淺談鹽城220kV振陽(yáng)變主變受電力率的優(yōu)化控制

1、淺談鹽城220kV振陽(yáng)變主變受電力率的優(yōu)化控制 淺談鹽城220kV振陽(yáng)變主變受電力率的優(yōu)化控制 摘 要針對(duì)江蘇省電力公司下達(dá)的220kV主變受電力率指標(biāo)要求，統(tǒng)籌考慮射陽(yáng)電網(wǎng)負(fù)荷、無(wú)功電源配置、系統(tǒng)電壓水平、設(shè)備實(shí)際狀態(tài)等情況，在保證系統(tǒng)電壓穩(wěn)定和設(shè)備健康運(yùn)行的根底上，利用遙測(cè)、遙控、遙調(diào)等手段，自動(dòng)投切電容器或?qū)ψ冸娬局髯儥n位進(jìn)行調(diào)節(jié)，以控制220kV主變受電力率在合理的范圍內(nèi)，到達(dá)降低電網(wǎng)損耗的目的。 關(guān)鍵詞力率無(wú)功電壓優(yōu)化 中圖分類(lèi)號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X46-0277-01 前言 進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速開(kāi)展，電網(wǎng)建設(shè)速度明顯加快，已經(jīng)

2、初步解決了電力供給缺乏的問(wèn)題，在此前提下，江蘇省電力公司加強(qiáng)了無(wú)功力率的考核，使電網(wǎng)的管理水平上了一個(gè)新的臺(tái)階。這幾年來(lái)，江蘇省電力調(diào)度對(duì)220kV變電所主變的受電力率提出了明確的要求并進(jìn)行了嚴(yán)格的考核，考核的原那么是在用電頂峰時(shí)段，盡可能少吸收主網(wǎng)的無(wú)功，低谷時(shí)段不向網(wǎng)上送無(wú)功，而要從網(wǎng)上吸收適當(dāng)?shù)臒o(wú)功，以滿(mǎn)足逆調(diào)壓的要求。而鹽城射陽(yáng)電網(wǎng)因其網(wǎng)架較為薄弱、無(wú)功容量配置缺乏、有小電廠(chǎng)上網(wǎng)等因素，要同時(shí)滿(mǎn)足無(wú)功力率的考核要求和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活對(duì)高質(zhì)量的電能的需求，客觀(guān)上還存在著一定的困難。本文首先介紹射陽(yáng)電網(wǎng)電網(wǎng)的根本情況，以及220kV變電站受電力率的要求；其次結(jié)合了調(diào)度中心能量管理系統(tǒng)保

3、存的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)射陽(yáng)電網(wǎng)實(shí)際情況進(jìn)行了分析，指出其缺乏之處；提出優(yōu)化控制的方法。考慮無(wú)功功率倒送、電壓合格區(qū)間和低功率因數(shù)情況，可為無(wú)功電壓優(yōu)化運(yùn)行和管理提供參考。 一、射陽(yáng)電網(wǎng)相關(guān)情況 射陽(yáng)電網(wǎng)目前主要由220kV振陽(yáng)變和射陽(yáng)港電廠(chǎng)兩個(gè)電源點(diǎn)，射陽(yáng)港電廠(chǎng)主供縣區(qū)東部110kV臨海、黃尖、海通、射陽(yáng)變電站，220kV振陽(yáng)變主供縣區(qū)西部110kV特庸、合德、鳳鳴、勝利橋、金海變電站，東西部電網(wǎng)間只有2條110kV線(xiàn)路連接，聯(lián)系比擬薄弱，同時(shí)射陽(yáng)生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)2臺(tái)15MVA機(jī)組經(jīng)110kV雙回線(xiàn)至振陽(yáng)變110kV母線(xiàn)上網(wǎng)。 220kV振陽(yáng)變配置120MVA主變一臺(tái)，由于與射陽(yáng)港電廠(chǎng)通過(guò)220kV線(xiàn)

