3.4.3地區及各縣（市）供電公司熱電機組仍需以熱定電方式發(fā)電，有進(jìn)相運行條件的機組在春節期間需進(jìn)相運行，原則上進(jìn)相運行深度功率因數小于-0.97以下。
3.5 無(wú)功電壓控制系統（AVC）
3.5.1春節期間，省調AVC系統將關(guān)閉省地互聯(lián)，地調AVC系統將獨自運行。
3.5.2春節期間地調AVC系統將投入春節小負荷運行模式，接入地調AVC系統的各個(gè)變電站（包括市區及各縣（市）供電公司已接入地調AVC的220kV變電站、市區已接入地調AVC系統的110kV、35kV變電站）內未閉鎖的電容器、電抗器將自動(dòng)投切，主變有載檔位將自動(dòng)調節，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)運行人員仍需加強電壓監視，同時(shí)需加強AVC系統投切及調檔情況監視，若接入地調AVC系統的變電站電容器、電抗器投切及主變調檔出現異常請及時(shí)消缺。當220kV變壓器在A(yíng)VC系統調節主變有載分接頭次數滿(mǎn)的情況下需根據電壓情況及時(shí)調整220kV有載分接頭。
3.5.3地區及各縣（市）供電公司AVC系統根據電容器全切除、電抗器全投入的春節無(wú)功電壓策略投入運行，各個(gè)變電站仍需加強電壓監視。
3.5.4地區及各縣（市）供電公司及市區未接入AVC系統的變電站、AVC系統已閉鎖投切的變電站或站內新投運未接入AVC系統的無(wú)功補償設備由人工實(shí)施電容器全切除、正常電抗器全投入的策略，值班人員應加強電壓監視，及時(shí)調整有載變壓器的分接頭。各縣（市）調對調度管轄范圍內需調整分接頭的無(wú)載主變請及時(shí)安排。
3.5.5 地區及各縣（市）供電公司需按供電關(guān)口將關(guān)口功率因數控制在0.96以下。
4.控制成效及后續整改措施
4.1控制成效
考核時(shí)間為2014年1月22日～2月6日，對于春節期間同業(yè)對標指標電壓全時(shí)段控制在233kV以下評判標準�？己似陂g地區功率因數總合格率為61.307%，電壓標準的總合格率為99.907%，但仍有3座220kV變電站出現長(cháng)時(shí)間無(wú)功倒送，且無(wú)功倒送量均較大，最大值達到了-10Mvar，2座220kV變電站存在短時(shí)無(wú)功倒送。
從電壓標準統計情況來(lái)看，春節期間地區電網(wǎng)220kV母線(xiàn)電壓均控制在233kV以?xún)�，較出色的完成了春節母線(xiàn)電壓控制的任務(wù)。
從傳統功率因數統計標準可以看出，春節功率因數控制水平較去年基本持平，但是無(wú)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后續整改措施
為了在將來(lái)的春節能夠更好的控制功率因數，提高合格率，建議采取以下措施：
1、對110kV新出電纜線(xiàn)路及線(xiàn)路“上改下”需同步校核無(wú)功平衡，及時(shí)增裝電抗器。尤其是新出110kV用戶(hù)電纜線(xiàn)路，在變電站側需配套增加無(wú)功補償裝置。
2、從春節及日常功率因數控制角度出發(fā)，首先在可能出現無(wú)功倒送的部分220kV變電站增裝電抗器。
3、春節期間仍需加強對用戶(hù)及配網(wǎng)的電容器管理，這是決定春節期間無(wú)功情況的關(guān)鍵。
結束語(yǔ)
無(wú)功電壓控制既要保證對用戶(hù)供電的電壓質(zhì)量，降低線(xiàn)損，又要保證電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟運行。因此，地區及各縣（市）公司按照無(wú)功功率分層分區和就地平衡的原則，合理建設無(wú)功電源，強化運行管理，優(yōu)化無(wú)功潮流，使整個(gè)地區的無(wú)功潮流基本平衡，提高了地區電網(wǎng)的電能質(zhì)量和經(jīng)濟運行水平。
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