劉 俊

（湖州安吉縣供電局,浙江安吉 313300）

在縣級電網中開展經濟調度工作的探討＊

劉 俊

（湖州安吉縣供電局,浙江安吉 313300）

結合安吉電網的實際情況,分析電網經濟調度工作中存在的問題,并通過采取一些可行的措施和方法,在確保電網安全可靠運行的前提下,利用現有資源使電網在最優(yōu)的狀態(tài)下經濟運行,從而實現效益最大化.

縣級電網;經濟調度;經濟運行

經濟調度也稱經濟運行,就縣級電網而言,即指在滿足電網安全穩(wěn)定、電力供需平衡的條件下,合理安排電網運行方式,力求電網損耗最小.隨著兩網改造工作的完成,近幾年安吉縣加快了主網建設,使得電網結構日趨完善.在目前的形勢下,尋求一種更經濟的運行方式,是企業(yè)追求的更高目標.

1 安吉電網現狀

安吉縣位于浙江省西北部山區(qū),目前所轄220kV變電所1座、110kV變電所9座、35kV變電所10座,變電容量900.6MVA.安吉縣境內小水電十分豐富,目前電網小水電裝機容量47.14MW,另余熱機組2臺,裝機容量6MW.

1.1 電網結構單一,供電半徑大,負荷分配不均勻

安吉電網主要以220kV安吉變?yōu)殡娫粗?逐步形成以110kV電壓等級為主干網,10kV電壓等級網絡聯絡為基礎的電網構架.近幾年,先后投運110kV天目變、110kV良朋變、110kV云鴻變、110kV浦源變、110kV桃城變、110kV梅園變等輸變電工程,原有35kV銅山變、老石坎變、安城變、遞鋪變等相繼退出運行,供電能力有了極大的提高.但目前110kV及以下變電所均采用單母線、單母線分段或內橋接線方式,部分變電所單臺主變運行,電網結構單一、電源點單一導致電網經濟調度手段非常有限.由于安吉地處山區(qū),主要負荷集中在縣城周邊平原,導致部分變電所在迎峰度夏期間出現超載現象.且縣城工業(yè)園區(qū)發(fā)展速度較快,部分供電線路多次分流后,仍不能滿足供電要求.而邊遠地區(qū)用電性質主要以農業(yè)生產、居民照明為主,負荷率低,且供電半徑長,電能損耗大.

1.2 小水電站規(guī)模小,調節(jié)性能差

目前,安吉縣境內小水電站共108座,總裝機容量47.14MW,占電網最高負荷30%左右.其中有庫容量水電站2座,裝機容量8.9MW,其余主要以徑流式小水電為主,且投入年限長,設備陳舊.除2座有庫容量水電站外,其他徑流電站均無調節(jié)能力,在豐水季節(jié)造成發(fā)電時段和出力隨意,起不到調峰作用.特別是在負荷低谷時段,大量發(fā)電出力并網,使得電網負荷率降低,但調度沒有很好的手段控制其并網發(fā)電,無法進行經濟調度.

1.3 電容器無功補償裝置與電網實際需求不匹配

縣級電網中由于用電結構是以農村用電負荷性質為主,晝夜峰谷差大,負荷率較低,堅持無功功率就地平衡的原則,及時調整電容器補償量是電網經濟優(yōu)質運行的主要措施.安吉縣變電站無功管理盡管實現AVQC自動控制,但目前仍存在以下幾方面問題：一是220kV安吉變無功補償未納入全網統(tǒng)一控制,220kV變電站的電容器投切是否及時將影響縣電網電壓和無功水平;二是部分變電所單組電容器運行,容量不能滿足負荷的季節(jié)特性;三是用戶無功補償不夠,部分線路不能有效減少無功輸送;四是發(fā)電廠無功調節(jié)能力差,影響無功的平衡;五是電網中無功補償設備不合理.

1.4 短期負荷預測困難

目前安吉縣電網內固定的用電大戶少,縣內工業(yè)以家庭作坊式的竹制品廠和輕工業(yè)較多,生產用電不穩(wěn)定,且短期施工用電戶較多,調度沒有很好的渠道進行提前預測.加之雷雨季節(jié)小水電站并網發(fā)電隨意,網內用電負荷有限,造成短期負荷預測率較低.

