構(gòu)建全方位管理體系提升電網(wǎng)電壓管理水平

國網(wǎng)安徽馬鞍山供電公司 張明 代飛 蔡夕多 唐新杰

面對(duì)新時(shí)期電能質(zhì)量的新變化和新需求，電力系統(tǒng)除繼續(xù)加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)和改造，進(jìn)一步提高供電可靠性外，須研究并不斷完善電能質(zhì)量的監(jiān)測、評(píng)估，并選取恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段進(jìn)行綜合性防范與治理。加強(qiáng)電壓質(zhì)量及無功電壓管理工作，向用戶提供合格的電能，國網(wǎng)安徽馬鞍山供電公司依托自動(dòng)無功電壓控制（AVC）系統(tǒng)、電壓監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)和無功電壓考核管理系統(tǒng)等先進(jìn)適用的技術(shù)手段，按照集約化管理思路，構(gòu)建了全方位的無功電壓管理責(zé)任體系，明晰運(yùn)行單位、維護(hù)單位、規(guī)劃和建設(shè)單位的管理職責(zé)和工作流程，通過地縣一體化無功電壓控制與綜合評(píng)估機(jī)制，為規(guī)劃提供依據(jù)，不斷優(yōu)化末端電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高無功補(bǔ)償設(shè)備配置水平，優(yōu)化一體化無功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)控制策略，形成了全過程、全覆蓋的無功電壓全過程管理體系，有效提升了馬鞍山地區(qū)電網(wǎng)無功電壓調(diào)節(jié)能力和水平。

加強(qiáng)無功電壓運(yùn)行管理

著力構(gòu)建全方位的無功電壓管理責(zé)任體系，建立、健全規(guī)章制度。制定《電壓合格率指標(biāo)提升方案》，建立和完善分層次的管理和考核體系，明確各責(zé)任單位工作要求。加大電網(wǎng)建設(shè)力度，配足配齊無功補(bǔ)償設(shè)備。加強(qiáng)對(duì)非統(tǒng)調(diào)電廠、分布式電源和大用戶的無功管理。完善配電網(wǎng)無功電壓管理，不斷加大配電網(wǎng)無功補(bǔ)償、電壓調(diào)整管理力度。加大設(shè)備運(yùn)行維護(hù)力度。加強(qiáng)AVC 系統(tǒng)的運(yùn)維，加強(qiáng)檢修計(jì)劃管控，杜絕電網(wǎng)運(yùn)行方式變化后對(duì)電壓質(zhì)量的影響，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。主要流程說明如下：

下達(dá)季度電壓曲線

加強(qiáng)對(duì)非統(tǒng)調(diào)電廠、分布式電源和大用戶的無功管理，將非統(tǒng)調(diào)電廠和用戶側(cè)無功調(diào)節(jié)能力納入全網(wǎng)統(tǒng)一管理。根據(jù)省調(diào)每季度下達(dá)的220 千伏電網(wǎng)電壓曲線和力率上限限值，充分考慮系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)兼顧到下一級(jí)電網(wǎng)的調(diào)壓要求，按季度編制下達(dá)電壓控制點(diǎn)電壓曲線和電壓控制點(diǎn)、電壓監(jiān)視點(diǎn)的規(guī)定值；按季度編制下達(dá)地區(qū)受電力率合格范圍，并下達(dá)地縣調(diào)控運(yùn)行和各非統(tǒng)調(diào)電廠。非統(tǒng)調(diào)電廠根據(jù)電壓曲線和力率上限限值，及時(shí)優(yōu)化廠內(nèi)SVG、逆變器參數(shù)。

電網(wǎng)運(yùn)行方式對(duì)電壓調(diào)控影響分析

加強(qiáng)檢修計(jì)劃管控，每周根據(jù)設(shè)備檢修計(jì)劃，分析是否影響無功電壓質(zhì)量，是否通過優(yōu)化運(yùn)行方式能夠緩解影響，同時(shí)提出檢修計(jì)劃變更建議。建立事前預(yù)控、事中監(jiān)控、事后分析的閉環(huán)體系，充分考慮電網(wǎng)運(yùn)行方式改變對(duì)無功電壓調(diào)控的影響，在保證供電安全性和可靠性的前提下，優(yōu)化運(yùn)行方式安排。

