南方電網(wǎng)500kV變電站動態(tài)SVC應用前景探究

摘要 本文以八河站SVC為例為例，對于南方電網(wǎng)網(wǎng)500kV變電站動態(tài)SVC應用前景進行初步研究。希望能夠為南方電網(wǎng)探究500kV變電站的建設(shè)和發(fā)展提供有益的借鑒。

關(guān)鍵詞 南方電網(wǎng)；變電站；動態(tài)SVC

中圖分類號 TM714 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）122-0155-01

1 SVC的工作原理

按照對外功率的應用目的，電網(wǎng)對外供應的功率由兩部分組成：一部分是有用功功率，他是將電能變?yōu)槿藗儗嶋H生產(chǎn)應用的能，包括動能、機械能、超聲能和生物能等等，用這一部分電能實現(xiàn)對外做功，所以稱為有功功率；另一部分是無用功功率，這部分能并不是一次性的耗費掉，而是在不停的進行形式轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)對電氣設(shè)備所需要條件的功能滿足而已，所以稱為無功功率。電網(wǎng)用到的許多設(shè)備是感性負載設(shè)備，這種設(shè)備是建立在電磁感應原理基礎(chǔ)上上的，常見的有多功能變壓器和電動機等。他們工作的時候，能夠在交變電磁場中實現(xiàn)能量的流轉(zhuǎn)，在一個運轉(zhuǎn)周期內(nèi)，一半時間吸收功率，另一半時間再釋放功率，并不將這些功率自身消耗掉。例如，電容器和電磁器件利用電能分別建立所需要的電場或者磁場過程，就是能量交換的過程，而這個工程中需要的電能，就是電網(wǎng)供應的無功功率部分。工作過程中，電流和電壓存在相位差，比如當電流對電感元件提供能量時，電流比電壓的相位提前90度。而對電容元件中提供能量時，電流比電壓落后90度。同一電路運行的兩類電流：電感電流與電容電流，他們的相位相差180度，也即是方向恰好反向。因此，利用這一原理，假如有計劃地、合理地在電磁元件路線中使用電容元件，提供一部分無功功率給電感元件，就可以實現(xiàn)電流的相互抑制，總體上實現(xiàn)電壓矢量和電流矢量的兩者的方向角變小，減少了無功功率比例，電能的有功功率比例自然提高，感性元件所需無功功率降低，電網(wǎng)線路中也就不要傳輸更多的無功功率，最終的目的是減少傳輸線路上以及中繼上變壓器帶來的電能消耗。而SVC便是為了實現(xiàn)這一功能而設(shè)計的，它不僅可以迅速、不間斷地對不穩(wěn)定性負荷進行補償，而且還可以濾除對系統(tǒng)中的多次諧波進行濾波，最終實現(xiàn)控制系統(tǒng)電壓的不穩(wěn)定性跳動，提高系統(tǒng)的三相平衡度。

2 貴州地區(qū)出現(xiàn)的無功補償和電壓調(diào)控問題

我國一些地區(qū)由于220 kV電網(wǎng)系統(tǒng)的容性無功補償不到位，結(jié)果出現(xiàn)該地區(qū)大范圍內(nèi)電壓降低，不能滿足生產(chǎn)運行電壓。比如貴州電網(wǎng)中部地區(qū)就經(jīng)常出現(xiàn)這一現(xiàn)象，特別是在枯期情形下，一方面要求盤縣電廠機組被強制關(guān)掉，另一方面全網(wǎng)又要高負荷運轉(zhuǎn)，這樣一來，500 kV系統(tǒng)必須要向220 kV系統(tǒng)提供足夠的無功功率，不然就無法滿足當?shù)鼐用竦挠秒娦枨?。如果繼續(xù)關(guān)停了其他地區(qū)的機組，那么中部青巖區(qū)必將遭受低電壓的境遇。500 kV電廠如果出現(xiàn)容性無功補償度不高問題，就要進行機組進相調(diào)整和停運線路調(diào)壓。而在500 kV系電路統(tǒng)，只有安順變電點、鴨溪地區(qū)變電點和貴陽地區(qū)有高壓電抗器，其他地區(qū)幾乎沒有，因而補償系數(shù)不高，即使完全補償，還欠缺大概958 MV，這個數(shù)目不是小數(shù)。目前唯一的措施是進行500 kV電廠機組進相，盡量平衡貴州地區(qū)500 kV系統(tǒng)的充電無功。而仍有眾多的電廠和電站無功補償太少，僅在盤南電廠、興仁電站、八河電站、發(fā)耳電廠、光照電廠等地區(qū)仍差670 MVar的充電無功不能及時提供，產(chǎn)生的結(jié)果是這些地區(qū)出現(xiàn)電壓偏高。針對發(fā)耳電廠的偏高問題，主要是停運500 kV發(fā)八線的方式來開展電壓調(diào)整工作。

