九江縣電網(wǎng)無功優(yōu)化探究

1、九江縣電網(wǎng)無功優(yōu)化探究摘要：本文結(jié)合九江縣電網(wǎng)實際情況，對提高電網(wǎng)供電電 壓合格率和功率因數(shù)合格率的方法進行研究，以期減小電網(wǎng) 線損，確保電網(wǎng)安全。關(guān)鍵詞：無功優(yōu)化 電網(wǎng) 九江縣無功優(yōu)化，就是在特定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)及負荷下，通過 對某些控制變量的優(yōu)化所實現(xiàn)的一種無功調(diào)節(jié)手段，它的作 用就是使系統(tǒng)的某一個或多個性能指標實現(xiàn)最優(yōu)。近年來，九江縣所轄地區(qū)用電負荷持續(xù)攀升。在這種情 況下，對提高電網(wǎng)供電電壓合格率和功率因數(shù)合格率的方法 進行研究，以確保供電安全，保障所覆蓋地區(qū)的經(jīng)濟活動正 常開展，就成為急需解決的問題。1九江縣電網(wǎng)概況九江縣供電區(qū)域位于九江電網(wǎng)中部，是九江電網(wǎng)重要組 成部分，擔負著九江出

2、口加工區(qū)、城西港區(qū)和九江縣永安、 新合、港口、江洲等17個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、場、區(qū)）9萬余戶36萬 居民供電任務(wù)。目前新建110kv獅子變及其35kv、10kv配 套出線工程已投入運行，大大改善九江縣電網(wǎng)用電結(jié)構(gòu)。2010年九江縣電網(wǎng)最高負荷為6.52萬千瓦，出現(xiàn)在8 月14日23： 07時。2011年電網(wǎng)最高負荷為& 51萬千瓦， 出現(xiàn)在8月17日20： 55時，負荷同比增長30%。九江縣低壓配電網(wǎng)采用放射狀接線，基本實現(xiàn)分區(qū)供 電。低壓線路中總長度約為1100km,低壓線路以架空線路為 主。九江縣供電公司對電網(wǎng)功率因數(shù)合格率考核要求，具體 指標如下：%1 正常時期。高峰負荷時段8： 0011

3、： 00, 14： 00 22： 00；控制在0.95wc0sw1.00為合格。低谷及腰荷負荷時段12： 0013： 00, 23： 0024： 00, 1： 00 7： 00；控制在0. 93wc0sw0.98為合格。%1 春節(jié)期間。在不存在無功倒送的狀態(tài)下，應(yīng)將設(shè)備運 行24h控制在小于或等于0.97的范圍內(nèi)。九江縣電網(wǎng)采用的無功補償原則為：“全面規(guī)劃、合理 布局、分級補償、就地平衡”及“以分散補償為主，集中補 償與分散補償相結(jié)合；以低壓補償為主，高壓補償與低壓補 償相結(jié)合；以降損為主，調(diào)壓與降損相結(jié)合"。這些都符合 國家電力公司的電網(wǎng)建設(shè)與改造技術(shù)原則等規(guī)定的要求。35110k

4、v變電站的容性無功補償裝置主要針對變壓器 無功損耗進行補償。同時，在一定的情況下也可以對負荷側(cè) 進行無功補償。容性無功補償裝置的容量一般設(shè)置為主變壓 器容量的10%25%。配電變壓器低壓側(cè)集中補償是配電網(wǎng)的無功補償?shù)闹?要方式。其容量一般配置為變壓器容量的20%40%。如果配 電網(wǎng)中大量存在的公用變壓器沒有進行低壓補償，就需要配 置中壓線路進行補償，再根據(jù)線路配備設(shè)定具體容量。2九江縣電網(wǎng)無功補償方式及整改措施2. 1變電站無功補償。變電站的無功補償都是通過電容 器組的投切來進行的，調(diào)控班人員通過對各時間段負荷情 況、10kv母線電壓和功率因素動態(tài)值來決定電容器的投退及 調(diào)整。2.2配網(wǎng)無功補

5、償。10kv配電線路集中補償、隨器補 償、隨機補償是配網(wǎng)上無功補償控制的三種主要形式：九江縣電網(wǎng)很少使用10kv配電線路集中補償。通常 情況下，無功補償裝置只有在線路較長，末端用戶電壓較低 的情況下才進行安裝。在其容量選擇上，為了避免輕載時向 電網(wǎng)倒送無功，通常以補償局部電網(wǎng)中配電變壓器的空載損 耗總值為度。九江縣配網(wǎng)中無功補償采用的主要方式是隨 器補償。這種方式是指將電容器接在配電變壓器二次側(cè)，來 補償配電變壓器無功，限制農(nóng)網(wǎng)的無功負荷，使該部分無功 能就地平衡。隨機補償安裝在用戶的用電設(shè)備邊上，其優(yōu) 點是不需要頻繁調(diào)整補償容量，在用電設(shè)備運行時同時投 入，在用電設(shè)備停運時同時退出。2.3無