4、路聯(lián)絡(luò)，母線(xiàn)電壓較高，故未配置電容器。 二、 振陽(yáng)變力率調(diào)節(jié)方面存在的問(wèn)題 1、所供110kV、35kV變電站無(wú)功補(bǔ)償容量的缺乏 二十世紀(jì)九十年代由于電網(wǎng)電壓偏高，電容器普遍投不上。因此在新上工程時(shí)，要么不裝設(shè)電容器，要么容量偏小，振陽(yáng)變所供35kV變電站多為運(yùn)行20年左右的老舊變電站，這種情況更是嚴(yán)重。同時(shí)設(shè)備老化也決定了電容器不能承受頻繁投切。 2、總體負(fù)荷低，振陽(yáng)變力率受小電廠(chǎng)影響大 由于振陽(yáng)變所供多為農(nóng)民地區(qū)，正常情況下負(fù)荷較小，頂峰時(shí)段主變有功不過(guò)40MW左右，夜里低谷時(shí)段僅10MW多一點(diǎn)，而小電廠(chǎng)由于其機(jī)組特殊性，在頂峰時(shí)段為了多發(fā)有功，無(wú)功發(fā)得很少，而低谷時(shí)段要保證機(jī)組穩(wěn)定，必須

5、發(fā)出一定的無(wú)功，造成振陽(yáng)變主變力率過(guò)高甚至向網(wǎng)上倒送。 3、電網(wǎng)運(yùn)行人員對(duì)無(wú)功的重要性認(rèn)識(shí)缺乏 長(zhǎng)期以來(lái)，電網(wǎng)不是很強(qiáng)，在N-1未具備的情況下，電網(wǎng)運(yùn)行人員主要考慮滿(mǎn)足有功的需求，側(cè)重于電網(wǎng)的平安管理、操作管理，對(duì)無(wú)功管理以及電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行未能足夠重視，導(dǎo)致在力率不滿(mǎn)足要求的情況下不及時(shí)手動(dòng)調(diào)節(jié)。 4、無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)不完善 投入電網(wǎng)運(yùn)行的無(wú)功電壓自動(dòng)控制裝置或系統(tǒng)，它是以滿(mǎn)足變電所中、低壓側(cè)母線(xiàn)電壓合格為前提，向電網(wǎng)不送或少送無(wú)功為條件來(lái)投切電容器、調(diào)節(jié)主變分接頭，這往往造成在低谷時(shí)段電壓符合要求，該變電所仍向系統(tǒng)送少量的無(wú)功，力率超上限，而電容器仍在投入運(yùn)行；而在頂峰時(shí)段，電壓符合要求

6、，力率低于下限時(shí)，電容器仍然不投入運(yùn)行。 三、對(duì)振陽(yáng)變主變受電力率優(yōu)化控制的措施 1、優(yōu)化調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行方式 針對(duì)振陽(yáng)變主變負(fù)荷較低、力率穩(wěn)定性差的情況，把主供射陽(yáng)城區(qū)的110kV射陽(yáng)變電站調(diào)由振陽(yáng)變供電，將振陽(yáng)變頂峰時(shí)段供出有功提升到80MW左右，降低小電廠(chǎng)無(wú)功的影響。 2、配備合理的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備 針對(duì)射陽(yáng)西部35kV變電站無(wú)功補(bǔ)償配置缺乏、設(shè)備老化等情況，對(duì)振陽(yáng)變供電的35kV變電站電容器進(jìn)行改造，提升設(shè)備狀況，增加補(bǔ)償容量。同時(shí)安排技改工程在振陽(yáng)變新增一組12MVar的電容器，為了方便根據(jù)負(fù)荷進(jìn)行投切，還將電容器分成兩組，用一只開(kāi)關(guān)、兩把刀閘進(jìn)行控制，這樣在系統(tǒng)方式調(diào)整負(fù)荷低時(shí)投入一組6M

