關(guān)于電力調(diào)度對(duì)電網(wǎng)無功及電壓的調(diào)整方式分析

陳政佳

摘要：電網(wǎng)無功補(bǔ)償在電力系統(tǒng)中起到很重要的宏觀調(diào)節(jié)作用，可以提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，增加變電設(shè)備的效率，減少高壓輸電線路無用功，從而提高供電效率。如果某個(gè)供電區(qū)域能合理地配備無功補(bǔ)償裝置并采取合理的補(bǔ)償方案，就能最大限度地減少線損，提高供電可靠性;反之，如果設(shè)備選擇不當(dāng)，則會(huì)造成區(qū)域性電壓波動(dòng)，產(chǎn)生較大的諧波，導(dǎo)致事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度;電網(wǎng)無功;電壓;調(diào)整方式

電網(wǎng)調(diào)度作為電力系統(tǒng)運(yùn)行管理中的重點(diǎn)工作，對(duì)一定供電范圍區(qū)域內(nèi)的供電質(zhì)量有直接影響。在電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行過程中，可能會(huì)受到多方面因素的干擾，出現(xiàn)無功功率電源不足、電壓不穩(wěn)定、負(fù)荷不平衡等問題。因此，必須采取有效的控制調(diào)節(jié)措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)無功功率和電壓參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和有效控制。

1背景與現(xiàn)狀

我國目前電力系統(tǒng)調(diào)度實(shí)行國、網(wǎng)、省、地、縣五級(jí)組織機(jī)構(gòu)，五級(jí)組織機(jī)構(gòu)責(zé)任劃分明確，相互配合，共同保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。五級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)分別為：國調(diào)、網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)以及縣調(diào)?？h調(diào)在社會(huì)實(shí)際經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)、生活中起到了重要的基礎(chǔ)性作用，其最主要、最關(guān)鍵的任務(wù)就是采用新一代信息數(shù)字技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)的輸配電網(wǎng)技術(shù)，進(jìn)一步完善電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理，進(jìn)一步提升整體的業(yè)務(wù)服務(wù)能力和工作管理水平，保證輸配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和連續(xù)可靠供電，完成權(quán)限范圍內(nèi)的倒閘操作和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理，合理安排網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式，以電網(wǎng)整體經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)為目標(biāo)進(jìn)行電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度，確保供給用戶的電能質(zhì)量滿足其生產(chǎn)生活需求，保證系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，依法采用行政和經(jīng)濟(jì)手段管理電網(wǎng)，在維護(hù)國家利益的前提下，按照有關(guān)經(jīng)濟(jì)合同或協(xié)議，以“公平、公正、公開”為原則保證各利益主體的合法權(quán)益得以滿足。日益增長的電力供應(yīng)需求促使電網(wǎng)的規(guī)模在近年來不斷擴(kuò)大，隨之而來的是大量新增變電站接入原有的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，這就導(dǎo)致了前期預(yù)設(shè)的擴(kuò)展規(guī)模和系統(tǒng)設(shè)計(jì)容量越來越難以滿足激增的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息量。機(jī)房空間大小、前置機(jī)柜內(nèi)部空間大小、新舊設(shè)備兼容問題、系統(tǒng)自身容量約束等多種復(fù)雜的限制因素導(dǎo)致自動(dòng)化系統(tǒng)容量無法簡單地隨系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大而擴(kuò)張。同時(shí)，人為因素在系統(tǒng)調(diào)度操作中也不可忽視，對(duì)縣級(jí)電網(wǎng)運(yùn)行方式和運(yùn)行質(zhì)量都會(huì)產(chǎn)生一定影響。事實(shí)上，調(diào)度指令錯(cuò)誤、交接班告知不到位等人為因素和管理因素都會(huì)影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重的事故。

