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地区电网的无功平衡和电压控制

2015-05-30武亚非

关键词:电网运行无功补偿电压

武亚非

摘 要:通过对某地区电网无功电压设备和运行情况的分析,指出了电网运行中无功电压调整和管理方面存在的问题,提出了电压调整的措施和电网无功优化运行管理的看法。

关键词:无功平衡;电网运行;无功补偿;电压

随着电网的不断发展和电力体制改革的逐步深化,适应建设“一强三优”供电公司的要求,人们对电压问题的重视程度逐渐增加。本文从分析地区电网电压情况和无功设备状况入手,找出无功电压调整中存在的问题,有针对性的提出解决措施和方法,对提高电网电压管理和用户高质量的供电有着十分重要的意义。

1 某地区电网无功电压现状

1.1 无功设备的基本情况

目前,地区电网共有220 kV主变19台,容量3120 MVA,均为有载调压变压器;110 kV主变62台,容量2717.5 MVA,也均为有载调压变压器。

该地区电网的无功功率补偿设备主要是一台并入220kV电网的60万火电机组和各变电站的电容器组。地区电网110kV及以上变电站无功补偿电容器总容量736.334MVAR,其中220 kV变电站408.504 MVAR,110 kV变电站327.83 MVAR。

1.2 配置原则和调整手段

在无功补偿设备的配置上,主要是考虑分层分区就地平衡的原则,根据主变容量和负荷情况安装足够容量的无功补偿设备。对于220kV电网,应避免远距离、大容量的无功功率传输,力求保持各变电站的无功功率平衡,尽可能使220kV线路的无功功率流动小;对于110kV及以下的供电网,推行低压配变就地补偿,实现无功功率的分区和就地平衡,防止电压大幅波动。

无功电压的调整主要是通过调整主变分接头位置、投切电容器和电抗器、改变系统运行方式、调整发电机励磁等方法。

1.3 电压控制情况

2013年、2014年两年,地区电网综合电压合格率分别为99.967%和99.993%,2015年,将会继续提高。尤其是 2015年投运的220kV涡河变,不仅加强了电网可靠性,也对提升地区电网内县级电网的电压水平起到了关键作用。

2 存在的问题

随着社会经济的迅速发展、城市新区等工程建设,使地区电网规模不断扩大,供电负荷不断攀升。尤其是哈郑直流的落地,使地区电网结构和运行特性发生重大变化,地区电网的无功电压运行管理变得更加复杂,如不采取有效的针对性措施,可能影响供电质量,甚至危及电网安全。

2.1 哈郑直流引起的220kV层面无功传输问题

哈郑直流换流站靠近地区两座500kV变电站,致使500kV母线电压偏高,为调整电压,500kV变电站采取投入电抗器的措施。在降低500kV母线电压的同时,也使220kV母线电压降低,造成220kV线路无功潮流传输偏大,还会出现市际间无功的大量传输。

2.2 高峰时段电压调整能力不足

地区电网的大负荷季节一般在春季的灌溉时期、度冬度夏期间,此时间段电压调整困难。虽然提前采取了电压调整措施,对稳定主网电压起到了积极的作用,但在高峰时段,由于某些线路供电半径大、设备缺陷等原因,仍有电网电压偏低现象。

2.3 对县区供电电网缺少无功管理

地区县区电网的无功调压设备没有建立统一的台账,同时县区35kV变电站大多为无人值班,但又不能实现远方操作,故无功调整比较滞后,不能根据负荷和电压情况及时调整。

2.4 有载变压器调压范围选择问题

根据省调规程要求,220kV主变档位应在中间档位及上下三档范围运行,主变档位可调范围窄。同时有些主变因设备缺陷无法调档,造成调压困难。有些主变因负荷增长过快,还未进行主变调档就被闭锁。

2.5 电容器运行问题

地区电网主要的无功补偿设备是电容器。但电容器运行时发热等因素造成电容器相关设备如连接铝排、电容器本体等设备经常出现故障,而由于检修力量不足或设备备件购买周期长等原因,造成故障电容器检修工期长,电容器整体投入率不高,影响无功电压的调整。

2.6 负荷不稳定问题

地区有部分钢铁加工企业,造成电压调节无法跟上负荷变化的速度。

2.7 AVC调压策略问题

在自动化系统AVC功能中,只能设置各站自身的调压策略,不能将220kV变电站和其所带的110kV变电站的调压策略进行统一考虑,影响AVC的闭环控制。

3 调压措施

3.1 综合考虑各种因素的影响

由于无功电压调整的分散性和分层性,使得其控制比有功功率和频率的控制要困难得多。做好电压监视,控制好无功潮流和电压中枢点电压,合理使用调压手段,才能保证电压的可控、能控、在控。

3.2 提前做好電压调整

在电网运行中,做好负荷的预测工作,当高峰负荷到来之前,就将电容器投入,使电网电压提高至上限运行,这样可防止高峰负荷时电压的过分下降。同时做好预判,如果判断负荷增长较多会引起主变调压闭锁,在无功充足的情况下,先调整主变档位将电压提高至上限运行,待负荷升高后再投入电容器。

220kV主变档位调整应提前申请省调同意,并将地区负荷和电压变化情况及时向省调汇报,征得省调同意后扩大主变档位调整范围。

3.3 加强县区电网无功电压管理

建立县区电网无功设备台账,并制定县区无功电压管理规定和考核办法,确保县调无功电压调整的及时性。

3.4 提出电网改造建设建议

针对供电半径长、供电负荷重的线路和变电站,调度应及时向规划部门提出电网改造建设建议,解决线路末端电压低的问题。

3.5 及时消除电容器缺陷

运维部应加强电容器的运行维护,提高电容器检修处理速度,确保无功设备的投入率保持在较高的水平。尤其是针对经常出现问题的电容器,及早进行技改大修。

3.6 合理优化AVC控制策略

将AVC控制进行优化,在系统自身无法兼顾220kV和110kV变电站的基础上,人为制定控制策略将220kV和110kV进行联动,将AVC对变电站的“单独控制”转为“集中控制”,电网无功由“就地补偿,就地平衡”转为“优化补偿,分层平衡,上下兼顾”,为有效提升电压精益化管理和标准化建设起到积极的推动作用。

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