●張慧文

淺析桂林電網(wǎng)無功電壓管理

●張慧文

桂林是著名的旅游城市，市區(qū)用電負荷的主要特點是工業(yè)負荷相對較少，居民用電負荷比較高，最重要的是景區(qū)照明負荷。桂林電網(wǎng)負荷受時段、季節(jié)、天氣等外界因素影響很大，其負荷峰谷差很大，主要表現(xiàn)在天氣炎熱和寒冷時負荷達到最高，峰谷差加大、負荷率降低，電能質量也最難以控制。隨著經(jīng)濟的發(fā)展、電網(wǎng)結構的復雜，為了滿足用戶對電壓質量的要求，為了桂林電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，需更加合理地對無功進行補償。桂林電網(wǎng)所轄范圍包括桂林市及十二個縣，截止2015年底網(wǎng)內(nèi)共有110kV及以上變電站86座，廣西電網(wǎng)直管縣（臨桂、靈川、永福、興安、陽朔、郊供）變電站無功補償容量為89.561Mvar，桂林電網(wǎng)110kV及以上變電站無功補償容量共1093.528Mvar。

一、桂林電網(wǎng)無功電壓的特點

桂林電網(wǎng)220kV母線電壓長期處于較高水平運行，由于220kV長線路較多，產(chǎn)生大量的充電無功功率；水利資源豐富，小水電數(shù)量多，普遍存在容量小、無調節(jié)能力的特點，裝機容量多達1200MW，基本無進相調節(jié)能力。

桂林網(wǎng)區(qū)由于500kV桂林站作為西電東送的支點，需要抬高500kV電壓，相應較難考慮220kV電壓對桂林網(wǎng)區(qū)的影響。故而，豐水期將造成桂林網(wǎng)區(qū)220kV系統(tǒng)電壓長期偏高越限。桂林電網(wǎng)的無功電壓有如下特點：豐水期時電壓越上限和倒送無功，網(wǎng)區(qū)小水電資源充足，小水電的發(fā)電機組進相能力不足，造成大量的小水電在送出有功時也送出相應量的無功，無法本地消耗而倒送至220kV系統(tǒng)。同時，由于220kV長線路的充電功率也多，因此，造成網(wǎng)內(nèi)220kV電壓普遍偏高，以致110kV電壓、35kV電壓長時間越上限運行，電壓合格率偏低。尤其是處于桂北地區(qū)的凱歌站、和平站的母線電壓常年超過238kV。桂林網(wǎng)區(qū)電容器全部退出，220kV電壓仍維持在235～239kV之間運行，由此造成110kV電壓長時間越上限運行，監(jiān)測點最高電壓達到122kV，部分農(nóng)網(wǎng)站電壓則更高，電壓合格率偏低。

枯水期時小水電出力大幅下降，依靠大網(wǎng)的供電，且由于處于電網(wǎng)的末端，需要從大網(wǎng)吸收大量的無功，造成大量220kV線路充電無功的存在，加上來自永福電廠、沙塘站、桂林站的220kV電源電壓均較高，導致桂林電網(wǎng)220kV系統(tǒng)電壓偏高。

二、桂林電網(wǎng)無功電壓的管理現(xiàn)狀

電壓和功率因數(shù)是電網(wǎng)運行的兩個重要參數(shù)，保證用戶電壓合格率是電網(wǎng)運行的基本要求之一。根據(jù)桂林電網(wǎng)實際情況，盡量做到無功功率的分層分區(qū)平衡，結合電網(wǎng)的送電要求及穩(wěn)定性要求對運行電壓進行調整。電力系統(tǒng)電壓調整的目的是采取各種手段，使電壓偏移保持在規(guī)定范圍內(nèi)。為保證桂林電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、優(yōu)質運行，桂林電網(wǎng)在無功電壓管理、提升電壓合格率方面目前已采取了以下措施：

（一）合理調整主變分接頭和投退電容器

桂林電網(wǎng)通過加強無功電壓管理，加大無功補償力度，局屬變電站的主變分接頭和電容器基本實現(xiàn)了AVC自動控制，利用自動控制裝置合理安排電容器的投退和主變檔位的調整，改善主網(wǎng)無功潮流分布，實時控制母線電壓，使母線電壓保持合理的范圍，避免大量無功遠距離傳輸，提升了電網(wǎng)自動化管理水平，提高電網(wǎng)的經(jīng)濟效益。對于少數(shù)有人值守變電站，加強了變電運行人員的監(jiān)督和考核力度，使運行值班員重視無功電壓，充分發(fā)揮無功補償裝置和主變分接頭的調壓作用。

（二）對小水電機組的無功管理

由于桂林網(wǎng)區(qū)小水電站的發(fā)電機組基本沒有進相能力，桂林地調要求直調及縣調有蓄水能力的水電站減負荷運行，盡量蓄水，提高水資源的利用；無蓄水能力的電站在網(wǎng)區(qū)負荷輕時盡量少發(fā)無功。

（三）對縣調和大用戶的無功運行管理

要求縣調和各大用戶在低谷時退出無功補償裝置，盡量從大網(wǎng)吸收無功；各電力用戶應遵守無功補償配置安裝、投切、調整的有關規(guī)定，保證負荷的功率因數(shù)滿足規(guī)定要求，不得向電網(wǎng)倒送無功功率。

