春节期间电网无功电压与功率因数的控制分析与研究论文

2020-06-23实用文

  1.引言

  电压、频率、波形是电能质量的三要素,而电压又与电力系统中的无功功率密切相关。

  某地区是国家AAAAA级风景旅游区,同时该地区电网是典型的受端网络,80%的负荷由周边7座500kV变电站受入。城区电缆覆盖率高达83%,低谷负荷期间,电缆产生大量容性无功,致使地区整体电压偏高,功率因数难以控制在合格范围。

  2.现状调查

  某地区正常网供负荷大约为800万千瓦,随着工厂企业逐步停工,地区网供负荷逐步下降。2014年1月29日,地区网供负荷已下降至390万千瓦,春节期间负荷将进一步下降,2月1日(大年初二),地区网供负荷将达到全年最低点220万千瓦左右,约为正常负荷的30%。

  负荷的大幅下降,导致地区电网220kV母线电压超233kV,按照地区功率因数考核规定,当220kV母线电压在233kV~236kV之间,功率因数应控制在0.94~0.97。 2014年春节期间省公司将继续采用负荷功率因数考核管理办法,主要内容包括:

  (1)功率因数考核关口为单座220kV变电站主变高压侧总加值。

  (2)关口无功不得向上级系统倒送。

  (3)关口功率因数需全天控制在0.97以下。

  3.采取措施

  3.1 220kV无载调压变压器分接头调整

  春节期间是全网电压最高时段,受可靠性指标影响,地区将不安排220kV无载调压变压器分接头调整档位,各无载调压变压器下送的110kV和35kV变电所低压侧母线电压依靠其主变有载开关调整。同时需要加强对无功电源的管理和输变电设备的监视,来保证部分电压偏高的无载主变电压质量。

  3.2 电抗器和电容器投切

  3.2.1电抗器:

  地区各220kV、110kV变电站电抗器春节前集中投运一批电抗器(目前地区电抗器总容量已达81万千乏,接近全省的一半)并完成集中消缺工作,确保春节期间电抗器能正常使用,按要求投入运行。同时要求客户中心安排用户电抗器投入运行。

  3.2.2电容器:

  原则上,所有地区配网的电容器装置在春节期间全部停用。春节期间用户的容性无功补偿装置原则也应全部停用,如确需在春节期间组织生产,应根据电压情况及时正确投切,停产用户的无功补偿装置要一律退出,要求地区及各县(市)供电公司及时通知用户在节前做好电容器停用工作,春节后根据负荷、功率因数实际情况(要求功率因数低负荷时不高于0.95)逐步投入运行。

  3.3 停役轻载主变和充电功率较大的110kV电缆

  地区调度应根据负荷情况,做好轻载主变停用,春节前共完成17座110kV轻载主变停役。

  市区电缆覆盖率高,在低负荷期间将向系统倒送无功,致使系统电压偏高。春节期间共停役110kV轻载电缆16条次,约减少无功50MW。

  3.4 地方电厂出力控制

  3.4.1市区及各县(市)供电公司须严格控制小火电出力。春节期间,燃油机组及不供热的燃煤机组一律调停;供热机组严格按以热定电方式运行,并严格控制无功,要求功率因数不低于0.98。对不按规定调停的机组,调度要求机组解列,直至拉停并网线路。

  3.4.2对于地区电网水电站:

  春节期间根据来水情况,机组进相运行。进相运行工况根据各机组进相曲线运行,原则上进相运行深度功率因数小于-0.97以下(吸收的无功为有功出力四分之一以上占比)。若发电机组不能进相运行,则机组不能发电。

  3.4.3地区及各县(市)供电公司热电机组仍需以热定电方式发电,有进相运行条件的机组在春节期间需进相运行,原则上进相运行深度功率因数小于-0.97以下。

  3.5 无功电压控制系统(AVC)

  3.5.1春节期间,省调AVC系统将关闭省地互联,地调AVC系统将独自运行。

  3.5.2春节期间地调AVC系统将投入春节小负荷运行模式,接入地调AVC系统的各个变电站(包括市区及各县(市)供电公司已接入地调AVC的220kV变电站、市区已接入地调AVC系统的110kV、35kV变电站)内未闭锁的电容器、电抗器将自动投切,主变有载档位将自动调节,届时电容器将自动全切除,电抗器将自动全投入,有关运行人员仍需加强电压监视,同时需加强AVC系统投切及调档情况监视,若接入地调AVC系统的变电站电容器、电抗器投切及主变调档出现异常请及时消缺。当220kV变压器在AVC系统调节主变有载分接头次数满的情况下需根据电压情况及时调整220kV有载分接头。

  3.5.3地区及各县(市)供电公司AVC系统根据电容器全切除、电抗器全投入的春节无功电压策略投入运行,各个变电站仍需加强电压监视。

  3.5.4地区及各县(市)供电公司及市区未接入AVC系统的变电站、AVC系统已闭锁投切的变电站或站内新投运未接入AVC系统的无功补偿设备由人工实施电容器全切除、正常电抗器全投入的策略,值班人员应加强电压监视,及时调整有载变压器的分接头。各县(市)调对调度管辖范围内需调整分接头的'无载主变请及时安排。

  3.5.5 地区及各县(市)供电公司需按供电关口将关口功率因数控制在0.96以下。

  4.控制成效及后续整改措施

  4.1控制成效

  考核时间为2014年1月22日~2月6日,对于春节期间同业对标指标电压全时段控制在233kV以下评判标准。考核期间地区功率因数总合格率为61.307%,电压标准的总合格率为99.907%,但仍有3座220kV变电站出现长时间无功倒送,且无功倒送量均较大,最大值达到了-10Mvar,2座220kV变电站存在短时无功倒送。

  从电压标准统计情况来看,春节期间地区电网220kV母线电压均控制在233kV以内,较出色的完成了春节母线电压控制的任务。

  从传统功率因数统计标准可以看出,春节功率因数控制水平较去年基本持平,但是无功倒送点较为集中和突出,单个220kV变电站的倒送量超去年水平。

  4.2后续整改措施

  为了在将来的春节能够更好的控制功率因数,提高合格率,建议采取以下措施:

  1、对110kV新出电缆线路及线路“上改下”需同步校核无功平衡,及时增装电抗器。尤其是新出110kV用户电缆线路,在变电站侧需配套增加无功补偿装置。

  2、从春节及日常功率因数控制角度出发,首先在可能出现无功倒送的部分220kV变电站增装电抗器。

  3、春节期间仍需加强对用户及配网的电容器管理,这是决定春节期间无功情况的关键。

  结束语

  无功电压控制既要保证对用户供电的电压质量,降低线损,又要保证电网的安全、经济运行。因此,地区及各县(市)公司按照无功功率分层分区和就地平衡的原则,合理建设无功电源,强化运行管理,优化无功潮流,使整个地区的无功潮流基本平衡,提高了地区电网的电能质量和经济运行水平。

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