黃娟娟，王巍，洪潮，陳雁，趙勇

(1.中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430071；2.南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，廣東 廣州 510800)

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南方電網(wǎng)2020年無(wú)功補(bǔ)償配置原則研究

黃娟娟1，王巍1，洪潮2，陳雁2，趙勇2

(1.中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430071；2.南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，廣東 廣州 510800)

南方電網(wǎng)是典型的交直流混合運(yùn)行電網(wǎng)，合理的無(wú)功補(bǔ)償配置在平衡系統(tǒng)無(wú)功功率、調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓運(yùn)行水平上起著重要的作用。為了保證南方電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，根據(jù)南方電網(wǎng)近年來實(shí)際運(yùn)行情況及2020年規(guī)劃網(wǎng)架，對(duì)南方電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償配置、運(yùn)行電壓水平、無(wú)功配置分層分區(qū)等問題進(jìn)行分析，并結(jié)合2014年完成審查的2項(xiàng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(《電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償配置技術(shù)原則》和《高壓直流換流站無(wú)功補(bǔ)償與配置技術(shù)導(dǎo)則》)，對(duì)南方電網(wǎng)遠(yuǎn)景年的無(wú)功配置方案進(jìn)行深入研究，以發(fā)現(xiàn)不足，提出需要注意和加以改進(jìn)的地方。

南方電網(wǎng)；無(wú)功補(bǔ)償；配置原則；換流站；無(wú)功分組；電壓波動(dòng)

南方電網(wǎng)是典型的交直流混合運(yùn)行電網(wǎng)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，聯(lián)系緊密，運(yùn)行難度大，電壓運(yùn)行問題對(duì)維持整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定至關(guān)重要。合理的電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償配置及運(yùn)行，在系統(tǒng)無(wú)功功率分層分區(qū)平衡、保證系統(tǒng)電壓質(zhì)量及系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行上起到重要的作用[1]。

目前南方電網(wǎng)在無(wú)功補(bǔ)償配置和運(yùn)行方面還存在一定不足，如部分地區(qū)無(wú)功配置尚不能滿足分層分區(qū)平衡的要求，負(fù)荷高峰時(shí)段部分地區(qū)電壓偏低、低谷時(shí)段部分地區(qū)電壓偏高的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

2011年，中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院承擔(dān)了中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司2項(xiàng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(《電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償配置技術(shù)原則》和《高壓直流換流站無(wú)功補(bǔ)償與配置技術(shù)導(dǎo)則》)的編制。2014年7月，2項(xiàng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)送審稿均已順利通過專家組驗(yàn)收審查。

本文根據(jù)南方電網(wǎng)近年來實(shí)際運(yùn)行情況及2020年規(guī)劃網(wǎng)架，對(duì)南方電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償配置、運(yùn)行電壓水平、無(wú)功配置分層分區(qū)等問題進(jìn)行分析，并結(jié)合上述2項(xiàng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)南方電網(wǎng)遠(yuǎn)景年的無(wú)功配置方案進(jìn)行深入研究。

1　無(wú)功補(bǔ)償配置及運(yùn)行電壓現(xiàn)況

通過對(duì)南方電網(wǎng)近幾年的無(wú)功電壓運(yùn)行情況進(jìn)行分析及實(shí)地調(diào)研，目前南方電網(wǎng)在無(wú)功補(bǔ)償配置及運(yùn)行過程中存在的問題主要有：

a)低抗普遍配置不足，負(fù)荷低谷時(shí)段部分地區(qū)電壓偏高。南方五省區(qū)220 kV電網(wǎng)感性無(wú)功資源普遍不足，對(duì)220 kV電網(wǎng)電抗器配置不夠重視，極少站點(diǎn)配置了感性無(wú)功補(bǔ)償裝置，低谷時(shí)段電壓偏高，尤其是電纜接線多、地方電源集中的片區(qū)，電壓偏高問題尤為突出。感性無(wú)功補(bǔ)償不足的矛盾在春節(jié)、五一、十一等節(jié)假日期間表現(xiàn)更為突出，為降低電壓，不得不采取停運(yùn)直流及大量線路的運(yùn)行方式，電網(wǎng)存在較大的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)和隱患[2-4]。

