(國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司 南岸供電公司，重慶 401336 )

電壓既是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，又是電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要指標(biāo)[1]。加強(qiáng)電網(wǎng)無(wú)功電壓管理是保證電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要措施[2]。對(duì)于電網(wǎng)調(diào)控中心，通過(guò)管理和技術(shù)手段可切實(shí)提高變電站母線電壓合格率和電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。尤其是利用管理手段合理調(diào)配電網(wǎng)內(nèi)無(wú)功電力分布，做到分層分區(qū)就地平衡，減少綜合損耗及投資，對(duì)于滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活對(duì)電力的需求，以及提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益至關(guān)重要。

為進(jìn)一步提升變電站母線電壓合格率，提高電壓調(diào)整效率，在此以某地區(qū)電網(wǎng)為研究對(duì)象，分析無(wú)功電壓管理現(xiàn)狀和面臨的形勢(shì)，充分運(yùn)用“橫向協(xié)同、縱向貫通、末端融合”的管理理念，提出提升地區(qū)電網(wǎng)電壓合格率管理水平的主要對(duì)策，即完善支撐手段為管理前提、強(qiáng)化實(shí)時(shí)調(diào)整為管理核心、開(kāi)展專業(yè)分析為管理保障、優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為管理根本、實(shí)施考核評(píng)價(jià)為管理手段，“五維一體”建立跨部門、跨專業(yè)、跨層級(jí)協(xié)同管理工作機(jī)制。

1 研究?jī)?nèi)容

1.1 完善支撐手段為管理前提

建立統(tǒng)一的電壓監(jiān)視控制界面和AVC系統(tǒng)等6類支撐手段是保障調(diào)壓工作順利進(jìn)行的前提，有助于提升電網(wǎng)電壓管理的基礎(chǔ)水平。

1)制定合理的電壓曲線

每季度末根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷、檢修等運(yùn)行方式安排進(jìn)行必要的計(jì)算分析，結(jié)合上季度運(yùn)行情況，制定本季度各變電站母線電壓曲線。在每年進(jìn)行年度運(yùn)行方式編制過(guò)程中，總結(jié)梳理本年電網(wǎng)無(wú)功電壓管理要點(diǎn)及存在的問(wèn)題，并提出解決方案，納入年度運(yùn)行方式進(jìn)行管控。

2)建設(shè)電壓無(wú)功AVC系統(tǒng)

AVC系統(tǒng)是采集全網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以全網(wǎng)網(wǎng)損最小為目標(biāo)，以各節(jié)點(diǎn)電壓合格為約束的無(wú)功電壓優(yōu)化集中控制系統(tǒng)軟件[3]。AVC系統(tǒng)通過(guò)調(diào)度自動(dòng)化(SCADA系統(tǒng))采集全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)遙測(cè)、遙信等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線分析和計(jì)算，實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備投入合理和無(wú)功分層就地平衡與穩(wěn)定電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)電壓無(wú)功的優(yōu)化和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償[4]。

3)建立統(tǒng)一的電壓監(jiān)視控制界面

建立統(tǒng)一的電壓監(jiān)視控制界面，有助于監(jiān)控人員直觀掌握管轄范圍內(nèi)所有廠站母線電壓及調(diào)整手段，在母線電壓即將越限時(shí)及時(shí)捕捉信息，盡早采取措施。將各廠站功率、各電壓等級(jí)、各母線電壓遙測(cè)值、各變電站各段10 kV母線配置的電容器、各主變壓器的分接頭檔位、電容器是否故障等全網(wǎng)電壓、調(diào)節(jié)手段在EMS系統(tǒng)中集中展示。

4)及時(shí)消除設(shè)備缺陷

由于母線電壓互感器、電容器故障、AVC缺陷等設(shè)備缺陷問(wèn)題嚴(yán)重影響變電站母線電壓的調(diào)節(jié)。規(guī)范監(jiān)控員每值定期開(kāi)展巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷。每月定時(shí)梳理電容器缺陷記錄和消缺情況，建立調(diào)控、運(yùn)檢協(xié)同消缺工作機(jī)制，嚴(yán)格按照危急、嚴(yán)重、一般缺陷消除時(shí)限消缺，提高無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的可用率，確保無(wú)功設(shè)備正確、可靠的投入。