優(yōu)化AVC控制策略

以變電站母線電壓、滿足省網(wǎng)無功指令為約束條件，力求無功潮流最小。以母線電壓合格為目標(biāo)，盡力減少電容器投切、主變分接頭調(diào)整次數(shù)，合理選擇電壓、功率因數(shù)、無功優(yōu)化的優(yōu)先級(jí)，按照電壓優(yōu)先于功率因數(shù)，功率因數(shù)優(yōu)先于無功優(yōu)化的次序統(tǒng)籌考慮AVC 系統(tǒng)策略，根據(jù)季節(jié)特點(diǎn)，調(diào)整時(shí)間分段和時(shí)段內(nèi)電容器投切、主變分接頭調(diào)整次數(shù)，核對(duì)無功補(bǔ)償設(shè)備容量參數(shù)，制定變電站無功補(bǔ)償容量分組方案，調(diào)整特殊點(diǎn)的控制要求。同時(shí)制定重點(diǎn)監(jiān)控清單，下達(dá)地縣調(diào)控運(yùn)行和各非統(tǒng)調(diào)電廠。

統(tǒng)計(jì)分析無功電壓運(yùn)行情況

地縣調(diào)控和非統(tǒng)調(diào)電廠根據(jù)無功電壓重點(diǎn)監(jiān)控清單，嚴(yán)格按運(yùn)行方式下達(dá)的電壓曲線和力率限值監(jiān)控?zé)o功電壓。加強(qiáng)AVC 系統(tǒng)監(jiān)控，每周統(tǒng)計(jì)、分析電容器投切、主變分接頭調(diào)整次數(shù)，排查電壓是否滿足電壓曲線上下限和日波動(dòng)幅度考核要求。

協(xié)調(diào)控制適應(yīng)性分析

每月開展省網(wǎng)AVC 系統(tǒng)無功指令和地縣調(diào)協(xié)調(diào)控制適應(yīng)性分析，分析是否存在無功潮流在站內(nèi)主變或在不同電壓等級(jí)電網(wǎng)間不合理流動(dòng)，是否存在因需求沖突導(dǎo)致的電容器投切、主變分接頭調(diào)整次數(shù)增加，并向省調(diào)提出省網(wǎng)AVC 系統(tǒng)無功指令優(yōu)化建議，并根據(jù)省網(wǎng)要求調(diào)整地區(qū)電網(wǎng)AVC 系統(tǒng)和非統(tǒng)調(diào)電廠控制參數(shù)。

電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特點(diǎn)分析

定期開展一次電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特點(diǎn)分析，著重分析無功補(bǔ)償裝置配置的合理性。加大設(shè)備運(yùn)行維護(hù)力度，督促相關(guān)部門加強(qiáng)有載調(diào)壓開關(guān)和電容器設(shè)備的維護(hù)管理工作，提高消缺質(zhì)量，加快消缺速度，每周通報(bào)無功補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行和缺陷消除工作開展情況。提出無功配置優(yōu)化建議，相關(guān)單位根據(jù)調(diào)控?zé)o功電壓優(yōu)化建議，加大電網(wǎng)建設(shè)力度，配足配齊無功補(bǔ)償設(shè)備，結(jié)合城農(nóng)網(wǎng)建設(shè)改造，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化電源點(diǎn)分布，縮短線路供電半徑。結(jié)合基建、技改項(xiàng)目的投運(yùn)，以及大用戶的投產(chǎn)，及時(shí)更新、調(diào)整AVC 系統(tǒng)參數(shù)和控制策略。

年度無功電壓分析

結(jié)合年度電網(wǎng)運(yùn)行方式的編制，組織地縣調(diào)、非統(tǒng)調(diào)電廠對(duì)全網(wǎng)無功電壓情況開展全面分析總結(jié)，排查存在的問題，制定整改措施和整改計(jì)劃。

一體化無功電壓控制與綜合評(píng)估

建立一體化無功電壓控制與綜合評(píng)估機(jī)制，從規(guī)劃、改造、運(yùn)行、控制的無功電壓專業(yè)全方位進(jìn)行管理與控制，將各級(jí)電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)組作為整體進(jìn)行優(yōu)化分析，分析電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、無功電壓分布的不合理性，自動(dòng)無功電壓控制系統(tǒng)策略的不合理性。以分層、分區(qū)及每個(gè)變電所內(nèi)的平衡為原則，對(duì)電網(wǎng)的無功電壓、線路潮流進(jìn)行控制和管理，找出影響電壓合格率的深層次原因。通過地縣協(xié)調(diào)、主配網(wǎng)協(xié)調(diào)、分布式電源與常規(guī)無功調(diào)節(jié)設(shè)備協(xié)調(diào)，形成完整的無功電壓優(yōu)化控制系統(tǒng)，很好地適應(yīng)大運(yùn)行模式和分布式電源接入，為智能配電網(wǎng)建設(shè)提供了無功電壓控制支持。最后，通過“一體化無功電壓綜合評(píng)估”對(duì)AVC 運(yùn)行效果、無功電壓考核指標(biāo)完成情況、無功電壓設(shè)備情況進(jìn)行評(píng)估，以進(jìn)一步加強(qiáng)網(wǎng)廠無功電壓運(yùn)行管理，從而形成無功電壓專業(yè)閉環(huán)管理體系。主要流程說明如下：

