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)是國家AAAAA級風景旅游區(qū)，同時該地區(qū)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(qū)電纜覆蓋率高達83%，低谷負荷期間，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)供負荷逐步下降。2014年1月29日，地區(qū)網(wǎng)供負荷已下降至390萬千瓦，春節(jié)期間負荷將進一步下降，2月1日（大年初二），地區(qū)網(wǎng)供負荷將達到全年最低點220萬千瓦左右，約為正常負荷的30%。
負荷的大幅下降，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)電壓最高時段，受可靠性指標影響，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。同時需要加強對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)前集中投運一批電抗器（目前地區(qū)電抗器總?cè)萘恳堰_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，按要求投入運行。同時要求客戶中心安排用戶電抗器投入運行。
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)電壓情況及時正確投切，停產(chǎn)用戶的無功補償裝置要一律退出，要求地區(qū)及各縣（市）供電公司及時通知用戶在節(jié)前做好電容器停用工作，春節(jié)后根據(jù)負荷、功率因數(shù)實際情況（要求功率因數(shù)低負荷時不高于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(qū)調(diào)度應(yīng)根據(jù)負荷情況，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）供電公司須嚴格控制小火電出力。春節(jié)期間，燃油機組及不供熱的燃煤機組一律調(diào)停；供熱機組嚴格按以熱定電方式運行，并嚴格控制無功，要求功率因數(shù)不低于0.98。對不按規(guī)定調(diào)停的.機組，調(diào)度要求機組解列，直至拉停并網(wǎng)線路。
3.4.2對于地區(qū)電網(wǎng)水電站：
春節(jié)期間根據(jù)來水情況，機組進相運行。進相運行工況根據(jù)各機組進相曲線運行，原則上進相運行深度功率因數(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)電機組不能進相運行，則機組不能發(fā)電。
3.4.3地區(qū)及各縣（市）供電公司熱電機組仍需以熱定電方式發(fā)電，有進相運行條件的機組在春節(jié)期間需進相運行，原則上進相運行深度功率因數(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)將獨自運行。
3.5.2春節(jié)期間地調(diào)AVC系統(tǒng)將投入春節(jié)小負荷運行模式，接入地調(diào)AVC系統(tǒng)的各個變電站（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、電抗器將自動投切，主變有載檔位將自動調(diào)節(jié)，屆時電容器將自動全切除，電抗器將自動全投入，有關(guān)運行人員仍需加強電壓監(jiān)視，同時需加強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)異常請及時消缺。當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行，各個變電站仍需加強電壓監(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)新投運未接入AVC系統(tǒng)的無功補償設(shè)備由人工實施電容器全切除、正常電抗器全投入的策略，值班人員應(yīng)加強電壓監(jiān)視，及時調(diào)整有載變壓器的分接頭。各縣（市）調(diào)對調(diào)度管轄范圍內(nèi)需調(diào)整分接頭的無載主變請及時安排。
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
考核時間為2014年1月22日～2月6日，對于春節(jié)期間同業(yè)對標指標電壓全時段控制在233kV以下評判標準�？己似陂g地區(qū)功率因數(shù)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(xiàn)長時間無功倒送，且無功倒送量均較大，最大值達到了-10Mvar，2座220kV變電站存在短時無功倒送。
從電壓標準統(tǒng)計情況來看，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)計標準可以看出，春節(jié)功率因數(shù)控制水平較去年基本持平，但是無功倒送點較為集中和突出，單個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110kV新出電纜線路及線路“上改下”需同步校核無功平衡，及時增裝電抗器。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)期間仍需加強對用戶及配網(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)濟運行。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，強化運行管理，優(yōu)化無功潮流，使整個地區(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)濟運行水平。
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