1.5 電網經濟調度意識薄弱

目前安吉縣調度專業(yè)人員主要是從事多年變電運行的人員或近年剛從事電力系統(tǒng)工作的新進職工,其電網經濟調度意識薄弱.導致工作人員電網經濟調度意識薄弱的原因主要有以下幾方面：一是電網調度和運行人員將工作重心放在電網的安全穩(wěn)定運行上,其電網經濟調度水平不高,且認識不夠;二是隨著近幾年電網建設的大力展開,調度員的日常工作十分繁重,加上縣調人員編制少,導致縣調對經濟調度重視不夠;三是變電站運行人員對設備的經濟運行意識淡薄,且運行人員的流動性大,導致整體業(yè)務水平不高;四是縣級電網運行管理相對滯后,導致一些電網的經濟運行方案得不到及時執(zhí)行.

2 安吉電網經濟調度措施

2.1 確定合理的電網運行方式

合理的運行方式,是電網安全、可靠運行和經濟運行的重要保證.我們通常所說的電網運行方式包括正常運行方式、檢修運行方式和特殊時期（如迎峰度夏、防臺防汛等）的特殊運行方式.在這些運行方式下,既要保證電網的安全、可靠運行,又要兼顧經濟運行是一個復雜的問題.

（1）通過潮流計算,合理安排主電網運行方式.加強線損管理,減少線損電量,是實現電網經濟運行的重要舉措.隨著電網建設的日趨完善,網絡的復雜程度也隨之增加,一個節(jié)點參數的變化就會引起眾多相關節(jié)點參數的變化.傳統(tǒng)的線損理論計算依靠人工,因計算工作量大,導致計算時間長,且計算誤差大,因此調度運行人員一般采取估算或干脆憑運行經驗進行運行方式的轉換操作,這種轉變運行方式不科學,造成網損增大.

在電網規(guī)劃階段,通過潮流計算,合理規(guī)劃電源容量、接入點和網架,選擇無功補償方案,對電網在大、小方式下的潮流交換控制、調壓能力進行預測;在編制年度運行方式時,選擇典型方式進行潮流計算,從而發(fā)現電網的薄弱環(huán)節(jié),供運行人員進行分析并采取對策,并對規(guī)劃、基建部門提出改進網架結構的建議;檢修及特殊運行方式下的潮流計算可用于日運行方式的編制,指令發(fā)電廠開停機方式,以及有功、無功功率的調整方案和負荷調整方案,滿足線路、變壓器熱穩(wěn)定要求及電壓質量要求.眾多實踐證明,通過潮流計算不僅有利于年度檢修及特殊運行方式的確定,還為電網經濟運行方式提供了可靠的依據.

（2）通過短期負荷預測,合理安排配電網絡運行方式.配電網經濟運行是在保證配電網安全運行、滿足供電量及供電質量的基礎上,通過技術措施最大限度地降低供電線路有功損耗和無功消耗.目前,配電網絡調整主要按季節(jié)操作,如迎峰度夏、國慶、春節(jié)期間配網方式調整等,而負荷是隨時變化的,按季節(jié)調整對配電網的降損效果并不明顯.隨著配網自動化水平和通信技術的提高,根據負荷的實際情況調整網絡結構,進行實時的網絡調整勢在必行.

短期負荷預測的目的是與配電網絡經濟運行相結合,計算在負荷預測結果下配電網絡的新運行方式所產生的效益,并進行評估.通過評估結果,合理地選擇配電網絡聯絡點,然后通過設置分段點,合理地分配線路負荷,使線路及主變壓器運行在最優(yōu)狀態(tài).

2.2 合理安排主變壓器在不同季節(jié)的經濟運行方式

系統(tǒng)中變壓器的臺數多時,變壓器的損耗電量將占全系統(tǒng)總線損的30%以上,因此降低變壓器的損耗是電網經濟運行的一個重要指標.目前縣級調度機構對2臺雙繞組變壓器,出于安全、穩(wěn)定運行的目的,一般安排兩種運行方式,對應著兩條ΔP=f（S）有限長曲線.兩條曲線之間的交點處總功率損耗相同,我們稱相交點負荷為臨界負荷Sij,即

式中 ∑P0i、∑P0j、∑PKi、∑PKj、∑Si、∑Sj分別是i、j兩種方式下的變壓器總空載損耗、總額定短路損耗和總額定容量.

