春节期间电网无功电压与功率因数的控制分析与研究论文
时间：2021-08-311.引言
电压、频率、波形是电能质量的三要素，而电压又与电力系统中的无功功率密切相关。
某地区是国家AAAAA级风景旅游区，同时该地区电网是典型的受端网络，80%的负荷由周边7座500kV变电站受入。城区电缆覆盖率高达83%，低谷负荷期间，电缆产生大量容性无功，致使地区整体电压偏高，功率因数难以控制在合格范围。
2.现状调查
某地区正常网供负荷大约为800万千瓦，随着工厂企业逐步停工，地区网供负荷逐步下降。2014年1月29日，地区网供负荷已下降至390万千瓦，春节期间负荷将进一步下降，2月1日（大年初二），地区网供负荷将达到全年最低点220万千瓦左右，约为正常负荷的30%。
负荷的大幅下降，导致地区电网220kV母线电压超233kV，按照地区功率因数考核规定，当220kV母线电压在233kV～236kV之间，功率因数应控制在0.94～0.97。 2014年春节期间省公司将继续采用负荷功率因数考核管理办法，主要内容包括：
（1）功率因数考核关口为单座220kV变电站主变高压侧总加值。
（2）关口无功不得向上级系统倒送。
（3）关口功率因数需全天控制在0.97以下。
3.采取措施
3.1 220kV无载调压变压器分接头调整
春节期间是全网电压最高时段，受可靠性指标影响，地区将不安排220kV无载调压变压器分接头调整档位，各无载调压变压器下送的110kV和35kV变电所低压侧母线电压依靠其主变有载开关调整。同时需要加强对无功电源的管理和输变电设备的监视，来保证部分电压偏高的无载主变电压质量。
3.2 电抗器和电容器投切
3.2.1电抗器：
地区各220kV、110kV变电站电抗器春节前集中投运一批电抗器（目前地区电抗器总容量已达81万千乏，接近全省的一半）并完成集中消缺工作，确保春节期间电抗器能正常使用，按要求投入运行。同时要求客户中心安排用户电抗器投入运行。
3.2.2电容器：
原则上，所有地区配网的电容器装置在春节期间全部停用。春节期间用户的容性无功补偿装置原则也应全部停用，如确需在春节期间组织生产，应根据电压情况及时正确投切，停产用户的无功补偿装置要一律退出，要求地区及各县（市）供电公司及时通知用户在节前做好电容器停用工作，春节后根据负荷、功率因数实际情况（要求功率因数低负荷时不高于0.95）逐步投入运行。
3.3 停役轻载主变和充电功率较大的110kV电缆
地区调度应根据负荷情况，做好轻载主变停用，春节前共完成17座110kV轻载主变停役。
市区电缆覆盖率高，在低负荷期间将向系统倒送无功，致使系统电压偏高。春节期间共停役110kV轻载电缆16条次，约减少无功50MW。
3.4 地方电厂出力控制
3.4.1市区及各县（市）供电公司须严格控制小火电出力。春节期间，燃油机组及不供热的燃煤机组一律调停；供热机组严格按以热定电方式运行，并严格控制无功，要求功率因数不低于0.98。对不按规定调停的机组，调度要求机组解列，直至拉停并网线路。
3.4.2对于地区电网水电站：
春节期间根据来水情况，机组进相运行。进相运行工况根据各机组进相曲线运行，原则上进相运行深度功率因数小于-0.97以下（吸收的无功为有功出力四分之一以上占比）。若发电机组不能进相运行，则机组不能发电。
3.4.3地区及各县（市）供电公司热电机组仍需以热定电方式发电，有进相运行条件的机组在春节期间需进相运行，原则上进相运行深度功率因数小于-0.97以下。
3.5 无功电压控制系统（AVC）
3.5.1春节期间，省调AVC系统将关闭省地互联，地调AVC系统将独自运行。
3.5.2春节期间地调AVC系统将投入春节小负荷运行模式，接入地调AVC系统的各个变电站（包括市区及各县（市）供电公司已接入地调AVC的220kV变电站、市区已接入地调AVC系统的110kV、35kV变电站）内未闭锁的电容器、电抗器将自动投切，主变有载档位将自动调节，届时电容器将自动全切除，电抗器将自动全投入，有关运行人员仍需加强电压监视，同时需加强AVC系统投切及调档情况监视，若接入地调AVC系统的变电站电容器、电抗器投切及主变调档出现异常请及时消缺。当220kV变压器在AVC系统调节主变有载分接头次数满的情况下需根据电压情况及时调整220kV有载分接头。
3.5.3地区及各县（市）供电公司AVC系统根据电容器全切除、电抗器全投入的春节无功电压策略投入运行，各个变电站仍需加强电压监视。
3.5.4地区及各县（市）供电公司及市区未接入AVC系统的变电站、AVC系统已闭锁投切的变电站或站内新投运未接入AVC系统的无功补偿设备由人工实施电容器全切除、正常电抗器全投入的策略，值班人员应加强电压监视，及时调整有载变压器的分接头。各县（市）调对调度管辖范围内需调整分接头的'无载主变请及时安排。
3.5.5 地区及各县（市）供电公司需按供电关口将关口功率因数控制在0.96以下。
4.控制成效及后续整改措施
4.1控制成效
考核时间为2014年1月22日～2月6日，对于春节期间同业对标指标电压全时段控制在233kV以下评判标准。考核期间地区功率因数总合格率为61.307%，电压标准的总合格率为99.907%，但仍有3座220kV变电站出现长时间无功倒送，且无功倒送量均较大，最大值达到了-10Mvar，2座220kV变电站存在短时无功倒送。
从电压标准统计情况来看，春节期间地区电网220kV母线电压均控制在233kV以内，较出色的完成了春节母线电压控制的任务。
从传统功率因数统计标准可以看出，春节功率因数控制水平较去年基本持平，但是无功倒送点较为集中和突出，单个220kV变电站的倒送量超去年水平。
4.2后续整改措施
为了在将来的春节能够更好的控制功率因数，提高合格率，建议采取以下措施：
1、对110kV新出电缆线路及线路“上改下”需同步校核无功平衡，及时增装电抗器。尤其是新出110kV用户电缆线路，在变电站侧需配套增加无功补偿装置。
2、从春节及日常功率因数控制角度出发，首先在可能出现无功倒送的部分220kV变电站增装电抗器。
3、春节期间仍需加强对用户及配网的电容器管理，这是决定春节期间无功情况的关键。
结束语
无功电压控制既要保证对用户供电的电压质量，降低线损，又要保证电网的安全、经济运行。因此，地区及各县（市）公司按照无功功率分层分区和就地平衡的原则，合理建设无功电源，强化运行管理，优化无功潮流，使整个地区的无功潮流基本平衡，提高了地区电网的电能质量和经济运行水平。
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