b)不能完全做到無(wú)功分層分區(qū)平衡。從無(wú)功分區(qū)平衡情況看，2014年南方電網(wǎng)各省網(wǎng)之間、省內(nèi)部區(qū)域電網(wǎng)之間的無(wú)功分布不均現(xiàn)象仍然存在[4]。高峰負(fù)荷時(shí)，直調(diào)電網(wǎng)與廣東、貴州、云南電網(wǎng)之間存在較大的無(wú)功功率交換，“西電東送”通道從廣東電網(wǎng)吸收的無(wú)功達(dá)516 Mvar，向貴州電網(wǎng)送出無(wú)功為339 Mvar，向云南電網(wǎng)送出無(wú)功為160 Mvar，主要原因是高峰時(shí)段“西電東送”輸送功率較大，“西電東送”通道需消耗系統(tǒng)大量無(wú)功，造成廣東電網(wǎng)向西部轉(zhuǎn)移大量無(wú)功的情況，兩廣斷面交流線路上的高抗由于本身消耗大量無(wú)功，也進(jìn)一步加劇了廣東電網(wǎng)的無(wú)功功率輸出。

從無(wú)功分層平衡情況看，南方電網(wǎng)各電壓層之間依然存在無(wú)功流動(dòng)，負(fù)荷中心的220 kV和110 kV電網(wǎng)無(wú)功不能就地平衡，無(wú)功補(bǔ)償缺額較大。2014年“夏大”方式下，南方電網(wǎng)功率因數(shù)在0.98以上的500 kV站點(diǎn)達(dá)到60%左右，其中廣東電網(wǎng)分層平衡情況較好，功率因數(shù)在0.98以上的站點(diǎn)數(shù)超過80%；其次是云南，其功率因數(shù)在0.98以上的站點(diǎn)數(shù)超過60%；廣西、貴州則需要進(jìn)一步加強(qiáng)無(wú)功分層平衡的調(diào)控，特別是貴州，其功率因數(shù)小于0.95的500 kV站點(diǎn)比例超過了50%[4]。

c)動(dòng)態(tài)無(wú)功不足。2014年南方電網(wǎng)形成了“八交八直”的“西電東送”輸電通道，向廣東送電功率達(dá)到35.08 GW，一旦發(fā)生直流單極閉鎖故障，“西電東送”通道沿線大部分站點(diǎn)均存在電壓偏低的問題，動(dòng)態(tài)無(wú)功儲(chǔ)備不足[4-6]。

2　2020年南方電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償配置分析

根據(jù)南方電網(wǎng)“十三五”輸電網(wǎng)規(guī)劃研究的初步成果、計(jì)劃于“十三五”期間投產(chǎn)的“西電東送”直流工程可研成果以及上述2項(xiàng)南網(wǎng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)南方電網(wǎng)2020年的無(wú)功配置方案及配置原則進(jìn)行分析。

2.12020年交流電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償配置原則分析

2.1.1500 kV變電站容性無(wú)功補(bǔ)償配置分析

“十三五”期間，廣東、廣西兩省區(qū)500 kV容性無(wú)功配置比例均在17%左右；云南電網(wǎng)500 kV容性無(wú)功配置比例略高于10%，為12.4%；貴州電網(wǎng)容性無(wú)功配置比例不足10%，為8%[7]。

從分區(qū)情況來看：負(fù)荷中心地區(qū)的容性無(wú)功補(bǔ)償較強(qiáng)，配置比例高于全省平均水平；地方電源豐富的地區(qū)，由于容性無(wú)功相對(duì)充足，其配置比例一般低于全省平均水平。

