地區(qū)主網(wǎng)電壓精細(xì)化控制

1、地區(qū)主網(wǎng)電壓精細(xì)化控制奇兵QC小組一、小組概況：小組現(xiàn)有成員15人，平均年齡33歲，其中碩士學(xué)歷1人，本科學(xué)歷10人，大專學(xué)歷3人，中專學(xué)歷1人。小組成員具有工程師資格3名，高級(jí)技師3名，技師8名。小組基于地區(qū)調(diào)度班成立，班組主要負(fù)責(zé)地區(qū)電網(wǎng)220kV變電站母線及以下設(shè)備、所有110kV變電站和部分35kV變電站調(diào)度工作。作為地區(qū)電網(wǎng)的指揮者，班組秉持“細(xì)心管理、精心調(diào)度、用心學(xué)習(xí)、虛心學(xué)習(xí)”的“四心”理念，不斷推進(jìn)地區(qū)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。近幾年，班組先后榮獲冀北公司“十八大保電工作先進(jìn)集體”、“三集五大杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”、“河北省青年安全生產(chǎn)示范崗”等榮譽(yù)稱號(hào)二、選題背景電力企業(yè)管理運(yùn)行的最基本目標(biāo)

2、是要安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地向用戶提供電能,電能最重要的質(zhì)量指標(biāo)之一是電壓。其中主網(wǎng)電壓關(guān)系到工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對(duì)主網(wǎng)電壓進(jìn)行精細(xì)化管理對(duì)用戶設(shè)備運(yùn)行安全和電網(wǎng)安全運(yùn)行都有重要的意義。目前地區(qū)電網(wǎng)主網(wǎng)電壓水平較低：110kV母線電壓一般在合格范圍內(nèi)，其平均峰谷差率為3.86%；35kV母線電壓峰谷差率為5.65%，10kV母線電壓峰谷差率為6.89%。非“三遙”站35kV、10kV母線電壓頻繁越限，月平均時(shí)間達(dá)37小時(shí)。以下為典型日（2014年5月10日）一些變電站的母線電壓曲線：電壓峰谷差率：6.02% 李莊站110kV3母線線電壓電壓越限時(shí)間占比：3.21%電壓峰谷差率：2.25%白塔嶺站35kV4

3、母線線電壓電壓越限時(shí)間占比：9.58%電壓峰谷差率：3.06%盧龍站10kV4母線線電壓電壓越限時(shí)間占比：14.17%電壓峰谷差率：8.01%南戴河站10kV4母線線電壓注：電壓越限時(shí)間占比=電壓超出范圍時(shí)間/24小時(shí) 電壓峰谷差率=(峰值電壓-谷值電壓)/峰值電壓三、選題理由1、秦皇島電網(wǎng)雖然大部分220kV、110kV變電站均以接入AVC控制系統(tǒng)，但由于歷史原因，變壓器有載調(diào)壓分頭卻不能經(jīng)AVC系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。想要盡快實(shí)現(xiàn)對(duì)地區(qū)主網(wǎng)電壓的精細(xì)化控制，就必須形成一套能與AVC系統(tǒng)相配合的電壓綜合調(diào)整方法。2、明年冀北公司將把主網(wǎng)電壓納入同業(yè)對(duì)標(biāo)考核范圍，實(shí)現(xiàn)主網(wǎng)電壓精細(xì)化管理將為公司提高經(jīng)營(yíng)業(yè)

4、績(jī)做出貢獻(xiàn)。3、部分非“三遙”站電壓質(zhì)量問(wèn)題較為突出，影響用戶經(jīng)濟(jì)效益，不利于地區(qū)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。四、技術(shù)原理電網(wǎng)電壓由無(wú)功潮流分布決定，對(duì)主網(wǎng)電壓的精細(xì)化控制要靠調(diào)整電網(wǎng)無(wú)功分布來(lái)實(shí)現(xiàn)。電網(wǎng)無(wú)功調(diào)整主要通過(guò)主變分接頭調(diào)擋和電容器組投切來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前秦皇島地區(qū)變壓器分頭調(diào)整未接入AVC自動(dòng)控制系統(tǒng)，AVC系統(tǒng)只能調(diào)節(jié)各站電容器，具有一定的局限性，在電壓過(guò)低和電壓過(guò)高的情況下調(diào)整能力十分有限。同時(shí)AVC系統(tǒng)對(duì)電容器設(shè)備異常和母線電壓不平衡的情況反映不靈敏，不能及時(shí)封鎖，此時(shí)則需監(jiān)控員進(jìn)行人工干預(yù)。因此，我QC小組的研究課題就是基于對(duì)地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行方式，負(fù)荷特性進(jìn)行針對(duì)性分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)變壓器分頭調(diào)整