6、功優(yōu)化整改措施。近兩年來，九江縣電網(wǎng)功率 低谷時段功率因數(shù)超上限情況較嚴重。針對電網(wǎng)無功優(yōu)化存 在的問題，通過對電網(wǎng)工作情況的多手段監(jiān)測和實地考察， 在進行專業(yè)分析基礎(chǔ)上，出臺了以下整改措施：明確各部門的職責，建立健全管理考核機制，建立電壓 質(zhì)量與無功電力管理考核機制。將功率因數(shù)考核指標進一步 細化，分配到各個單位，詳細統(tǒng)計每個基層單位月份指標完 成情況，并及時予以通報。具體考核要求如下：各供電所所管轄線路在變電站側(cè)負荷關(guān)口功率總加，即 為其負荷功率因數(shù)考核范圍。高峰負荷時段7： 3011： 15, 13： 3022： 45,要求 負荷功率因數(shù)控制目標0.95wcosw1.00。該小指標占 “

7、負荷功率因數(shù)”的權(quán)重為0.5o腰荷時段：11： 3013： 15,將負荷功率因數(shù)控制在 0.95wc0sw0.98的范圍內(nèi)。該小指標占"負荷功率因 數(shù)”的權(quán)重為0. io低谷負荷時段0： 007： 15, 23： 0023： 45,負荷功 率因數(shù)控制范圍為0.93wcosw0.98。該小指標占"負荷 功率因數(shù)”的權(quán)重為0.4o平均功率因數(shù)合格率二高峰權(quán)重x高峰時段合格率+腰 荷權(quán)重x腰荷時段合格率+低谷權(quán)重x低谷時段合格率。由于目前調(diào)度自動化系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯诱竟β室蛩剡M行 24小時動態(tài)采集，可以借該平臺在系統(tǒng)上直接編寫相關(guān)程 序，根據(jù)各負荷時段所占的權(quán)重來計算平均功率因素的合

8、格 率。2. 4變電站無功管理流程。調(diào)度月分析反映變電站負 荷變化情況，發(fā)現(xiàn)無功投切容量需進行調(diào)節(jié)的首先匯報到生 產(chǎn)技術(shù)部；接下來，生產(chǎn)技術(shù)部經(jīng)過分析研究后，將新的調(diào) 整方案下達給繼電保護人員和變電檢修人員；然后繼電保護 人員為變電檢修人員出具新的電容保護整定單；最后，變電 檢修人員提出停電申請，調(diào)整電容投切容量并將結(jié)果及時反 饋給生產(chǎn)技術(shù)部。2.5線路潮流分析。選取線路末端公變臺區(qū)低壓側(cè)為 研究對象，將變壓器出口或變壓器出線箱中具有連接點的供 電線路進行分開研究，如右圖所示，將末端供電線路分成3 個單元進行研究。2.6線路單元優(yōu)化分析。從提高電壓和降低網(wǎng)損角度 分析，無功補償裝置最佳優(yōu)化補償

9、點，總是選擇在發(fā)生最低 電壓的桿點與變壓器之間主支路上的某個桿點上，根據(jù)補償 后所要達到的效果不同，補償點在主支路桿點上變化。整改措施：可以將并聯(lián)補償電容器安裝在功率因數(shù)低、 供電距離遠的中壓架空線路上。將并聯(lián)補償電容器的容量設(shè) 置為線路配電變壓器總?cè)萘康?%10%。另外，可以通過對 配電變壓器進行隨器補償?shù)姆椒?，即對其空載無功損耗進行 補償，來提高配電變壓器的利用率、降低其損耗。需要注意 的是，不應(yīng)在低谷負荷時向系統(tǒng)倒送無功。裝設(shè)在大于或等于lookva的配電變壓器上的無功補償 裝置，其容量按照變壓器最大負載率為75%,負荷自然功率 因數(shù)設(shè)計成0. 85o補償?shù)阶儔浩髯畲筘摵蓵r，變壓器高壓側(cè)

10、 功率至少能達到0.95,或在變壓器容量的20%40%之間進 行設(shè)置。但是，在實際運行當中，要想滿足配電變壓器經(jīng)濟 運行的需要，僅僅依照上述經(jīng)驗來對電力電容器進行配置是 不夠的。因為按照這種方式進行無功配置，一方面會使得負 荷低谷時出現(xiàn)過補償現(xiàn)象，另一方面也無法滿足負荷高峰出 現(xiàn)時的無功需求。由于在低壓線路上的長距離流動，無功潮 流也增加了線路損耗。整改措施：可以在配電變壓器的低壓側(cè)，僅對配變空載 無功功率進行補償，隨器補償容量就必須設(shè)計為配變?nèi)萘康?10%20%。其余的無功需求則通過兩種途徑進行補償：一是 通過負荷附近就地補償，二是在低壓線路上進行輔助補償。 此種無功優(yōu)化一方面可以防止在負荷低谷時出現(xiàn)過補