十堰地區(qū)季節(jié)性電網(wǎng)無功調(diào)控策略研究

摘要：十堰受特殊的地域條件和負荷性質(zhì)影響，屬于典型的地區(qū)季節(jié)性電網(wǎng)，無功管理上存在著豐水期電壓偏高、枯水期電壓偏低、峰谷差大的變電站AVC動作頻繁、大用戶無功供需矛盾突出等問題。文章從廠站端電源、無功補償手段和無功調(diào)節(jié)策略等方面就改善電壓無功現(xiàn)狀進行了探討。

關鍵詞：季度性電網(wǎng)；無功調(diào)控；調(diào)控策略

中圖分類號：TM933 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）07-0132-02

1 十堰電網(wǎng)電壓無功管理基本情況

1.1 十堰電網(wǎng)的基本特點

十堰地處鄂西北，毗鄰豫陜渝三省，電網(wǎng)位于湖北省網(wǎng)末端，境內(nèi)水電站密集，大小水電站199座，水電總裝機容量253.33萬kW，占區(qū)域總裝機比例為91.37%，屬于典型的季節(jié)性地區(qū)電網(wǎng)。2012年最大供電負荷103.6kW，最大峰谷差達到47.7萬kW。每年夏秋降水充沛，小水電多為徑流式，電網(wǎng)潮流以外送為主，屬于送端電網(wǎng)。在冬春季節(jié)，由于降雨有限而境內(nèi)火電等其它類型發(fā)電容量非常小，電力供應主要依賴于從省網(wǎng)獲得，轉(zhuǎn)變?yōu)槭芏穗娋W(wǎng)。

1.2 電壓無功調(diào)控的現(xiàn)有手段

目前十堰電網(wǎng)的電壓無功調(diào)節(jié)手段有三種，一是發(fā)電廠，無功出力129萬kvar；二是變電站無功補償裝置，并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器容量分別為18.75萬kvar和8萬kvar；三是用戶無功補償裝置，容量3.69萬kvar。電網(wǎng)安裝有區(qū)域無功自動控制（以下簡稱AVC）裝置，變電站有載分接開關和無功補償裝置實現(xiàn)自動調(diào)整與投切。

2 十堰電網(wǎng)電壓無功管理中存在的問題

2.1 豐水期水電密集的南部地區(qū)電壓整體偏高

由于豐水時段水電出力大，而南部地區(qū)以農(nóng)林業(yè)負荷為主，當?shù)赜秒娯摵蓸O輕，電抗器僅8萬kvar，吸收無功能力有限，大量無功外送，加之這些水電上網(wǎng)線路分布在山區(qū)，長距離線路充電功率進一步抬升了該地區(qū)的電壓水平。

2.2 枯水期局部負荷中心電壓偏低

十堰東部城區(qū)和中心城區(qū)屬于開發(fā)新區(qū)，近年來負荷增長迅猛，這兩個區(qū)域的電源點分別由220kV龍虎溝和武當山變電站獲取?？菟谑唠娋W(wǎng)已轉(zhuǎn)為受端電網(wǎng)，上述城區(qū)更成為饋供的末端站，在東城、李家崗等變電站電容器全部投入運行的情況下，仍然存在較大無功缺額，需要從系統(tǒng)吸收大量無功，導致負荷高峰時段東城電壓接近下限。

2.3 大用戶無功供求矛盾突出

近年來，電力企業(yè)對用戶的無功管理模式已遠遠不能適應電網(wǎng)發(fā)展需求。對用戶無功管理的依據(jù)是原水利電力部1983年的《功率因數(shù)調(diào)整電費辦法》，已遠遠滯后于電網(wǎng)發(fā)展需要。管理方式上，對用戶功率因數(shù)的考核采用平均功率因數(shù)考核，不符合無功功率實時平衡的客觀規(guī)律?？刂茢?shù)值方面，近30年來對大用戶的功率因數(shù)要求一直為0.9，而事實上隨著大電網(wǎng)對穩(wěn)定性要求的提高，無功必須做到分層分區(qū)平衡。以3月21日丹供區(qū)兩個大用戶為例，在其有功負荷達到8.48、7.75萬kW、功率因數(shù)達到0.90、0.95時，仍有6萬kvar左右的無功從主變220kV穿越到110kV。