5)預(yù)先調(diào)節(jié)無(wú)載變壓器檔位

根據(jù)負(fù)荷季節(jié)性變化規(guī)律，預(yù)先與計(jì)劃停電檢修配合，安排進(jìn)行無(wú)載主變檔位調(diào)整，使無(wú)載主變檔位調(diào)整能適應(yīng)負(fù)荷變化的需求，減少電壓實(shí)時(shí)調(diào)整的難度。

6)做好電網(wǎng)特殊方式下的調(diào)壓準(zhǔn)備

針對(duì)電網(wǎng)可能出現(xiàn)的各種事故及電網(wǎng)檢修風(fēng)險(xiǎn)，提前做好事故預(yù)案，預(yù)告相關(guān)部門處置事項(xiàng)，縮短事故處理時(shí)間及電網(wǎng)特殊運(yùn)行方式下電壓越限時(shí)間，盡快恢復(fù)電網(wǎng)正常運(yùn)行；安排停電檢修計(jì)劃時(shí)考慮電壓情況，避免特殊運(yùn)行方式造成電壓越限，盡量?jī)?yōu)化工期減少特殊方式運(yùn)行時(shí)間。

1.2 強(qiáng)化實(shí)時(shí)調(diào)整為管理核心

監(jiān)控設(shè)備是電網(wǎng)的“眼睛”，是實(shí)時(shí)調(diào)整母線電壓的工作主體。母線電壓隨負(fù)荷的變化而波動(dòng)，無(wú)論當(dāng)值監(jiān)控還是AVC系統(tǒng)都需遵循分層分區(qū)、就地平衡的原則，通過(guò)調(diào)節(jié)主變分接頭檔位、投切電容器等無(wú)功補(bǔ)償裝置等措施，保證各電壓等級(jí)母線電壓曲線在合格范圍。

1)建立AVC與人工調(diào)壓相結(jié)合的工作機(jī)制

具備條件的變電站采用AVC進(jìn)行調(diào)壓；對(duì)于負(fù)荷峰谷差較大的變電站，可根據(jù)負(fù)荷峰谷差變化規(guī)律采用人工逆調(diào)壓方式，在最大負(fù)荷時(shí)適當(dāng)提高中樞點(diǎn)電壓，最小負(fù)荷時(shí)適當(dāng)降低中樞點(diǎn)電壓；三圈變壓器、上下級(jí)電壓需要兼顧調(diào)節(jié)時(shí)采用人工調(diào)壓。AVC與人工調(diào)壓互補(bǔ)互促，從而提高電壓合格率。

2)優(yōu)化AVC調(diào)節(jié)策略

結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行方式和負(fù)荷的季節(jié)性、階段性變化規(guī)律優(yōu)化AVC控制策略，使其能夠靈活應(yīng)對(duì)不同的狀態(tài)(正常運(yùn)行、檢修或者故障)，以及不同時(shí)段、不同負(fù)荷水平下的實(shí)際情況。為應(yīng)對(duì)白天和夜晚負(fù)荷的峰谷問(wèn)題，每天分兩個(gè)時(shí)段設(shè)置AVC策略。將對(duì)AVC系統(tǒng)的巡視納入監(jiān)控日常巡視工作中，定期梳理AVC系統(tǒng)中的閉鎖信號(hào)，及時(shí)解鎖恢復(fù)閉環(huán)運(yùn)行，并統(tǒng)計(jì)記錄AVC系統(tǒng)投切電容器和主變調(diào)檔的次數(shù)和正確率。

3)總結(jié)調(diào)壓規(guī)律

加強(qiáng)運(yùn)行人員電壓無(wú)功技術(shù)培訓(xùn)，并組織學(xué)習(xí)電壓無(wú)功管理的相關(guān)規(guī)定，結(jié)合存在的問(wèn)題對(duì)運(yùn)行人員進(jìn)行培訓(xùn)，進(jìn)行班組內(nèi)電壓調(diào)整經(jīng)驗(yàn)交流，掌握調(diào)壓規(guī)律和技巧，加強(qiáng)人員對(duì)電壓調(diào)整工作的重視。地區(qū)監(jiān)控員掌握調(diào)壓原則，熟悉電網(wǎng)接線方式，特別關(guān)注重大方式的改變。按照下達(dá)的各變電站母線電壓曲線實(shí)時(shí)調(diào)整電壓，當(dāng)就地平衡無(wú)法滿足本級(jí)電壓水平時(shí)，通過(guò)調(diào)整與本站上級(jí)電源變電站或下級(jí)變電站亦可實(shí)現(xiàn)調(diào)壓目的。了解負(fù)荷性質(zhì)、負(fù)荷變化規(guī)律，明確調(diào)壓的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，在負(fù)荷明顯變化時(shí)，提前介入調(diào)整，以免電壓突然越限。