從單個(gè)變電站配置情況來看：位于負(fù)荷中心地區(qū)的500 kV站點(diǎn)，由于其所供地區(qū)負(fù)荷大，無(wú)功需求絕對(duì)值也相對(duì)較大；輸電線路較長(zhǎng)、輸送潮流較重的500 kV站點(diǎn)一般裝設(shè)有大量線路高抗，在“豐大”正常方式下加重了容性無(wú)功消耗；此外，由于近區(qū)線路無(wú)功消耗較大，“西電東送”通道的中間支撐站點(diǎn)對(duì)容性無(wú)功的需求也較大。對(duì)于上述站點(diǎn)，其容性無(wú)功配置比例一般在20%以上，例如廣東負(fù)荷中心的廣州獅洋變電站和深圳紫荊變電站容性無(wú)功配置比例均高達(dá)29%。處于電源集中送出地區(qū)的站點(diǎn)，其容性無(wú)功配置比例較低，如揭陽(yáng)地區(qū)的岐山變電站、茂名地區(qū)的茂名變電站、湛江地區(qū)的東海島，無(wú)功配置比例均只有8%。云南和貴州屬于電源送端，全省無(wú)功配置比例都僅在10%左右，因此，省內(nèi)很多屬于電源集中送出的站點(diǎn)未配置容性無(wú)功，或配置比例在10%以內(nèi)。

根據(jù)上述分析，2020年南方電網(wǎng)500 kV容性無(wú)功配置方案基本符合《電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償配置技術(shù)原則》的要求，即：主變壓器(以下簡(jiǎn)稱“主變”)容性無(wú)功容量一般在主變?nèi)萘康?0%～20%之間，滿足下列條件之一時(shí)，容性無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備可按主變?nèi)萘康?0%～30%配置：a)位于負(fù)荷中心地區(qū)的高阻抗變壓器。b)位于輸電通道上，輸電線路較長(zhǎng)、輸送潮流較重的站點(diǎn)。雖然有個(gè)別省份或地區(qū)無(wú)功配置不滿足要求，如貴州電網(wǎng)2020年容性無(wú)功配置比例不足10%，為8%，但是相比2012—2014年的5%左右的配置比例，其容性無(wú)功補(bǔ)償已有明顯提高，而且貴州屬于電源送端地區(qū)，低容配置比例稍低也是合理的。

2.1.2220 kV變電站容性無(wú)功補(bǔ)償配置分析

“十三五”期間，廣東全省220 kV電網(wǎng)容性無(wú)功配置比例為19%；廣西和海南均為17%左右；處于電源送端的云南和貴州兩省無(wú)功配置比例較低，其中云南為13%，貴州為15%[7]。

從分區(qū)情況來看：處于負(fù)荷中心地區(qū)的220 kV站點(diǎn)，主變無(wú)功損耗及下送無(wú)功均較大，其容性無(wú)功補(bǔ)償容量需求較大，例如廣東的佛山、深圳，容性無(wú)功配比均在20%以上，分別為24%和23%。位于電源集中送出地區(qū)的站點(diǎn)，由于無(wú)功電源較充足，低容配置比例偏低，例如江中珠地區(qū)和梅河地區(qū)，低容配置比例為14%左右。

從單個(gè)變電站來看：廣西負(fù)荷中心的南寧良慶變電站，容性無(wú)功配置比例為25%；貴州遵義電網(wǎng)的桐梓變電站、六盤水地區(qū)的水城變電站，無(wú)功配比均在28%左右。

綜合來看，2020年南方電網(wǎng)220 kV容性無(wú)功補(bǔ)償基本遵循《電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償配置技術(shù)原則》的要求，即：“220 kV主變?nèi)菪詿o(wú)功容量一般在主變?nèi)萘康?0%～20%之間，滿足下列條件之一時(shí)，容性無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備可達(dá)主變?nèi)萘康?0%～30%：a)位于負(fù)荷中心地區(qū)的220 kV站點(diǎn)。b)進(jìn)出線較多、潮流較重的220 kV樞紐站點(diǎn)。c)220 kV高阻抗變壓器。d)中壓側(cè)或低壓側(cè)有直配負(fù)荷且負(fù)荷側(cè)缺少無(wú)功補(bǔ)償?shù)恼军c(diǎn)?！?/p>

