徐國華，吳鳴鳴，朱曉東

（湖州電力局，浙江湖州313000）

基于全網(wǎng)優(yōu)化策略的電網(wǎng)功率因數(shù)管理＊

徐國華，吳鳴鳴，朱曉東

（湖州電力局，浙江湖州313000）

結(jié)合湖州電網(wǎng)功率因數(shù)管理實際，系統(tǒng)分析了功率因數(shù)管理的主要注意點及采取的預(yù)控措施.尤其在春節(jié)期間輕負荷時段的功率因數(shù)控制措施，通過強化技術(shù)措施與管理措施，使功率因數(shù)管理水平達到一定的高度.

無功；電壓；功率因數(shù)

地區(qū)電網(wǎng)的無功電壓管理一直是電網(wǎng)管理的重要工作之一，抓好功率因數(shù)管理工作不僅能促進企業(yè)創(chuàng)一流，實現(xiàn)企業(yè)制度創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，更重要的是通過提高電網(wǎng)功率因數(shù)合格率，進一步提高電網(wǎng)電壓質(zhì)量，改善電網(wǎng)無功平衡，降低電網(wǎng)網(wǎng)損.

1 基于全網(wǎng)的功率因數(shù)管理注意點及采取的措施

1.1 根據(jù)電網(wǎng)功率因數(shù)情況，合理安排電網(wǎng)無功補償?shù)呐渲?/h3>

合理的無功補償配置是做好無功電壓管理的前提.根據(jù)電網(wǎng)網(wǎng)架情況及負荷特性，在可研階段即對新建改建變電所無功配置及變壓器的選型把關(guān)，確保在源頭就保證該區(qū)域具有較好的無功電壓管理的良好物質(zhì)基礎(chǔ)，密切關(guān)注電網(wǎng)無功電壓運行狀況，定期總結(jié)分析，根據(jù)電網(wǎng)運行中暴露出來的無功電壓方面的問題，依賴電網(wǎng)的動態(tài)無功平衡及優(yōu)化投切無功補償方案進行調(diào)節(jié)，對于確實由于無功配置不適應(yīng)而造成的，則給出相應(yīng)的措施意見，并根據(jù)需要合理安排電網(wǎng)無功補償?shù)呐渲?

1.2 根據(jù)電網(wǎng)無功補償?shù)呐渲?，進行電網(wǎng)無功補償?shù)男：?/h3>

每年年末就下一年度基建技改情況對無功補償平衡進行理論計算，得出無功補償是否合理的結(jié)論；在日常運行中，根據(jù)電網(wǎng)運行情況不定期進行無功補償校核，得出分析結(jié)論，提交主管部門.

1.3 率先運用高科技手段，依賴自動化通信技術(shù)，通過設(shè)定策略、優(yōu)化策略，實現(xiàn)全網(wǎng)無功電壓的自動控制

功率因數(shù)合格率存在差距時，針對不同的原因，采取不同的修正策略方法.例如，發(fā)現(xiàn)某一階段低谷腰荷時段力率合格率較低，經(jīng)查發(fā)現(xiàn)該時段無功投入偏高，修正AVC策略功率因數(shù)約束條件，降低AVC策略中低谷、腰荷功率因數(shù)約束值，各時段功率因數(shù)明顯提高.

1.4 根據(jù)電網(wǎng)特點合理設(shè)置特殊無功補償裝置

為滿足日益高漲的社會生產(chǎn)用電需求，近年來電網(wǎng)建設(shè)電纜化程度越來越高，網(wǎng)架規(guī)模也日益擴大，但同時繁衍出一個問題：在有功負荷處于低谷時段，電網(wǎng)網(wǎng)架將成為保證電能質(zhì)量的負擔(dān)，輸配電線路充電功率匯涓成流，低負荷時段無法就地消納.由于傳統(tǒng)無功補償裝置不能做到平滑調(diào)節(jié)，對于高壓側(cè)功率因數(shù)的保證帶來了困難，因此，選擇加裝動態(tài)無功補償裝置，可以實現(xiàn)無功補償從正至負荷連續(xù)平滑調(diào)節(jié)，對于輕負荷時段（如春節(jié)期間）的功率因數(shù)保證發(fā)揮了作用.