5、、完善AVC控制、開(kāi)展人員素質(zhì)提升培訓(xùn)、調(diào)研負(fù)荷類型、加強(qiáng)后續(xù)管理、加強(qiáng)電鐵負(fù)荷管理、限制小電廠無(wú)功反送等方法對(duì)秦皇島電網(wǎng)電壓進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)整和控制。與各站AVC系統(tǒng)相配合形成電壓調(diào)節(jié)體系，根據(jù)不同的用電負(fù)荷性質(zhì)對(duì)主網(wǎng)電壓進(jìn)行針對(duì)性調(diào)節(jié)，使其滿足負(fù)荷需求。五、基于PDCA的地區(qū)主網(wǎng)電壓精細(xì)化控制P：設(shè)定目標(biāo)：為了實(shí)現(xiàn)地區(qū)主網(wǎng)電壓精細(xì)化控制，我QC小組計(jì)劃通過(guò)“人機(jī)聯(lián)調(diào)”手段計(jì)劃將主網(wǎng)110kV母線電壓峰谷差率降為3%，35kV母線電壓峰谷差率降為4.0%，10kV母線電壓峰谷差率降為4.5%。非“三遙”站35kV、10kV母線電壓月越限時(shí)間降到25小時(shí)D：要因確認(rèn)我QC小組利用“魚(yú)骨圖”，從“人

6、機(jī)法環(huán)”四方面分析主網(wǎng)母線電壓曲線越線與峰谷差較大的原因。1、人員技術(shù)水平有限。2014年5月24日，經(jīng)確認(rèn)，我班組現(xiàn)有調(diào)度員15人，均通過(guò)冀北公司調(diào)控人員上崗考試，且人均具有11年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)熟練，具備正常工作條件。經(jīng)分析，人員技術(shù)水平有限為非要因。職務(wù)姓名工作年限職稱調(diào)度班長(zhǎng)董滌34年技師調(diào)度值長(zhǎng)黃耀民 、郭長(zhǎng)明、崔寶柱、馬鐵生、白杰14-23年技師-高級(jí)技師調(diào)度主值張揚(yáng)、馬小東、李賀、袁彬瀚6-10年技師調(diào)度副值楊明蔚、尹莊莊、連盟、劉華德2-5年高級(jí)工-技師2、主變分頭檔位不合理秦皇島電網(wǎng)存在220kV變壓器110kV側(cè)分頭檔位較低，而其下級(jí)110kV變電站變壓器高壓側(cè)分頭檔位較高的

7、情況，導(dǎo)致地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功分布不合理，主網(wǎng)電壓調(diào)整效果不明顯。以龍家店和武山地區(qū)為例，220kV變電站變壓器110kV側(cè)有載調(diào)壓分頭位置如下：變電站變壓器分頭運(yùn)行擋位110kV母線電壓實(shí)際運(yùn)行范圍（kV）龍家店#15110-113.5龍家店#25111-115龍家店#35110-113.5碣石#38113-115龍家店供電區(qū)域220kV變壓器110kV側(cè)有載調(diào)壓分頭位置變電站變壓器分頭運(yùn)行擋位10kV母線電壓實(shí)際運(yùn)行范圍（kV）靖安#16靖安#26昌城#18昌城#299.9-10.7盧龍#110盧龍#210龍家店供電區(qū)域110kV變電站變壓器有載調(diào)壓分頭位置3、部分廠站不具備AVC投入條件 我地區(qū)

8、地調(diào)調(diào)度非“三遙”站共計(jì)5座（安山、盧龍、石門(mén)、孟石門(mén)、南戴河），均不具備AVC控制條件。靠值班人員人工投切電容器難以及時(shí)對(duì)主網(wǎng)電壓進(jìn)行調(diào)整。4、電氣化鐵路影響電氣化鐵路用戶引起的諧波會(huì)影響電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，造成電壓波動(dòng)。一些用戶對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性要求較高，當(dāng)電網(wǎng)電壓出現(xiàn)波動(dòng)的情況下會(huì)對(duì)用戶的生產(chǎn)造成影響。5、控制無(wú)后續(xù)管理負(fù)荷波動(dòng)和運(yùn)行方式的變化會(huì)導(dǎo)致主網(wǎng)電壓發(fā)生變化，調(diào)好的主網(wǎng)電壓如果沒(méi)有跟蹤調(diào)整可能會(huì)再次偏離目標(biāo)范圍。 6、地方及自備電廠影響我地區(qū)共有地方及企業(yè)自備發(fā)電廠13座，經(jīng)110kV、35kV、10kV線路與系統(tǒng)并網(wǎng)，由于電廠設(shè)備原因和管理問(wèn)題有時(shí)導(dǎo)致無(wú)功大量反送，引起局部電網(wǎng)電壓嚴(yán)重異