2.1.3220 kV及以下電壓等級(jí)變電站感性無(wú)功補(bǔ)償配置分析

在實(shí)際運(yùn)行中，南方五省區(qū)普遍反映220 kV電網(wǎng)感性無(wú)功資源不足、低谷時(shí)段電壓偏高，其中小水電較多的部分地區(qū)電壓偏高問題尤為突出。在春節(jié)等節(jié)假日期間，為降低電壓不得不采取停運(yùn)直流及大量線路的運(yùn)行方式，電網(wǎng)存在極大的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)和隱患。此外，電纜線路因電容大，充電功率較大；且因其截面大小不同，充電功率相差較大。目前常用220 kV電纜線路的充電功率一般為2.3～4.7 Mvar/km，而普通架空線路的充電功率一般為0.16～0.22 Mvar/km，兩者相差數(shù)十倍。隨著城市電纜線路比例的增加，負(fù)荷低谷期電纜產(chǎn)生的充電電容大量注入系統(tǒng)，導(dǎo)致電壓超上限嚴(yán)重。

從2020年南方電網(wǎng)220 kV層面感性無(wú)功配置情況來看，各省區(qū)對(duì)于220 kV變電站的感性無(wú)功補(bǔ)償越來越重視。例如，“十三五”期間，廣東在小水電豐富的梅州河源、韶關(guān)清遠(yuǎn)、茂湛陽(yáng)地區(qū)以及地方電源豐富的江中珠地區(qū)新增了62 Mvar的低抗配置，至2020年，廣東220 kV電網(wǎng)低壓電抗器容量共計(jì)618.7 Mvar；廣西電網(wǎng)在充電功率過剩或者電纜進(jìn)、出線較多的220 kV站點(diǎn)以及小水電集中送出的站點(diǎn)，新增了320 Mvar的低壓電抗器，并將進(jìn)一步關(guān)注負(fù)荷較輕、而水電集中送出的一些站點(diǎn)；云南電網(wǎng)為了滿足水電富集送出地區(qū)對(duì)感性無(wú)功的需求，在滇西北和滇西南地區(qū)新增了212 Mvar的低壓電抗器；海南電網(wǎng)新增了480 Mvar的低抗配置，至2020年，220 kV變電站低壓電抗器容量共計(jì)632 Mvar，占主變?nèi)萘?%。

2020年南方五省區(qū)的220 kV電網(wǎng)感性無(wú)功配置基本參照《電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償配置技術(shù)原則》的要求，即：“對(duì)于下列充電無(wú)功功率過剩的220 kV變電站，應(yīng)進(jìn)行無(wú)功平衡計(jì)算，配置適當(dāng)容量的感性無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備：a)有電纜進(jìn)、出線的220 kV變電站。b)架空線路長(zhǎng)、線路負(fù)載低的220 kV變電站。c)地方小電源集中上網(wǎng)的220 kV變電站?！钡珎€(gè)別省區(qū)還存在補(bǔ)償度不夠或者不夠重視的現(xiàn)象，比如廣東電網(wǎng)在本次“十三五”系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)于負(fù)荷中心內(nèi)裝設(shè)電纜的220 kV變電站就未考慮裝設(shè)感性無(wú)功，而且“十三五”期間新增的低壓電抗器容量較少，低抗比例較低。

2.22020年直流工程無(wú)功補(bǔ)償配置原則分析

2.2.1電壓波動(dòng)對(duì)無(wú)功分組容量的限制

換流站投切無(wú)功分組容量ΔQ與換流站交流母線暫態(tài)電壓變化率ΔU之間存在式(1)的關(guān)系：

(1)

式中Sd為換流站交流母線的短路容量。

一般情況下，暫態(tài)電壓變化率與投切的無(wú)功分組容量在同樣的系統(tǒng)條件下成正比關(guān)系，而暫態(tài)電壓變化率一定時(shí)，系統(tǒng)短路容量越大則允許的分組投切容量越大。