無功補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行狀況分析

加強(qiáng)無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行和維護(hù)，地縣調(diào)控定期開展設(shè)備運(yùn)行狀況分析，督促運(yùn)維單位加強(qiáng)無功補(bǔ)償裝置巡視和消缺，定期開展主變有載分接頭油樣化驗(yàn)，與設(shè)備運(yùn)維單位共同做好設(shè)備健康狀況分析，對(duì)存在家族式缺陷或故障率較高的無功補(bǔ)償設(shè)備，及時(shí)安排技改、大修項(xiàng)目予以更換。

電壓越限、無功分區(qū)平衡分析

定期對(duì)全網(wǎng)10 千伏及以上母線電壓開展上下限合格率和波動(dòng)幅度分析，排查變電站母線電壓接近上下限或日波動(dòng)幅度超過4%的原因。定期開展電網(wǎng)無功潮流統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)負(fù)荷特性的不同，有重點(diǎn)地分析全網(wǎng)低谷、腰荷、早晚峰的無功潮流特點(diǎn)，排查變電站功率因數(shù)偏低和無功潮流無序流動(dòng)的原因。

地縣、網(wǎng)廠無功電壓聯(lián)合調(diào)控策略分析

定期組織地縣調(diào)對(duì)無功補(bǔ)償設(shè)備容量、分組情況進(jìn)行核對(duì)。定期組織非統(tǒng)調(diào)電廠對(duì)廠內(nèi)發(fā)電機(jī)組、光伏電站逆變器、SVG 等設(shè)備的無功調(diào)節(jié)參數(shù)、性能等進(jìn)行核對(duì)。組織地縣調(diào)開展AVC系統(tǒng)上下級(jí)廠站間電壓聯(lián)調(diào)控制策略分析。

控制策略分析和優(yōu)化

加強(qiáng)AVC 系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控，定期統(tǒng)計(jì)和分析電容器投切、主變分接頭調(diào)整次數(shù)和分布，組織地縣調(diào)控開展電容器投切、主變分接頭動(dòng)作次數(shù)平衡性的分析。加強(qiáng)AVC 系統(tǒng)指令執(zhí)行成功率的統(tǒng)計(jì)分析，及時(shí)排除遠(yuǎn)動(dòng)主站、現(xiàn)場測控裝置和通信通道阻塞的影響，不斷提高AVC 系統(tǒng)調(diào)壓綜合指令執(zhí)行的成功率。根據(jù)AVC 系統(tǒng)上下級(jí)廠站間電壓聯(lián)調(diào)控制策略分析結(jié)果，優(yōu)化AVC 系統(tǒng)控制策略。梳理無功電壓調(diào)節(jié)困難的地區(qū)，制定監(jiān)控重點(diǎn)清單，有針對(duì)性地開展實(shí)時(shí)監(jiān)控。督促非統(tǒng)調(diào)電廠加強(qiáng)機(jī)組無功出力和無功調(diào)節(jié)裝置的運(yùn)行維護(hù)。

無功補(bǔ)償設(shè)備的配置評(píng)估

結(jié)合設(shè)備健康狀況、電壓越限和無功分區(qū)平衡情況，定期開展無功補(bǔ)償設(shè)備配置容量、主變分接頭選型分析，梳理補(bǔ)償容量不足及補(bǔ)償容量過剩的變電站，完善相關(guān)規(guī)劃方案，為無功電壓的優(yōu)化調(diào)控提供基礎(chǔ)。

電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和無功補(bǔ)償設(shè)備配置優(yōu)化管理

以規(guī)劃為引領(lǐng)，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和無功補(bǔ)償設(shè)備配置，提升無功電壓調(diào)節(jié)能力。落實(shí)《無功補(bǔ)償設(shè)備配置和改造技術(shù)原則》，以技術(shù)原則指導(dǎo)無功補(bǔ)償設(shè)備和電壓調(diào)節(jié)設(shè)備的配置，嚴(yán)格執(zhí)行新、擴(kuò)建變電站無功補(bǔ)償設(shè)備同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)建設(shè)、同時(shí)投產(chǎn)原則。提前介入新擴(kuò)建輸變電工程前期工作，確保相關(guān)無功補(bǔ)償設(shè)備在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段滿足電網(wǎng)未來發(fā)展需求。強(qiáng)化非統(tǒng)調(diào)電源設(shè)計(jì)評(píng)審，嚴(yán)格遵守新擴(kuò)建非統(tǒng)調(diào)電源無功補(bǔ)償和自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)建設(shè)、同時(shí)投產(chǎn)原則。主要流程說明如下：