1.5 規(guī)范并網(wǎng)小電廠、大用戶管理，合理安排機組特殊運行方式，考核地方電廠、大用戶功率因數(shù)執(zhí)行情況

湖州地方電廠發(fā)電裝機總絕對容量不大，但由于湖州地區(qū)負荷基數(shù)不大，地方電廠發(fā)電量相對社會總電量比例顯著，2009年地方電廠總發(fā)電量占湖州地區(qū)全社會供電量的12.6%，占統(tǒng)調(diào)全年電量的14.6%.地方電廠運行穩(wěn)定與否，影響湖州電網(wǎng)力率指標(biāo).

利用機組進相運行，緩解輕負荷時段無功過剩.湖州電網(wǎng)地方電廠容量占比較高，其中熱電比例占60%以上，即便在低負荷的春節(jié)時段，熱電聯(lián)產(chǎn)的機組無法全部停機.對于電網(wǎng)負荷最輕的春節(jié)時段，這些并網(wǎng)地方電廠的發(fā)電狀況將直接影響電網(wǎng)功率因數(shù)、電壓等指標(biāo)高低，尤其在春節(jié)期間，負荷水平僅占正常負荷的20%左右，而并網(wǎng)小電廠容量達春節(jié)日的負荷80%左右，地方小電廠不僅向系統(tǒng)提供大量有功，同時成為無功源向系統(tǒng)輸送無功，對于春節(jié)期間原本無功平衡較困難的局面無異是雪上加霜.因此根據(jù)湖州電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，充分挖掘無功調(diào)節(jié)潛力，率先開展小電廠進相運行試驗，檢驗小電廠吸收無功的能力，先后選擇三個地點的小電廠進行試驗，為春節(jié)期間無功平衡作出了重大貢獻.以此為契機，要求所有并網(wǎng)地方電廠必須具備一定的進相能力，充分利用自身資源，儲備無功可調(diào)容量，豐富無功調(diào)節(jié)手段，為功率因數(shù)合格指標(biāo)，以及在確保電壓質(zhì)量前提下的無功分層平衡不余遺力.

1.6 進行電網(wǎng)功率因數(shù)合格率分析及預(yù)控，提出相關(guān)建議措施

近年來，無功電壓指標(biāo)日益受到關(guān)注，我們從管理、技術(shù)兩個層面分別進行梳理，通過在EMS中設(shè)置功率因數(shù)監(jiān)控的實時監(jiān)控畫面，使得專業(yè)人員可以方便地進行功率因數(shù)合格率狀況的分析.根據(jù)分析，專業(yè)人員可以給出調(diào)節(jié)功率因數(shù)的建議并得到有效執(zhí)行.形成無功電壓月度分析制度，編制無功電壓調(diào)度月報，內(nèi)容從數(shù)據(jù)報表、存在問題、對策分析、建議整改措施，使得問題的解決，措施的落實更迅速.

對于特殊時段特殊指標(biāo)的完成，形成全員聯(lián)動機制.展開以調(diào)度、營銷為主的攻堅戰(zhàn)，周密布置，全員聯(lián)動，通過小電廠進相運行，組織人員實地督促用戶側(cè)退出無功補償，隨機、隨器檢查用戶無功補償設(shè)備等有效措施，并實行責(zé)任到人的考核機制，成效顯著.

1.7 注重信息互通，形成相關(guān)專業(yè)聯(lián)動機制，根據(jù)建議及完善措施進行AVC策略修正

無功電壓指標(biāo)是整個電網(wǎng)一二三次系統(tǒng)運行狀況的集中體現(xiàn)，指標(biāo)的保證僅僅依靠生產(chǎn)、調(diào)度的專職是遠遠不夠的，還需要生產(chǎn)系統(tǒng)各專業(yè)、各部門的共同努力.主動加強與自動化專業(yè)、生產(chǎn)部門、運行部門的溝通，共同商討存在的問題對策，提出優(yōu)化AVQC策略的建議措施.

另外，根據(jù)AVC策略修正情況確定電網(wǎng)功率因數(shù)調(diào)整方案，經(jīng)審批后執(zhí)行經(jīng)過上述各環(huán)節(jié)及措施后，功率因數(shù)合格率達到考核標(biāo)準(zhǔn)

2 在春節(jié)期間輕負荷時段的功率因數(shù)控制措施

春節(jié)期間由于負荷急劇下降，隨著網(wǎng)架的日益擴大，大網(wǎng)架輕負荷的懸殊將日趨嚴(yán)重，春節(jié)期間功率因數(shù)控制的困難也不斷增加，因此湖州電力局專門制定了春節(jié)期間的無功電壓管理制度.鑒于春節(jié)期間電網(wǎng)特殊的運行方式及力率控制的特殊性，在此就湖州電網(wǎng)在春節(jié)期間的功率因數(shù)管理特點進行說明.