目前國(guó)內(nèi)直流工程中，關(guān)于投切一個(gè)無(wú)功小組引起的暫態(tài)電壓波動(dòng)的限值，基本沿用1.5%～2%這一標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于弱交流系統(tǒng)，由于系統(tǒng)短路容量較小，為了滿足投切無(wú)功小組引起的電壓波動(dòng)不超過限值，無(wú)功小組分組容量可能很小，造成分組數(shù)太多。在觀音巖直流工程中，受端富寧換流站位于云南與廣西交界處，電網(wǎng)薄弱，為避免無(wú)功分組數(shù)太多，電壓波動(dòng)考核點(diǎn)選擇的是富寧換流站接入的第一落點(diǎn)500kV靖西變電站的中壓側(cè)[8]。這一做法與《高壓直流換流站無(wú)功補(bǔ)償與配置技術(shù)導(dǎo)則》中規(guī)定的“對(duì)于弱交流系統(tǒng)，為避免分組數(shù)太多，暫態(tài)電壓波動(dòng)可不直接考核換流站交流母線的電壓變化率，考核點(diǎn)可取對(duì)電網(wǎng)有影響、用戶有電能質(zhì)量要求的鄰近公共連接點(diǎn)母線”是一致的。

2.2.2無(wú)功小組分組容量的確定原則

無(wú)功分組容量的選擇，是以工程投產(chǎn)年短路容量最小的典型運(yùn)行方式為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算的，此時(shí)直流系統(tǒng)一般也運(yùn)行在低功率水平上。當(dāng)直流輸電容量較大時(shí)，近區(qū)電源開機(jī)增加，系統(tǒng)短路容量增大，可以承受更大的無(wú)功分組容量[9-11]，因此，可以考慮加大部分無(wú)功小組的容量，在直流輸送功率較高時(shí)投切。

換流站的無(wú)功補(bǔ)償裝置是由具有濾波器功能的交流濾波器和單純的電容器組成的。由于交流濾波器組總是最先投入運(yùn)行，應(yīng)滿足其最小無(wú)功分組容量限制的要求，故從減少無(wú)功小組數(shù)量的角度考慮，應(yīng)加大無(wú)功補(bǔ)償并聯(lián)電容器組的容量，即站內(nèi)交流濾波器組容量取低值、并聯(lián)電容器組容量適當(dāng)加大。因此，《高壓直流換流站無(wú)功補(bǔ)償與配置技術(shù)導(dǎo)則》中提出：“為提高無(wú)功補(bǔ)償配置方案的經(jīng)濟(jì)性，必要時(shí)可考慮交流濾波器和電容器組采用不同分組容量配置的方案?！?/p>

羅平背靠背換流站云南側(cè)即采用了加大電容器分組容量的方案，遠(yuǎn)期無(wú)功補(bǔ)償分為8小組，其中交流濾波器6小組，每組容量110Mvar；并聯(lián)電容器2小組，每組容量160Mvar，大大減少了無(wú)功分組數(shù)[12]。

2.2.3無(wú)功大組分組容量的確定原則

《高壓直流換流站無(wú)功補(bǔ)償與配置技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定：切除一個(gè)無(wú)功大組是一種非正常方式，暫態(tài)電壓變化率一般不大于6%，應(yīng)根據(jù)交流系統(tǒng)條件在規(guī)定范圍內(nèi)確定限制，必要時(shí)可以放寬考慮，即切除無(wú)功大組引起的暫態(tài)電壓變化不應(yīng)導(dǎo)致直流系統(tǒng)發(fā)生閉鎖故障，但可以合理地降低直流功率輸送水平，“無(wú)功大組的容量選擇應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)穩(wěn)定要求、無(wú)功小組的容量、大組斷路器最大開斷能力、濾波器類型和配置要求、設(shè)備可靠性水平等因素綜合確定”。

關(guān)于切除無(wú)功大組引起的電壓變化限值問題，在設(shè)計(jì)過程中的處理方式并不統(tǒng)一，之前工程中大多數(shù)是按照切除無(wú)功大組引起的暫態(tài)電壓波動(dòng)不大于6%來控制大組容量的，也有按照穩(wěn)態(tài)電壓波動(dòng)不大于5%來控制。