9、常。7、不同性質(zhì)負(fù)荷影響工、農(nóng)、商業(yè)和民用等不同性質(zhì)負(fù)荷對(duì)電壓要求不同，10（6）kV配線線路長(zhǎng)度及架空線和電纜的區(qū)別造成線路壓降不同。因此對(duì)母線電壓控制不能一概而論。對(duì)策實(shí)施：對(duì)策一：對(duì)上下兩級(jí)變壓器的分頭綜合調(diào)整針對(duì)此種情況，我們以電壓曲線為依據(jù)，整理出電壓隨負(fù)荷變化的規(guī)律，對(duì)上下兩級(jí)變壓器的分頭綜合調(diào)整，擴(kuò)大下級(jí)變壓器分頭調(diào)整裕度。對(duì)策二：對(duì)不具備AVC投入條件的變電站加強(qiáng)母線電壓監(jiān)視變電站值班員和調(diào)度員增加上述各站10kV母線電壓監(jiān)視頻次，確保母線電壓運(yùn)行在1010.7kV區(qū)間。一旦發(fā)現(xiàn)電壓有不滿足上述范圍的情況，需立即進(jìn)行投停電容器操作。若10kV母線電壓仍不滿足要求，則立即由地調(diào)進(jìn)

10、行相關(guān)變壓器檔位的調(diào)整。此外，建議加快非“三遙”站綜自改造，盡快滿足AVC控制技術(shù)條件。對(duì)策三：調(diào)整運(yùn)行方式避免電氣化鐵路影響針對(duì)電氣化鐵路用戶引起的諧波影響，我們的對(duì)策是調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行方式，將電鐵所用電源和工業(yè)生產(chǎn)電源分開(kāi)。例如：鐵北變電站由220kV徐莊變電站110kV4母線為供電電源，同時(shí)110kV鋁業(yè)、戴卡站也為此母線供電的企業(yè)，鋁業(yè)、戴卡的工業(yè)生產(chǎn)會(huì)受到電鐵諧波影響。將李北線作為鐵北站的主供電源，在李北線異?；驒z修情況下，將鋁業(yè)，戴卡站倒至110kV5母線供電，與徐北線所在母線分裂運(yùn)行。對(duì)策四：形成專業(yè)聯(lián)動(dòng)的電壓管理流程 形成由監(jiān)控、調(diào)度、方式計(jì)劃專業(yè)形成無(wú)功電壓?jiǎn)栴}溝通機(jī)制，以周為單

11、位，將前一周運(yùn)行中遇到的電壓?jiǎn)栴}匯總，每周一召開(kāi)電壓分析會(huì)，集中商議解決電壓調(diào)整措施。再將實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題在每周電壓分析會(huì)上進(jìn)行反饋，總結(jié)。形成地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功管理的常態(tài)機(jī)制。C：效果檢查進(jìn)行地區(qū)電網(wǎng)變壓器分頭檔位系統(tǒng)調(diào)整后，地區(qū)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定水平有所提升，電壓在規(guī)定范圍內(nèi)偏上限運(yùn)行，切實(shí)提升了電壓穩(wěn)定程度。同時(shí)110kV變電站分頭檔位調(diào)低，提升110kV變壓器分頭調(diào)整裕度。仍以龍家店和武山地區(qū)為例：調(diào)整前調(diào)整后變電站變壓器分頭運(yùn)行擋位110kV母線電壓運(yùn)行范圍（kV）電壓峰谷差率分頭擋位110kV母線電壓運(yùn)行范圍（kV）電壓峰谷差率龍家店#15110-113.53.18%6111-1142.7

12、0%龍家店#25111-1153.60%6111.5-1142.24%龍家店#35110-113.52.27%6110.5-1132.26%碣石#38113-1151.77%9114-1161.76%龍家店供電區(qū)域220kV變壓器110kV側(cè)有載調(diào)壓分頭位置調(diào)整前調(diào)整后變電站變壓器分頭擋位10kV母線電壓運(yùn)行范圍（kV）電壓峰谷差率電壓越限時(shí)間（h）分頭擋位10kV母線電壓運(yùn)行范圍（kV）電壓峰谷差率電壓越限時(shí)間（h）靖安#162.94%021.96%0靖安#262.91%051.96%0昌城#187.07%1.1h75.05%0.2h昌城#298.08%0.8h82.97%0盧龍#1102.

13、94%061.96%0盧龍#2103.92%082.91%0龍家店供電區(qū)域110kV變電站變壓器有載調(diào)壓分頭位置經(jīng)過(guò)問(wèn)題分析和解決辦法的實(shí)施，各站主網(wǎng)電壓有了明顯改善。110kV母線電壓峰谷差率降為2.86%、35kV母線電壓峰谷差率降為3.65%、10kV母線電壓峰谷差率降為4.21%。非“三遙”站35kV、10kV母線電壓月越限時(shí)間降低到22小時(shí)。達(dá)到設(shè)定目標(biāo)。以下為調(diào)后部分母線電壓曲線：電壓峰谷差率由6.02%，降為4.80%調(diào)后李莊站110kV3母線線電壓電壓越限消失電壓峰谷差率由2.25%，降為1.49%調(diào)后白塔嶺站35kV4母線線電壓電壓越限消失電壓峰谷差率由3.06%降為2.37%調(diào)整后盧龍站10kV4母線線電壓電壓越限消失電壓峰谷差率8.01%降為5.08%調(diào)整后南戴河站10kV4母線線電壓綜合效益分析： 實(shí)現(xiàn)地區(qū)主網(wǎng)電壓精細(xì)化控制直接經(jīng)濟(jì)效益難以統(tǒng)計(jì)，但綜合