2.4 負荷峰谷差較大的變電站AVC策略調(diào)整困難

東部區(qū)域由于負荷性質(zhì)原因，日負荷峰谷差十分明顯，導致電容器投切和主變分接開關動作頻繁，同時AVC經(jīng)常出現(xiàn)閉鎖。

3 季節(jié)性地區(qū)電網(wǎng)電壓無功改善措施

3.1 適當增加南部地區(qū)的并聯(lián)電抗器

針對南部地區(qū)無功大量外送的情況，在水電上網(wǎng)比較集中的220kV懸鼓洲等變電站裝設一定數(shù)量的并聯(lián)電抗器，減少無功的跨層、跨區(qū)流動。

3.2 要求具備條件的發(fā)電機組進相運行

對區(qū)域內(nèi)上網(wǎng)電廠的發(fā)電機組開展進相試驗，合理進行發(fā)電出力的調(diào)控，在電網(wǎng)無功過多時安排具備條件的機組進相運行。

3.3 增強負荷中心電源支撐

加快北部城區(qū)負荷中心220kV變電站建設，強化高電壓等級電源支撐。在新的高電壓等級電源點建成之前，根據(jù)無功缺額情況，優(yōu)先在李家崗、東城等重負荷變電站增加無功補償裝置。

3.4 對大用戶開展實時界面功率因數(shù)統(tǒng)計與考核

積極與公司各部門、地方政府與企業(yè)協(xié)調(diào)，加強用戶側(cè)管理，力爭在并網(wǎng)協(xié)議及相關合同的重新簽訂中，加入關于用戶界面功率因數(shù)考核的相關條款。加強用戶側(cè)管理，在下一步大用戶的接入審查中，嚴把無功補償和諧波治理關，同時力爭在并網(wǎng)協(xié)議及相關合同的重新簽訂中，加入關于用戶界面功率因數(shù)考核的相關條款。

3.5 在負荷變化頻繁的變電站裝設動態(tài)無功補償

在負荷峰谷差大、負荷曲線變化迅速的變電站考慮裝設SVC動態(tài)無功補償裝置，就地實現(xiàn)對負載無功功率的動態(tài)跟蹤補償，避免造成AVC頻繁動作和電壓越限。

3.6 完善AVC調(diào)控策略

加強對AVC運行規(guī)律查找，策略調(diào)整與修正，充分發(fā)揮AVC系統(tǒng)的作用。適當放寬電壓定值，將中心城區(qū)重負荷變電站采用無功絕對值而非功率因數(shù)相對值的定值方式，避免AVC動作過于頻繁。將AVC計算間隔時間設定適當調(diào)整和延長，避免峰谷轉(zhuǎn)換時期需要連續(xù)調(diào)節(jié)變壓器檔位時由于不能躲過同向調(diào)節(jié)的固有間隔時間而出現(xiàn)閉鎖。

3.7 加強無功補償設備運維管理

繼續(xù)做好有載調(diào)壓變壓器、電容器、電抗器等無功補償設備的運行維護、消缺工作，使無功補償設備可用能用，提高無功管理水平。

4 結語

總之，地區(qū)季節(jié)性電網(wǎng)受特殊的負荷特性影響，采用常規(guī)的電網(wǎng)的功調(diào)控策略難以滿足需求，如何更好地增強其無功調(diào)節(jié)能力、完善其調(diào)控措施，需要我們不斷地探索和研究。

作者簡介：左陵（1975—），湖北人，國網(wǎng)湖北省電力公司十堰供電公司工程師，研究方向：電能質(zhì)量與無功管理。