4)調(diào)控協(xié)同優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式

建立調(diào)度、監(jiān)控協(xié)同調(diào)壓機(jī)制，當(dāng)監(jiān)控員投切電容器、調(diào)節(jié)主變檔位均無(wú)法有效調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓時(shí)，當(dāng)值監(jiān)控匯報(bào)調(diào)度，調(diào)度在不影響電網(wǎng)可靠性的情況下調(diào)節(jié)運(yùn)行方式。若是上級(jí)或相鄰電網(wǎng)電壓過(guò)高(低)引起本級(jí)電壓無(wú)法調(diào)節(jié)則匯報(bào)上級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)或告知相鄰調(diào)度機(jī)構(gòu)，協(xié)同解決。

1.3 開(kāi)展專業(yè)分析為管理保障

通過(guò)能量管理系統(tǒng)采集各變電站各電壓等級(jí)母線每天288個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電壓值，利用智能調(diào)度管理系統(tǒng)(OMS系統(tǒng))對(duì)每日電壓合格情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)每天各變電站母線電壓不合格的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行“一點(diǎn)一分析”，對(duì)存在不合格監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變電站進(jìn)行“一站一分析”，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓運(yùn)行中的問(wèn)題。通過(guò)專業(yè)分析，將電壓不合格問(wèn)題歸結(jié)于人員未及時(shí)調(diào)整、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題兩個(gè)方面。電壓合格率專業(yè)分析流程圖如圖1所示。

圖1 電壓合格率專業(yè)分析流程圖

1)一點(diǎn)一分析，找出人員未及時(shí)調(diào)整問(wèn)題

對(duì)每天各變電站母線電壓不合格的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行逐一分析，發(fā)現(xiàn)偶有個(gè)別不合格監(jiān)測(cè)點(diǎn)，這主要是由當(dāng)值人員未及時(shí)進(jìn)行電壓調(diào)整造成的。對(duì)此，應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行人員電壓無(wú)功技術(shù)培訓(xùn)，強(qiáng)化人員對(duì)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)調(diào)整的重視，同時(shí)推動(dòng)AVC系統(tǒng)優(yōu)化工作，提高AVC動(dòng)作正確率。

2)一站一分析，找出設(shè)備或電網(wǎng)結(jié)構(gòu)問(wèn)題

若某變電站存在大量不合格監(jiān)測(cè)點(diǎn)，應(yīng)分析找出設(shè)備缺陷和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)問(wèn)題。其中，設(shè)備問(wèn)題主要包括電壓遙測(cè)值采集問(wèn)題、變電壓母線電壓互感器缺陷、主變分接頭開(kāi)關(guān)缺陷和電容器等調(diào)壓設(shè)備缺陷；電網(wǎng)結(jié)構(gòu)問(wèn)題主要是由電網(wǎng)運(yùn)行方式、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量配置等不合理以及無(wú)載調(diào)壓主變的存在而造成的。

針對(duì)電壓遙測(cè)值采集的問(wèn)題，落實(shí)通信、自動(dòng)化予以處理；對(duì)于電壓互感器、主變檔位及電容器等設(shè)備缺陷問(wèn)題，則督促設(shè)備運(yùn)維管理部門盡快開(kāi)展消缺工作；對(duì)于因電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理造成的電壓不合格問(wèn)題，向發(fā)策、基建、運(yùn)檢等部門提出網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、電容器容量合理配置、主變壓器無(wú)載調(diào)壓變有載調(diào)壓升級(jí)改造等措施，盡可能滿足電網(wǎng)運(yùn)行的需求。

1.4 優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為管理根本

只有通過(guò)不斷優(yōu)化電網(wǎng)、改善電壓無(wú)功分布，才能從根本上解決此類變電站母線電壓不合格情況，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1)優(yōu)化措施納入白皮書(shū)、里程碑計(jì)劃，提升管控力度

通過(guò)對(duì)長(zhǎng)期大量不合格的變電站母線電壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行專業(yè)分析計(jì)算后，提出網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施，并將這些措施納入年度運(yùn)行方式白皮書(shū)、里程碑計(jì)劃進(jìn)行管控，以確保措施能夠有效實(shí)施。