2無功調(diào)整基本原則

1）電網(wǎng)無功功率在保證電壓質(zhì)量、降低電能損耗的前提下，實(shí)行分層、分區(qū)就地平衡的原則。應(yīng)盡可能使無功功率就地供應(yīng)，避免通過長距離線路輸送無功功率。局部電網(wǎng)無功功率不足時(shí)，應(yīng)先就地調(diào)整，無法調(diào)整時(shí)，再由電網(wǎng)調(diào)整。2）發(fā)電機(jī)運(yùn)行功率因數(shù)應(yīng)按電網(wǎng)要求進(jìn)行調(diào)整。3）新投運(yùn)發(fā)電機(jī)組應(yīng)具備在有功功率額定時(shí)，功率因數(shù)進(jìn)相0.95運(yùn)行的能力。對(duì)已投運(yùn)的發(fā)電機(jī)組，有計(jì)劃地進(jìn)行進(jìn)相運(yùn)行的試驗(yàn)。4）由市調(diào)直接調(diào)度的具有進(jìn)相運(yùn)行能力的發(fā)電機(jī)組，其運(yùn)行方式的改變按值班調(diào)度員的命令執(zhí)行。5）無功補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)按照電網(wǎng)無功功率優(yōu)化計(jì)算結(jié)果優(yōu)化配置，提高無功補(bǔ)償設(shè)備的最優(yōu)運(yùn)行能力。6）220kV及以下電網(wǎng)的無功電源總?cè)萘繎?yīng)大于最大自然無功負(fù)荷，一般按1.15倍計(jì)算。7）200kV及以下電網(wǎng)在主變壓器最大負(fù)荷時(shí)，其二次側(cè)功率因數(shù)或由電網(wǎng)發(fā)出的無功功率與有功功率比值的正常范圍。8）直供變電站，當(dāng)供電線路距離較近時(shí)，功率因數(shù)應(yīng)該取自表中低值，其他情況應(yīng)取高值。9）無功補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)視需要投入運(yùn)行，以主變壓器高壓側(cè)不向電網(wǎng)倒送無功功率為原則，只有當(dāng)母線電壓超出正常范圍，且已無法調(diào)整時(shí)才能停運(yùn)。10）各級(jí)調(diào)度應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)的負(fù)荷、潮流變化及設(shè)備的技術(shù)狀況及時(shí)調(diào)整運(yùn)行方式，縮短供電半徑，減少迂回供電，降低線損，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3電壓調(diào)整基本原則

3.1調(diào)整電壓的方法

改變發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)的勵(lì)磁電流，以調(diào)整無功出力;投切關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器等無功補(bǔ)償設(shè)備;調(diào)整大型變電站有載調(diào)壓變壓器的分接頭;改變大型發(fā)電廠間或發(fā)電廠內(nèi)部機(jī)組間的出力分配，調(diào)整發(fā)電功率;起、停發(fā)電機(jī)組，改變發(fā)電機(jī)組出力;調(diào)整電網(wǎng)整體的運(yùn)行方式;利用停電檢修機(jī)會(huì)，改變無載調(diào)壓變壓器分接頭。

3.2發(fā)電機(jī)、變壓器對(duì)運(yùn)行電壓的要求

1）發(fā)電機(jī)或調(diào)相機(jī)母線運(yùn)行電壓在額定電壓的±5%以內(nèi)，最高運(yùn)行電壓由連接發(fā)電機(jī)母線的設(shè)備及發(fā)電機(jī)的安全決定，但不得超出額定電壓值的110%。2）變壓器實(shí)際工作電壓值一般不得超過運(yùn)行分接頭額定電壓的105%，根據(jù)變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，經(jīng)過專業(yè)部門試驗(yàn)或生產(chǎn)廠家認(rèn)可的變壓器，允許提高至分接頭額定電壓值的110%。