無功電壓分析

調(diào)控中心組織地縣調(diào)在年度運(yùn)行方式編制、迎峰度夏（冬）電網(wǎng)診斷工作過程中，有針對(duì)性地開展電網(wǎng)無功電壓運(yùn)行專項(xiàng)分析，重點(diǎn)分析電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、無功補(bǔ)償裝置配置方面存在的問題，作為規(guī)劃及運(yùn)行調(diào)整依據(jù)提交相關(guān)部門。

運(yùn)維部門結(jié)合設(shè)備運(yùn)行狀況，制定改造措施

對(duì)現(xiàn)有變電站無功補(bǔ)償裝置或配置存在問題的，由運(yùn)檢部門結(jié)合設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行補(bǔ)償設(shè)備的分組或容量調(diào)整。通過電網(wǎng)建設(shè)和改造，逐步解決老舊設(shè)備和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)無功電壓質(zhì)量的影響。通過技術(shù)改造，優(yōu)化電容器容量，加裝動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備，解決電網(wǎng)末端沖擊負(fù)荷對(duì)無功電壓質(zhì)量的影響。

規(guī)劃部門結(jié)合規(guī)劃，制定和落實(shí)整改措施

規(guī)劃部門在制定近中遠(yuǎn)期規(guī)劃方案時(shí)，根據(jù)負(fù)荷預(yù)測以及調(diào)控提供的系統(tǒng)電壓合格率、廠站功率因數(shù)要求等作為配置計(jì)算的約束條件，提出無功電源建設(shè)的規(guī)劃方案，220 千伏電壓等級(jí)采用分層無功平衡，110 千伏及以下配電系統(tǒng)采用分區(qū)就地平衡。落實(shí)220 千伏、110 千伏變電站無功補(bǔ)償電容器容量規(guī)范要求，分別按主變?nèi)萘?0%～15%、15%～20%配置，并采用每段母線配置多臺(tái)不同容量的電容器或用分組閘刀將電容器分組等措施，滿足不同負(fù)荷時(shí)期的無功補(bǔ)償需要。加強(qiáng)變電站項(xiàng)目接入方案評(píng)審，在項(xiàng)目前期統(tǒng)籌考慮無功補(bǔ)償設(shè)備的配置和分組，滿足項(xiàng)目投運(yùn)后的負(fù)荷逐步增長過渡期和負(fù)荷接入穩(wěn)定期的無功電壓調(diào)控要求。

加強(qiáng)地區(qū)非統(tǒng)調(diào)電廠及大用戶接入系統(tǒng)方案的無功技術(shù)要求

加強(qiáng)地區(qū)非統(tǒng)調(diào)電廠及大用戶接入系統(tǒng)方案的項(xiàng)目評(píng)審，無功電壓自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)作為各類非統(tǒng)調(diào)電廠必須裝設(shè)的自動(dòng)裝置列入項(xiàng)目評(píng)審內(nèi)容，統(tǒng)籌考慮SVG 和電容器配置，嚴(yán)格落實(shí)無功補(bǔ)償設(shè)備和自動(dòng)控制系統(tǒng)同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)建設(shè)、同時(shí)投產(chǎn)的要求。

調(diào)控中心校核規(guī)劃、改造后分層無功平衡成果

反饋分區(qū)就地平衡問題分類，并提交相關(guān)部門，作為電網(wǎng)分層無功完善調(diào)整依據(jù)。

各部門根據(jù)調(diào)控中心反饋問題，制定完善措施

規(guī)劃部門針對(duì)電網(wǎng)網(wǎng)架問題，編制電網(wǎng)網(wǎng)架調(diào)整項(xiàng)目計(jì)劃，列入實(shí)施計(jì)劃。運(yùn)維部門針對(duì)無功裝備問題，對(duì)涉及線路、設(shè)備加裝無功裝置。營銷部門針對(duì)用戶無功裝置配置需求，提出整改方案，并要求客戶組織實(shí)施。

成效分析

調(diào)控部門根據(jù)各部門實(shí)施效果開展評(píng)估分析，對(duì)于典型的無功優(yōu)化措施改進(jìn)案例，由調(diào)控中心負(fù)責(zé)擴(kuò)充到典型案例庫。

結(jié)語

提高供電電壓質(zhì)量是電網(wǎng)企業(yè)和電力用戶的共同需求，馬鞍山供電公司加強(qiáng)地縣一體化電壓協(xié)同管控以來，應(yīng)用效果顯著，各級(jí)電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)能力和質(zhì)量都有了大幅提升，獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

應(yīng)用本典型經(jīng)驗(yàn)，必須結(jié)合各自電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和無功負(fù)荷特性，以及本單位的崗位設(shè)置及人力資源結(jié)構(gòu)，因地制宜，制定出適用的管理制度，監(jiān)督指導(dǎo)各部門自覺遵守。