3 南方電網(wǎng)500 kV系統(tǒng)中動態(tài)SVC的使用

只有當線路中電容器補償足夠的時候，才能使用南方電網(wǎng)的動態(tài)無功補償設(shè)備。西電東運線路上，部分500 kV電站的500 kV電網(wǎng)出現(xiàn)了大方式容性無功太少的現(xiàn)象，因而提出在以下兩個地區(qū)（賀州電站和梧州電站）的主線路上再次加入容性無功補償，量值為260 Mvar。玉林站的線路使用500 kV系統(tǒng)。SVC設(shè)備主要的使用點在輸電通道上和受端負荷中心兩處，并沒有將連接的變電站和主電源搭建起線路，因此，造成動態(tài)無功支撐能力不強。

4 南方電網(wǎng)500 kV系統(tǒng)中SVC使用的一些經(jīng)驗

近期，我國將逐步實現(xiàn)電網(wǎng)統(tǒng)一系統(tǒng)和西電東運的兩大方案，從整個電網(wǎng)的運載能力和整體安全穩(wěn)定的角度出發(fā)，合理的使用SVC設(shè)備，向整個電網(wǎng)提供無功補償來調(diào)節(jié)電路電壓是非常必要的，使用SVC設(shè)備可以降低電路損耗的同時，能夠有效抑制電路中的多次諧波和反序電流，提高整個電網(wǎng)的輸送能力和效率。

4.1 數(shù)據(jù)的仿真計算和模擬

用電高峰往往在夏季出現(xiàn)，而南方電網(wǎng)在這一段時間，大方式下采取的方式是西南水電大發(fā)與東部負荷加重并行措施。在此方式下，西電東送的電路要求逐年增加，無功消耗也越來越大，電網(wǎng)壓處于高負荷運載情形下，這將要各中樞廠站的無功支撐能力更上一個臺階。本章利用BPA穩(wěn)定分析軟件，首先分析處理大方式中的數(shù)據(jù)（來自南方電網(wǎng)2011年夏季末發(fā)布），模擬系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各類型電網(wǎng)故障，分析各中樞站點有沒有必要增加SVC設(shè)備，可以為電網(wǎng)提供合理的建議，保證系統(tǒng)所需的無功補償能力，這將有利于各種運行方式下，整個電網(wǎng)高效穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)。

4.2 八河站動態(tài)SVC應用分析

而在500 kV系電路統(tǒng)，只有安順變電點、鴨溪地區(qū)變電點和貴陽地區(qū)有高壓電抗器，其他地區(qū)幾乎沒有，因而補償系數(shù)不高，需要大量的補償。電網(wǎng)小方式運行時，針對貴州電網(wǎng)500 kV的充電無功不足的問題，目前唯一的措施是進行500 kV電廠機組進相，盡量平衡。而仍有眾多的電廠和電站無功補償太少，僅在盤南電廠、興仁電站、八河電站、發(fā)耳電廠、光照電廠等地區(qū)仍差670 MVar的充電無功不能及時提供，造成的這些地區(qū)出現(xiàn)電壓偏高的不利現(xiàn)象。針對發(fā)耳電廠的偏高問題，主要是停運500 kV發(fā)八線的方式來開展電壓調(diào)整工作。另一個不利因素是八河站和興安直流送電端兩者靠的比較近，造成八河站和興安直流出現(xiàn)嚴重的高整流側(cè)耦合度，這樣下去，如果興安直流點出現(xiàn)單極閉鎖故障，勢必對八河站潮流產(chǎn)生沖擊，因此八河站急需動態(tài)電壓補

償方式，來減小這一不利因素的影響?？紤]以上的事實基礎(chǔ)，有必要增加SVC設(shè)備，補償八河站地區(qū)的無功需求。假設(shè)在八河站加裝新的SVC設(shè)備，其補償容量為210 MVar，在固定電壓模式下運行，調(diào)整SVC各參數(shù)使其與梧州站的設(shè)備參數(shù)保持一致，而后仿真興安直流端出現(xiàn)單極閉鎖情況，進而查看SVC設(shè)備能否滿足補償要求。從仿真的結(jié)果來看，新增的SVC能夠高效運轉(zhuǎn)，不僅降低了當?shù)氐姆€(wěn)態(tài)電壓水平，而且在出現(xiàn)單擊閉鎖問題時，有效提升最低電壓和增強恢復電壓的能力。因此在八河站加裝SVC的方案是可取，能夠有效的解決當?shù)孛媾R的主要問題。

參考文獻

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