在觀音巖直流送出工程中，切除無(wú)功大組時(shí)，送端換流站按系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)電壓波動(dòng)不超過5%控制，并考慮“N-1”運(yùn)行方式；受端換流站按系統(tǒng)允許的暫態(tài)電壓波動(dòng)不超過6%控制，考慮全接線方式。羅平背靠背換流站無(wú)功大組計(jì)算考慮的是全接線方式，而滇西北直流在送、受端換流站計(jì)算無(wú)功大組容量時(shí)，考核的是“N-1”方式[12-14]。

以上3個(gè)直流工程，不僅電壓波動(dòng)選取原則不一致，而且考核的系統(tǒng)運(yùn)行方式也不統(tǒng)一。目前，南方電網(wǎng)直流工程至今尚未發(fā)生過切除無(wú)功大組，國(guó)家電網(wǎng)部分運(yùn)行時(shí)間較久的換流站發(fā)生的無(wú)功大組跳開情況一般不會(huì)超過1次/年·站[15]?？紤]到無(wú)功大組不會(huì)單獨(dú)進(jìn)行投切，只有可能發(fā)生在故障情況下，而這個(gè)概率也很小，即使發(fā)生了突然切除無(wú)功大組的現(xiàn)象，其對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定的影響并不比線路三相短路跳開嚴(yán)重，系統(tǒng)是可以承受的，因此建議在電壓波動(dòng)方面對(duì)無(wú)功大組容量的限制可以放寬考慮，主要以不導(dǎo)致直流系統(tǒng)發(fā)生閉鎖故障為原則，同時(shí)建議在系統(tǒng)運(yùn)行方式的選取上不再考慮“N-1”方式，而以全接線方式作為考核方式。

2.2.4動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置

《高壓直流換流站無(wú)功補(bǔ)償與配置技術(shù)導(dǎo)則》中提到：可考慮通過裝設(shè)抑制電壓波動(dòng)的設(shè)備優(yōu)化無(wú)功配置方案，以獲得較優(yōu)的經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)過充分論證后也可考慮在換流站內(nèi)或近區(qū)變電站裝設(shè)靜止無(wú)功補(bǔ)償器、靜止同步補(bǔ)償器(staticsynchronouscompensator，STATCOM)等具有動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)能力的設(shè)備。

觀音巖送出工程中永仁至富寧±500kV直流，其受端換流站落點(diǎn)在云南富寧地區(qū)，富寧換流站接入交流系統(tǒng)電網(wǎng)薄弱，直流投產(chǎn)初期若按照3GW全送廣西方式運(yùn)行，即電力全部通過富寧換流站—靖西雙回線路送出，由于直流所接入系統(tǒng)較為薄弱(全接線方式下有效短路比為2.0，“N-1”方式下為1.2)，在富寧換流站—靖西單回線路發(fā)生“三永”故障情況下，觀音巖直流或羅平背靠背直流將發(fā)生單極閉鎖，影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。因此考慮在富寧換流站—靖西雙回線路上加裝50%串聯(lián)電容補(bǔ)償，并在富寧換流站配置300Mvar的STATCOM裝置[13]。受端換流站由于裝設(shè)了3組STATCOM，無(wú)功小組容量由45Mvar增加至110Mvar。

3　結(jié)束語(yǔ)

對(duì)南方電網(wǎng)近年來無(wú)功電壓實(shí)際運(yùn)行情況和2020年南方五省區(qū)相關(guān)直流工程無(wú)功補(bǔ)償配置方案的分析，表明了“十三五”期間南方電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償配置基本遵循了《電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償配置技術(shù)原則》和《高壓直流換流站無(wú)功補(bǔ)償與配置技術(shù)導(dǎo)則》2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。相比現(xiàn)況而言，無(wú)論是低容配置比例，還是感性無(wú)功補(bǔ)償度，均有不同程度的加強(qiáng)。在直流工程的無(wú)功配置方面，對(duì)于弱交流系統(tǒng)無(wú)功分組容量的確定原則考慮得更加實(shí)際。為提高無(wú)功小組分組容量，避免分組數(shù)太多，在觀音巖直流工程中，受端富寧換流站投切無(wú)功小組引起的電壓波動(dòng)考核點(diǎn)選取的不是換流站交流母線，而是換流站接入的第一落點(diǎn)500kV靖西變電站的中壓側(cè)；同樣，為避免分組數(shù)太多，提高無(wú)功補(bǔ)償配置方案的經(jīng)濟(jì)性，在羅平背靠背換流站云南側(cè)采用了交流濾波器和電容器組不同分組容量的配置方案，加大了電容器分組容量。