2.1 管理措施

成立湖州電網(wǎng)春節(jié)無功電壓控制工作小組，該小組由各相關(guān)單位組成.職責(zé)是：全面負責(zé)春節(jié)期間湖州電網(wǎng)電壓功率因數(shù)的監(jiān)控及管理工作.EMS進行實時監(jiān)測各站功率因數(shù)合格率、總合格率、電壓水平情況，編制各站功率因數(shù)合格率統(tǒng)計報表.

2.2 技術(shù)措施

（1）春節(jié)前20天完成所有專變用戶集中補償?shù)碾娙萜髯詣友a償裝置的檢查，確保自動補償裝置能隨負荷的變化而自動投切.

（2）春節(jié)期間所有公用變、農(nóng)村綜合變上配備并運行的電容器，10k V線路上所配置的桿架式補償電容器全部退出運行.

（3）春節(jié)期間停產(chǎn)的用戶必須退出所有電容器，空載充電專線與用戶協(xié)商實施停運.

（4）春節(jié)期間正常安排生產(chǎn)的各電壓等級的大用戶，功率因數(shù)不得高于0.95.

（5）取消春節(jié)期間地方電廠和水電的功率因數(shù)考核.

（6）春節(jié)期間各主變10k V側(cè)功率因數(shù)保持在滯后0.99以下.

（7）春節(jié)期間，電抗器投退原則為：全網(wǎng)功率因數(shù)高于0.965時投入，低于0.92時退出.

（8）并網(wǎng)電廠及大用戶相關(guān)要求為：a.根據(jù)電網(wǎng)實際運行狀況適時安排機組進相運行.b.無進相能力的公用電廠于春節(jié)期間原則上一律調(diào)停，如因特殊原因不能調(diào)停的，需提出書面申請說明理由，經(jīng)批準(zhǔn)后方可并網(wǎng)運行，且機組出口（低壓側(cè)）功率因數(shù)嚴(yán)格按0.99控制，并退出廠用電容器.c.大用戶及自備電廠發(fā)電機低壓側(cè)功率因數(shù)要求嚴(yán)格按0.99控制，并退出用戶側(cè)電容器.d.春節(jié)期間企業(yè)自備電廠自發(fā)自用，電量不能上網(wǎng).

（9）在不影響可靠性的前提下對電網(wǎng)運行方式進行調(diào)整，以盡可能降低充電功率.

本文針對地區(qū)電網(wǎng)功率因數(shù)控制管理方面存在的問題，從管理措施和技術(shù)措施的角度進行了分析，并進行了有效的實踐.特別就如何確保電網(wǎng)在低負荷時段的功率因數(shù)控制給出了具體的操作思路.本文對湖州電網(wǎng)功率因數(shù)控制提出了總體策略，對提高電網(wǎng)電壓質(zhì)量，改善電網(wǎng)無功平衡，降低電網(wǎng)網(wǎng)損有重要的參考意義.

［1］王世禎.電網(wǎng)調(diào)度運行技術(shù)［M］.沈陽：東北大學(xué)出版社，1997

［2］張力平.牛頓法最優(yōu)潮流與最優(yōu)無功補償［J］.中國電機工程學(xué)報，1987，1（1）.

［3］羅鑄.電力系統(tǒng)無功和電壓的優(yōu)化調(diào)節(jié)［J］.電力系統(tǒng)自動化學(xué)報，1990，12（1）.

［4］倪秋龍，陸春良，戴彥，浙江電網(wǎng)安全穩(wěn)定措施回顧與展望［J］.華東電力，2005，3（33）：31～33.

［5］袁季修.電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制［M］.北京：中國電力出版社，1996.

［6］中華人民共和國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會.DL755－200l電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則［S］北京：中國電力出版社，2001.

［7］萬黎，袁榮湘.最優(yōu)潮流算法綜述［J］.繼電器，2005，33（11）：80～85

TM714.3

A

1009－1734（2011）S0－0019－03

2011－09－10

徐國華，工程師，從事電力系統(tǒng)穩(wěn)定研究.