2)無(wú)載變有載調(diào)壓，改善調(diào)壓不靈活

無(wú)載調(diào)壓變壓器存在調(diào)壓方式不夠靈活，檔位調(diào)節(jié)需與設(shè)備檢修配合進(jìn)行等缺點(diǎn)，將無(wú)載調(diào)壓變壓器改造成為有載變壓器，可提高電壓調(diào)節(jié)的水平。

3)調(diào)整電容器容量，合理匹配系統(tǒng)電壓水平

電容器容量如果與變電站負(fù)荷水平配置不合理，容易存在電容器投運(yùn)電壓偏高、電容器退運(yùn)電壓偏低的情況，或者電容器全部投入也不能補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功的情況。合理配置無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，可提高電壓調(diào)節(jié)的水平。

4)配網(wǎng)優(yōu)化，改善全網(wǎng)電壓水平

通過(guò)配網(wǎng)負(fù)荷切改，緩解兩臺(tái)主變負(fù)荷分配不均衡情況，以改善電壓水平。

1.5 實(shí)施考核評(píng)價(jià)為管理手段

1)考核實(shí)時(shí)調(diào)整造成越限

為進(jìn)一步推動(dòng)提升變電站母線電壓合格率工作，將電壓調(diào)整情況納入當(dāng)值調(diào)控工作評(píng)價(jià)。當(dāng)值監(jiān)控員應(yīng)嚴(yán)格按照電壓無(wú)功控制原則執(zhí)行各變電站母線電壓曲線，充分利用現(xiàn)有調(diào)壓設(shè)備根據(jù)負(fù)荷變化及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。對(duì)由于人員疏忽未及時(shí)調(diào)整導(dǎo)致的母線電壓不合格，在調(diào)控班組月度例會(huì)上對(duì)當(dāng)值人員予以考核。

2)考核電網(wǎng)優(yōu)化措施未實(shí)施造成越限

對(duì)于未及時(shí)進(jìn)行設(shè)備消缺造成越限、未按整改計(jì)劃實(shí)施的情況，在電網(wǎng)無(wú)功電壓調(diào)整協(xié)同會(huì)上進(jìn)行通報(bào)，并提出考核建議，由生產(chǎn)副總經(jīng)理決定納入單位執(zhí)規(guī)考核。

2 應(yīng)用及成效

定義變電站母線電壓合格率并進(jìn)行評(píng)估。計(jì)算公式如下：

(1)

220 kV及以下變電站母線電壓合格率，以調(diào)度控制系統(tǒng)和調(diào)度管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，全天共計(jì)288點(diǎn)，按所轄電網(wǎng)電壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)100%統(tǒng)計(jì)。

某地區(qū)電網(wǎng)自2016年6月實(shí)施電壓管理新模式以來(lái)，變電站母線電壓合格率得到較大提升，電壓合格率均維持在99%以上。2017年每月變電站母線電壓合格率達(dá)99.99%，極大地提高了供電電壓質(zhì)量。2016年至今該地區(qū)電網(wǎng)每月變電站母線電壓合格率見(jiàn)圖2。

圖2 每月變電站母線電壓合格率

電能質(zhì)量的提高，能帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益，減少低電壓投訴以及家用電器燒損。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2016年下半年實(shí)施電壓管理新模式以來(lái)，該地區(qū)電網(wǎng)低電壓投訴同比減少了26.7%，家用電器燒損事件同比減少28.3%，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)某地區(qū)電網(wǎng)電壓合格率管理進(jìn)行研究，分析無(wú)功電壓管理現(xiàn)狀和面臨的形勢(shì)，提出完善支撐手段為管理前提、強(qiáng)化實(shí)時(shí)調(diào)整為管理核心、開(kāi)展專業(yè)分析為管理保障、優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為管理根本、實(shí)施考核評(píng)價(jià)為管理手段，“五維一體”建立跨部門、跨專業(yè)、跨層級(jí)協(xié)同管理工作機(jī)制，形成地區(qū)電網(wǎng)電壓管理新模式。該電壓管理新模式在該地區(qū)電網(wǎng)得以實(shí)施應(yīng)用，電網(wǎng)母線電壓合格率提升至99.96%，提升了電能質(zhì)量，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，可為其他地區(qū)電網(wǎng)企業(yè)電壓管理提供有益的參考價(jià)值。