淺談鹽城220kV振陽變主變受電力率的優(yōu)化控制

1、淺談鹽城220kV振陽變主變受電力率的優(yōu)化控制 淺談鹽城220kV振陽變主變受電力率的優(yōu)化控制 摘 要針對江蘇省電力公司下達的220kV主變受電力率指標要求，統(tǒng)籌考慮射陽電網(wǎng)負荷、無功電源配置、系統(tǒng)電壓水平、設(shè)備實際狀態(tài)等情況，在保證系統(tǒng)電壓穩(wěn)定和設(shè)備健康運行的根底上，利用遙測、遙控、遙調(diào)等手段，自動投切電容器或?qū)ψ冸娬局髯儥n位進行調(diào)節(jié)，以控制220kV主變受電力率在合理的范圍內(nèi)，到達降低電網(wǎng)損耗的目的。 關(guān)鍵詞力率無功電壓優(yōu)化 中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X46-0277-01 前言 進入二十一世紀以來，隨著國民經(jīng)濟的快速開展，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題，在此前提下，江蘇省電力公司加強了無功力率的考核，使電網(wǎng)的管理水平上了一個新的臺階。這幾年來，江蘇省電力調(diào)度對220kV變電所主變的受電力率提出了明確的要求并進行了嚴格的考核，考核的原那么是在用電頂峰時段，盡可能少吸收主網(wǎng)的無功，低谷時段不向網(wǎng)上送無功，而要從網(wǎng)上吸收適當(dāng)?shù)臒o功，以滿足逆調(diào)壓的要求。而鹽城射陽電網(wǎng)因其網(wǎng)架較為薄弱、無功容量配置缺乏、有小電廠上網(wǎng)等因素，要同時滿足無功力率的考核要求和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活對高質(zhì)量的電能的需求，客觀上還存在著一定的困難。本文首先介紹射陽電網(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、存的歷史運行數(shù)據(jù)對射陽電網(wǎng)實際情況進行了分析，指出其缺乏之處；提出優(yōu)化控制的方法?？紤]無功功率倒送、電壓合格區(qū)間和低功率因數(shù)情況，可為無功電壓優(yōu)化運行和管理提供參考。 一、射陽電網(wǎng)相關(guān)情況 射陽電網(wǎng)目前主要由220kV振陽變和射陽港電廠兩個電源點，射陽港電廠主供縣區(qū)東部110kV臨海、黃尖、海通、射陽變電站，220kV振陽變主供縣區(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線路連接，聯(lián)系比擬薄弱，同時射陽生物質(zhì)發(fā)電廠2臺15MVA機組經(jīng)110kV雙回線至振陽變110kV母線上網(wǎng)。 220kV振陽變配置120MVA主變一臺，由于與射陽港電廠通過220kV線

4、路聯(lián)絡(luò)，母線電壓較高，故未配置電容器。 二、 振陽變力率調(diào)節(jié)方面存在的問題 1、所供110kV、35kV變電站無功補償容量的缺乏 二十世紀九十年代由于電網(wǎng)電壓偏高，電容器普遍投不上。因此在新上工程時，要么不裝設(shè)電容器，要么容量偏小，振陽變所供35kV變電站多為運行20年左右的老舊變電站，這種情況更是嚴重。同時設(shè)備老化也決定了電容器不能承受頻繁投切。 2、總體負荷低，振陽變力率受小電廠影響大 由于振陽變所供多為農(nóng)民地區(qū)，正常情況下負荷較小，頂峰時段主變有功不過40MW左右，夜里低谷時段僅10MW多一點，而小電廠由于其機組特殊性，在頂峰時段為了多發(fā)有功，無功發(fā)得很少，而低谷時段要保證機組穩(wěn)定，必須

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

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

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

8、系統(tǒng)實測數(shù)據(jù)，記為P測和Q測。 P測不可控 Q測=Q負-Q投-Q發(fā)，其中Q負為負荷消耗的無功，不可控，Q投為振陽變所供變電站累計投入的電容量，完全可控，Q發(fā)為小電廠發(fā)出的無功，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振陽變220kV母線電壓在213kV-235kV之間，110kV母線電壓在109kV-120kV之間，35kV母線電壓在34kV-37.45kV之間； 振陽變所供110kV、35kV變電站10kV母線電壓在10kV-10.7kV之間； 振陽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； 振陽變所供110kV、35kV變電站受進無功Q0。 目標函數(shù)：

9、 當(dāng)cos越下限時，應(yīng)投的電容量Q=Q測-P測tg0 當(dāng)cos越上限時，應(yīng)切的電容量Q=Q測-P測tg0 系統(tǒng)根據(jù)Q值，在設(shè)備狀態(tài)庫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、無功優(yōu)化、機組組合、經(jīng)濟負荷分配、配網(wǎng)優(yōu)化運行、優(yōu)化設(shè)計、電廠控制、負荷模型參數(shù)辨識等方面度有著廣泛的應(yīng)用。而對主變受電力率的控制目前并不多見，而受電力率和無功電壓的優(yōu)化運行和管理對電網(wǎng)的平安、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行具有重要意義。隨著電網(wǎng)規(guī)模的增大、大功率遠距離傳輸和負荷的增長，各級電網(wǎng)公司對受電力率和無功電壓問題愈來愈重視，國家電網(wǎng)公司近幾年也公布和更新了多個涉及無功電壓方面的技術(shù)原那么和管理規(guī)定。2005年江蘇省電力調(diào)度中心為加強江蘇電網(wǎng)的無功電壓管理，進一步改善電壓質(zhì)量，提高電網(wǎng)的平安、經(jīng)濟運行水平，根據(jù)國務(wù)院頒發(fā)的?電網(wǎng)調(diào)度管理條例?、原能源部頒發(fā)的?電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)那么?、國網(wǎng)公司公布的?國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無功電力管理規(guī)定?和?國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)無功補償配置技術(shù)原那么?等相關(guān)技術(shù)標準和管理規(guī)定，結(jié)合江蘇電網(wǎng)的實際情況，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)過這幾年的實施，江蘇電網(wǎng)中各220kV變電站的電壓水平、受電力率明顯提高，