（四）配合中調合理調整運行方式

春節(jié)等節(jié)假日電網(wǎng)負荷輕時，桂林電網(wǎng)會出現(xiàn)大量充電無功過剩，電網(wǎng)電壓偏高。和平站、南塘站、湘山站等變電站220kV母線電壓可能出現(xiàn)電壓超上限（正常235.4kV）運行的情況，最高可達237～243kV。由于電網(wǎng)負荷大幅下降，桂林電網(wǎng)多為小水電機組，無功進相調節(jié)能力較小。在采取完所有調壓手段后，桂林地調根據(jù)方案先將桂林網(wǎng)內(nèi)部分備用110kV線路轉為熱備用，再根據(jù)中調要求將部分220V線路轉熱備用，以減少線路充電無功功率。

三、改善桂林電網(wǎng)無功電壓的建議

桂林網(wǎng)區(qū)由于容性無功過剩導致電壓偏高，又缺乏有效的調節(jié)手段，需考慮系統(tǒng)電網(wǎng)無功總量的平衡和無功功率的分層分區(qū)平衡。因此，桂林電網(wǎng)需進行合理的無功電壓規(guī)劃、采取相應的管理措施，并配置適當感性無功。

（一）進一步完善電網(wǎng)規(guī)劃

完善地區(qū)無功補償規(guī)劃，確保分層分區(qū)無功平衡，特別是在小水電集中上網(wǎng)和電纜出線率高的地區(qū)，應合理配置容性、感性無功比例，提高電網(wǎng)調壓能力。完善中壓配網(wǎng)結構，根據(jù)供電區(qū)域內(nèi)負荷預測和負荷密度劃分供電分區(qū)，逐年修編配網(wǎng)規(guī)劃，合理增加變電站布點。在負荷密度較低的地區(qū)，應綜合評估建設35kV變電站的可行性。

（二）加強對小水電、大用戶的無功電壓管理和考核

為規(guī)范小水電、大用戶的無功電壓管理，從電網(wǎng)安全和電壓質量等維度加強小水電、大用戶功率因數(shù)等考核的規(guī)范化管理。各電力用戶應遵守無功補償配置安裝、投切、調整的有關規(guī)定，保證負荷的功率因數(shù)滿足規(guī)定要求，不得向電網(wǎng)倒送無功功率。對用戶建議其增加無功補償裝置，以降低其從系統(tǒng)吸收的無功功率，并不得向電網(wǎng)倒送無功，應按照供用電規(guī)則執(zhí)行力率獎罰制度，使其達到規(guī)定要求。

（三）積極推進縣級供電企業(yè)裝設AVC裝置和有載調壓主變

目前縣級供電企業(yè)管轄變電站未裝設動態(tài)無功自動補償裝置，需要監(jiān)控員投切無功補償裝置；并且大多數(shù)是無載調壓變壓器，不能及時調整電壓。可嘗試加裝AVC自動投切裝置和更換有載調壓主變，根據(jù)負荷情況無極、自動調節(jié)無功補償和調壓，提高變電站電壓合格率。

（四）與中調加強桂林網(wǎng)區(qū)無功電壓調節(jié)的聯(lián)系

根據(jù)無功分層分區(qū)就地平衡的原則，大網(wǎng)應采取有效措施，確保500kV系統(tǒng)實現(xiàn)無功平衡，避免過剩的無功功率灌入220kV，造成220kV及以下系統(tǒng)的電容器不能投入；同時也會危及220kV系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行?？上蛑姓{建議在實現(xiàn)500kV系統(tǒng)無功平衡的情況下，盡量避免無功功率灌入220kV系統(tǒng)。

（五）增設母線并聯(lián)電抗器項目

針對桂林電網(wǎng)容性無功過剩的情況，按照“分層分區(qū)、就地平衡”的無功補償原則，采用并聯(lián)電抗器可避免無功功率的長距離輸送，實現(xiàn)無功補償點的優(yōu)化配置和無功功率的分區(qū)平衡。目前桂林電網(wǎng)只有旺田站35kV母線裝設了一組并聯(lián)電抗器，旺田站位于資源縣，主要作為小水電及金紫山風電場上網(wǎng)用，在無功補償方面取得了良好的效果。建議桂林網(wǎng)區(qū)在220kV母線增設并聯(lián)電抗器，從根本上解決220kV電壓偏高、越上限的問題；針對部分小水電站數(shù)量多的變電站可在35kV或110V母線裝設并聯(lián)電抗器，保證相應母線電壓合格率，以提高電壓及功率因素合格率，保障電網(wǎng)安全運行。

桂林網(wǎng)區(qū)的容性無功過剩主要是500kV桂林變電站大網(wǎng)下網(wǎng)容性無功、220kV線路充電功率和小水電倒送無功引起，造成桂林網(wǎng)區(qū)220kV母線普遍存在電壓偏高。在一定程度上已成為桂林電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的隱患,桂林電網(wǎng)應通過推廣電壓無功管理知識，進一步在管理、規(guī)劃等方面下功夫改善電壓無功，提升電壓合格率，以期進一步提高桂林電網(wǎng)的運行管理水平，保證桂林電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行。

（作者單位：廣西大學電氣工程學院）