雖然“十三五”期間南方電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償配置取得了一定進(jìn)步，但也存在有待進(jìn)一步改進(jìn)的方面：

a)對(duì)220kV及以下電壓等級(jí)變電站的感性無(wú)功補(bǔ)償配置重視仍不足。廣東電網(wǎng)在本次“十三五”系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)于負(fù)荷中心內(nèi)裝設(shè)電纜的220kV變電站未考慮裝設(shè)感性無(wú)功，而且“十三五”期間新增的低壓電抗器容量較少，低抗配置比例較低。

建議在今后的規(guī)劃和工程設(shè)計(jì)中，重視對(duì)220kV及以下電壓等級(jí)變電站的感性無(wú)功補(bǔ)償配置。

b)無(wú)功大組分組容量限制原則考慮不統(tǒng)一。觀音巖直流、羅平背靠背和滇西北直流3個(gè)工程，對(duì)于無(wú)功大組分組容量的選擇，不僅電壓波動(dòng)選取原則不一致，而且考核的系統(tǒng)運(yùn)行方式也不統(tǒng)一，即使同一個(gè)直流工程的送、受端換流站，考慮原則也不一樣。

切除無(wú)功大組是一種非正常方式，無(wú)功大組不會(huì)單獨(dú)進(jìn)行投切，只有可能發(fā)生在故障情況下，而這個(gè)概率也是微乎其微，因此建議在電壓波動(dòng)方面對(duì)無(wú)功大組容量的限制可以放寬考慮，主要以不影響直流系統(tǒng)運(yùn)行為主，同時(shí)建議在系統(tǒng)運(yùn)行方式的選取上不再考慮“N-1”方式，而以全接線方式作為考核方式。

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(編輯霍鵬)

Research Reactive Power Compensation and Configuration Principles of CSG in 2020

HUANG Juanjuan1, WANG Wei1, HONG Chao2, CHEN Yan2, ZHAO Yong2

(1. Central Southern China Electric Power Design Institute Co., Ltd. of China Power Engineering Consulting Group Co., Ltd., Wuhan, Hubei 430071, China; 2. Electric Power Research Institute of CSG, Guangzhou, Guangdong 510800, China)

China southern power grid (CGS) is a kind of typical DC/AC hybrid power grid, reasonable reactive power compensation and configuration plays an important role in balancing system reactive power and adjusting system voltage operation level. In order to ensure security,quality and economic operation of CSG, this paper analyzes reactive power compensation and configuration, operating voltage level, reactive power configuration between different voltage layers and different regions according to actual situations of CSG in recent years and planning grid for 2020. Combining with two enterprise standards of Technical Regulation for Configuring Reactive Power Compensation Equipment of Power System and Technical Guide on Reactive Power Compensation and Configuration for High Voltage Direct Current Converter Station completed in 2014, the reactive power compensation configuration in 2020 is studied so as to discover shortages and propose aspects requiring attention and improvement.

China Southern Power Grid (CSG); reactive power compensation; configuration principle; converter station; reactive power capacity grouping; voltage fluctuation

2016-01-19

2016-03-24

10.3969/j.issn.1007-290X.2016.07.011

TM71

A

1007-290X(2016)07-0053-06

黃娟娟(1979)，女，湖北荊州人。高級(jí)工程師，工學(xué)碩士，主要從事電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和研究工作。

王巍(1981)，男，河北邯鄲人。高級(jí)工程師，工學(xué)碩士，主要從事電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和研究工作。

洪潮(1967)，男，湖北丹江口人。教授級(jí)高級(jí)工程師，工學(xué)博士，主要從事交直流電力系統(tǒng)仿真分析、直流輸電技術(shù)研究工作。

科研項(xiàng)目：中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司科研項(xiàng)目(K-KY2013-903)