3.3基本原則

1）為了監(jiān)視和調(diào)整電網(wǎng)電壓，選擇具有代表性的發(fā)電廠、樞紐變電站母線作為電壓中樞點(diǎn)，具有調(diào)壓能力的中樞點(diǎn)為控制點(diǎn)。2）根據(jù)負(fù)荷和電網(wǎng)電壓的特點(diǎn)，按季度編制電網(wǎng)電壓控制點(diǎn)的電壓曲線和中樞點(diǎn)的電壓正常范圍，發(fā)給有關(guān)廠、站，以便調(diào)整和監(jiān)視。3）當(dāng)發(fā)電廠、變電站的母線電壓超出正常范圍時(shí)，首先應(yīng)按照無功分層、分區(qū)就地平衡原則，調(diào)整發(fā)電機(jī)組和無功補(bǔ)償設(shè)備的無功出力;其次再調(diào)整有載調(diào)壓變壓器的分接頭，使電壓達(dá)到正常范圍。4）電壓控制點(diǎn)的值班人員應(yīng)主動(dòng)按規(guī)定的電壓曲線進(jìn)行調(diào)整，使控制點(diǎn)的電壓在電網(wǎng)用電高峰期間維持上限運(yùn)行，電網(wǎng)用電低谷期間維持下限運(yùn)行。當(dāng)經(jīng)過調(diào)整仍超過正常范圍，且調(diào)整手段用完已無法調(diào)整，或發(fā)電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子電流已經(jīng)調(diào)滿、機(jī)組功率因數(shù)已達(dá)到規(guī)程規(guī)定的最高功率因數(shù)時(shí)，應(yīng)立即通知當(dāng)值調(diào)度控制值班人員。電壓中樞點(diǎn)的值班人員應(yīng)經(jīng)常監(jiān)視母線電壓，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電壓超出正常范圍時(shí)，應(yīng)立即報(bào)告值班調(diào)度員。5）地調(diào)調(diào)度范圍內(nèi)的廠、站母線電壓超出正常范圍時(shí)，地調(diào)應(yīng)首先進(jìn)行調(diào)整;當(dāng)經(jīng)過

4無功補(bǔ)償異?，F(xiàn)象及處理

當(dāng)區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償且出現(xiàn)欠補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)象時(shí)，區(qū)域電網(wǎng)的無功功率雖然還會(huì)繼續(xù)存在，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠感性負(fù)載（如電力變壓器、電動(dòng)機(jī)等）消耗。無功功率過低會(huì)影響發(fā)電機(jī)的有功功率輸出，降低供電設(shè)備的供電能力，減少輸電線路的效率，造成區(qū)域電網(wǎng)的線損增大，提高了供電成本和終端用戶的用電成本。此時(shí)，電力調(diào)度控制部門應(yīng)當(dāng)遙控投入備用補(bǔ)償裝置，以保證功率因數(shù)在合理范圍。當(dāng)區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償且出現(xiàn)過補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)象時(shí)，會(huì)導(dǎo)致區(qū)域電力系統(tǒng)的電壓過高，影響供電設(shè)備的絕緣性能，從而縮短電氣設(shè)備使用壽命，容易產(chǎn)生過電壓和諧振，造成電力系統(tǒng)故障，使得供電可靠性降低，同時(shí)也增加了有功損耗，提高了供電成本和用電成本。此時(shí)，電力調(diào)度控制部門應(yīng)當(dāng)遙控退出運(yùn)行中的補(bǔ)償裝置，以保證功率因數(shù)在合理范圍。

5電網(wǎng)電壓異常的處理

電網(wǎng)電壓控制點(diǎn)的電壓超出正常范圍，廠站值班人員無須等待當(dāng)值調(diào)度員的調(diào)度命令，應(yīng)立即自行調(diào)整使電壓恢復(fù)到正常范圍之內(nèi)。首先根據(jù)無功補(bǔ)償?shù)脑Ａ亢侠硗度牖蛲顺鰺o功補(bǔ)償設(shè)備，以達(dá)到區(qū)域調(diào)整電壓目的;也可遙控主變壓器的有載調(diào)壓分接頭來控制電壓。當(dāng)調(diào)整手段已全部用完而電壓仍超出正常范圍時(shí)，應(yīng)立刻上報(bào)上一級(jí)調(diào)度控制部門。值班調(diào)度員要采取一切措施使電壓異常的持續(xù)時(shí)間不超過規(guī)定。

6結(jié)語

電網(wǎng)的無功補(bǔ)償和電壓調(diào)節(jié)一直是各地區(qū)調(diào)度最重要的工作之一，電壓合格率很早就被納入企業(yè)考核指標(biāo)。電網(wǎng)無功補(bǔ)償在電力系統(tǒng)中起到很重要的宏觀調(diào)節(jié)作用，可以提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，增加變電設(shè)備的效率，減少高壓輸電線路無用功，從而提高供電效率。

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