7、Var即可，保證靈活可控。 3、對(duì)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方式進(jìn)行優(yōu)化 將無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)作條件改為振陽(yáng)變主變受電力率，把振陽(yáng)變及其所供110kV、35kV變電站母線(xiàn)電壓和受電力率、各電容器開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數(shù)作為約束條件，對(duì)振陽(yáng)變無(wú)功、電壓和力率進(jìn)行綜合控制。 控制的根本行為描述如下： 確定變量 力率cos=P/S=P/1/2，頂峰時(shí)段要求力率下限cos0為0.97，力率上限cos1為1，即盡量減少?gòu)木W(wǎng)上吸收無(wú)功，低谷時(shí)段要求力率下限cos0為0.95，力率上限cos1為0.98，即適度吸收網(wǎng)上的無(wú)功。 其中P為主變受進(jìn)有功功率，Q為主變受進(jìn)無(wú)功功率，S為主變受進(jìn)視在功率 P和Q均為自動(dòng)化

8、系統(tǒng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，記為P測(cè)和Q測(cè)。 P測(cè)不可控 Q測(cè)=Q負(fù)-Q投-Q發(fā)，其中Q負(fù)為負(fù)荷消耗的無(wú)功，不可控，Q投為振陽(yáng)變所供變電站累計(jì)投入的電容量，完全可控，Q發(fā)為小電廠(chǎng)發(fā)出的無(wú)功，較難控制。 因此，要調(diào)節(jié)力率，首先考慮調(diào)節(jié)Q投。 約束條件 220kV振陽(yáng)變220kV母線(xiàn)電壓在213kV-235kV之間，110kV母線(xiàn)電壓在109kV-120kV之間，35kV母線(xiàn)電壓在34kV-37.45kV之間； 振陽(yáng)變所供110kV、35kV變電站10kV母線(xiàn)電壓在10kV-10.7kV之間； 振陽(yáng)變及其所供變電站所有電容器每日投切次數(shù)不大于6次； 振陽(yáng)變所供110kV、35kV變電站受進(jìn)無(wú)功Q0。 目標(biāo)函數(shù)：

9、 當(dāng)cos越下限時(shí)，應(yīng)投的電容量Q=Q測(cè)-P測(cè)tg0 當(dāng)cos越上限時(shí)，應(yīng)切的電容量Q=Q測(cè)-P測(cè)tg0 系統(tǒng)根據(jù)Q值，在設(shè)備狀態(tài)庫(kù)中選擇投切電容量略大于Q的電容器組。 小結(jié)： 我們知道優(yōu)化控制在電力系統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃、最優(yōu)潮流、無(wú)功優(yōu)化、機(jī)組組合、經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配、配網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行、優(yōu)化設(shè)計(jì)、電廠(chǎng)控制、負(fù)荷模型參數(shù)辨識(shí)等方面度有著廣泛的應(yīng)用。而對(duì)主變受電力率的控制目前并不多見(jiàn)，而受電力率和無(wú)功電壓的優(yōu)化運(yùn)行和管理對(duì)電網(wǎng)的平安、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。隨著電網(wǎng)規(guī)模的增大、大功率遠(yuǎn)距離傳輸和負(fù)荷的增長(zhǎng)，各級(jí)電網(wǎng)公司對(duì)受電力率和無(wú)功電壓?jiǎn)栴}愈來(lái)愈重視，國(guó)家電網(wǎng)公司近幾年也公布和更新了多個(gè)涉及無(wú)功電壓方面的技術(shù)原那么和管理規(guī)定。2005年江蘇省電力調(diào)度中心為加強(qiáng)江蘇電網(wǎng)的無(wú)功電壓管理，進(jìn)一步改善電壓質(zhì)量，提高電網(wǎng)的平安、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，根據(jù)國(guó)務(wù)院頒發(fā)的?電網(wǎng)調(diào)度管理?xiàng)l例?、原能源部頒發(fā)的?電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功電力技術(shù)導(dǎo)那么?、國(guó)網(wǎng)公司公布的?國(guó)家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無(wú)功電力管理規(guī)定?和?國(guó)家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償配置技術(shù)原那么?等相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)定，結(jié)合江蘇電網(wǎng)的實(shí)際情況，制定了江蘇電網(wǎng)220kV變電站受電力率合格率考核方法?？己朔椒ń?jīng)過(guò)這幾年的實(shí)施，江蘇電網(wǎng)中各220kV變電站的電壓水平、受電力率明顯提高，