不同的季節(jié),因為負荷性質的不同,各臺主變壓器所承載的負荷有較大區(qū)別,特別是主供城區(qū)的變電所,在迎峰度夏期間所承受的空調負荷約在5萬千瓦左右,因此針對不同的季節(jié),要通過計算主變壓器經濟運行曲線,合理安排主變壓器運行方式.

2.3 加強無功管理,做到就地平衡

在35 kV及以上輸電網絡中,變電站的無功設備由電力部門直接調度,可隨時保證功率因數在合格范圍內,但在10 kV配電網中,由于客戶及小水電廠無功管理自覺性較差,僅靠電力部門對高壓輸配電網絡的無功補償是遠遠不夠的.只有在低壓配電網絡中合理實施無功補償,才能使電網運行在最優(yōu)的經濟狀態(tài).

對于無功補償不足的線路,可以采取線路集中或分段補償措施.由于線路損耗增加主要是無功導致線路電流增大的結果,所以在補償時應盡量靠近負荷中心.線路上的負荷并不是集中在一點,因此宜采取分段梯級補償.補償容量的確定一般應按照電容補償的優(yōu)化運行方式進行選擇和校驗修正.

對于小水電線路,可以通過分季節(jié)取消水電機組功率因數考核值來實現.因為目前安吉縣電網內小水電機組大多是上世紀90年的代機組,設備狀況較差,在豐水期季節(jié),小水電機組并網的90%以上調度無可靠的調節(jié)手段,導致線路有功、無功倒送現象十分嚴重.而并網線路往往是山區(qū)負荷相對較低的線路,只有取消小水電機組力率考核,在豐水期要求在機組運行允許的情況下盡可能多發(fā)有功,才可能最大限度地減少無功功率在線路上的傳輸.

針對變電站每個季節(jié)無功需求的變化,合理調整無功補償容量,防止單臺無功設備容量過大而導致無功倒送至上級變電站,同樣是不可忽視的問題.

2.4 電網運行電壓要合理

電網的運行電壓對電網元件的空載損耗、負載損耗和電暈損耗均有影響,當負荷不變時,電壓提高,與電壓成反比的負載損耗將減少.在額定電壓附近,當變壓器的分接頭位置不變時,電壓提高,變壓器的空載損耗將增加.在輸電網中,負載損耗約占總損耗的80%左右,因此適當提高電網的電壓水平可以降低線損.但在配電網絡中,變壓器的空載損耗占總損耗的40%～80%,特別是配電線路在深夜運行時,因負荷低,所以運行電壓較高,造成空載損耗比例更大.農電線路在非排灌季節(jié)的情況更是如此.所以對于配電線路片面強調提高運行電壓是不合理的,需有載調壓與補償電容器相配合,以收到更好的降損效果.

2.5 調整負荷曲線,平衡三相負荷

負荷的變化幅度大,不僅不利于線路經濟運行,而且也使線損增加.因此,調整負荷是降損節(jié)能的重要環(huán)節(jié).作為縣級調度,要根據負荷的變化情況,做好每條線路、每臺變壓器,以及每段線路的負荷調整工作,根據負荷的性質、季節(jié)或時段合理選擇線路運行的電源點或分段點.

三相負荷不平衡,除了影響變壓器的安全運行外,也增加了線損,因此應當定期進行三相負荷的測定和調整工作.特別是在農村配電網絡中,三相負荷的不平衡不僅使配變損耗增加,而且使三相電壓降幅也不同,對電壓質量產生很大的影響.

在目前調節(jié)能減排的形勢下,電網的經濟運行勢必會成為擺在電網運行工作者面前的又一個課題,經濟運行也將會是學者們日后討論最多的話題之一.

[1]胡景生.變壓器經濟運行[M].天津：天津大學出版社,1991.

[2]陳衍.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析[M].北京：中國電力出版社,1995.

[3]張峰.電力負荷管理技術[M].北京：中國電力出版社,2005.

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1009-1734（2010）S0-0017-03

2010-05-10

劉俊,助理工程師,從事電力系統(tǒng)運行和調度研究.