對縣級發(fā)電企業(yè)無功考核的幾點(diǎn)看法

唐義娜

（廣西桂水電力股份有限公司大新發(fā)電分公司，廣西崇左　532300）

對縣級發(fā)電企業(yè)無功考核的幾點(diǎn)看法

唐義娜

（廣西桂水電力股份有限公司大新發(fā)電分公司，廣西崇左532300）

針對目前小水電站，尤其是縣級發(fā)電企業(yè)，因受上網(wǎng)電壓影響無功上網(wǎng)電量不足，而小水電無功上網(wǎng)電量是電力系統(tǒng)考核小水電站電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，無功上網(wǎng)電量又直接與小水電的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行掛鉤。對這一問題筆者結(jié)合本企業(yè)的情況對小水電無功考核進(jìn)行分析，對小水電無功考核提出幾點(diǎn)建議和處理方法。

小水電無功考核分析研究

1　前言

多年來，縣級的發(fā)電企業(yè)都普遍面臨著在豐水期發(fā)電“黃金”季節(jié)無功負(fù)荷出力不足，發(fā)電電壓偏高這一現(xiàn)象。發(fā)電企業(yè)由于發(fā)電電壓高，并網(wǎng)點(diǎn)附近的電壓往往偏高，甚至造成附近低壓用戶的電器設(shè)備燒損，危及設(shè)備安全運(yùn)行，由于發(fā)電不能達(dá)到額定參數(shù)運(yùn)行，導(dǎo)致了硬性按照發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)值考核發(fā)電無功負(fù)荷不足，欠發(fā)無功功率被處罰數(shù)額較大，直接影響到發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，使本來盈利不強(qiáng)的發(fā)電企業(yè)成本增加。為促進(jìn)發(fā)電企業(yè)提升效益，針對這一問題，本文主要通過開展大新縣發(fā)電無功負(fù)荷與電網(wǎng)運(yùn)行電壓的調(diào)研，對大新縣電網(wǎng)和小水電的運(yùn)行分析，對小水電無功考核問題提出幾點(diǎn)看法。

2　現(xiàn)行小水電無功考核的情況

電力系統(tǒng)中大部分負(fù)載屬感性負(fù)載，如異步電動(dòng)機(jī)、變壓器等。這些負(fù)載在消耗有功電力（做功功率）的同時(shí)，還需感性無功電力（建立磁場功率）。這就要求發(fā)電機(jī)在向電網(wǎng)供給有功電力的同時(shí)，也要供給一定的無功電力，才能滿足電網(wǎng)需求。發(fā)電機(jī)在額定工況下，向電網(wǎng)供給有功電力和無功電力的比例是根據(jù)電力系統(tǒng)的需要而設(shè)計(jì)的，即確定設(shè)計(jì)額定工況下力率（功率因數(shù)）。C o s φ=P S S2=P2+Q2式中，Cosφ——功率因數(shù)；P——有功功率（kW）；Q——無功功率（kVar）；S——視在功率（kVA）。功率因數(shù)高，表示發(fā)電有功分量大，無功分量小；發(fā)電機(jī)容量能充分利用。反之，有功分量小，無功分量大，發(fā)電機(jī)容量不能充分利用。

根據(jù)廣西壯族自治區(qū)物價(jià)局文件《關(guān)于廣西各縣小水電與縣網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行的無功電量電價(jià)問題的通知》桂價(jià)工字【1997】199號規(guī)定，小水電上縣網(wǎng)的電量，力率按發(fā)電機(jī)銘牌規(guī)定考核；小水電用縣網(wǎng)的電量，力率按“電價(jià)手冊”規(guī)定進(jìn)行電費(fèi)調(diào)整計(jì)費(fèi)。因此一直以來，大網(wǎng)對小水電確定的力率考核標(biāo)準(zhǔn)為0.8（不得高于0.8）?？h供電公司對縣內(nèi)小水電也都是以發(fā)電機(jī)銘牌功率因數(shù)0.8的力率考核?？梢哉f為了充分發(fā)揮發(fā)、供、用電設(shè)備能力，提高供電質(zhì)量，減少電能損耗，挖掘無功潛力，加強(qiáng)無功管理的政策、規(guī)定，這是完全必要的。對較大用戶實(shí)行力率調(diào)整電費(fèi)，對部分離負(fù)荷中心較近的小水電站，枯水期間系統(tǒng)無功不足，電壓偏低的情況下，要小水電站多發(fā)些無功，努力做到無功功率就地平衡，這無論是從技術(shù)上還是從經(jīng)濟(jì)上對電網(wǎng)、電站都是可行的。但是，由于供電部門不考慮電網(wǎng)實(shí)際情況，片面強(qiáng)調(diào)規(guī)定小水電站都要按發(fā)電機(jī)銘牌超發(fā)無功容量，致使電網(wǎng)損耗增加，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓過高，無論對電網(wǎng)或電站運(yùn)行都是不利的。因?yàn)樾∷娏β士己?.8問題。可以說是歷史的問題，當(dāng)年無功補(bǔ)償電容不普及，無功主要來源是發(fā)電機(jī)，所以發(fā)電機(jī)的標(biāo)定功率因數(shù)是0.8。而今這么多年過去了，無功補(bǔ)償電容已經(jīng)普及了而且價(jià)格也低廉，每千乏30元，若用發(fā)電機(jī)發(fā)無功則需要3000元，所以無功就地補(bǔ)償就十分經(jīng)濟(jì)性了。所以，供電部門再按以前的模式對小水電無功的考核辦法就不是太合理了。

表1　

首先，對小水電站無功考核既不考慮系統(tǒng)是否缺少無功和電壓水平，也不考慮是豐水期還是枯水期，均按產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)的功率因數(shù)0.8考核。

其次，關(guān)于計(jì)量點(diǎn)，即無功考核點(diǎn)的問題，小水電站要負(fù)擔(dān)升壓變壓器的有功、無功電能損耗。少數(shù)電站還以變電所作為站、網(wǎng)的產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)，即電站除負(fù)擔(dān)升壓變的電能損耗外，還要負(fù)擔(dān)輸電線路的電能損耗。由于小水電站功率因數(shù)按產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)0.8考核，則發(fā)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行功率因數(shù)遠(yuǎn)低于額定功率因數(shù)0.8。而由于升壓變壓器及并網(wǎng)線路無功損耗較大，電力送至并網(wǎng)點(diǎn)時(shí)力率將大幅升高，發(fā)電機(jī)出口在額定工況下力率為0.8時(shí)，并網(wǎng)點(diǎn)力率將升至0.8以上，甚至更高。

綜上所述，可見，小水電并網(wǎng)點(diǎn)力率按0.8考核不合理，這是導(dǎo)致小水電無功賠償?shù)闹饕蛑弧?/p>

自供電部門對小水電實(shí)行無功考核以來，由于考核的不合理，幾乎使我縣所有并網(wǎng)小水電站每年都要賠償一定數(shù)量的無功電費(fèi)，直接影響小水電站的經(jīng)濟(jì)效益。僅以大新發(fā)電分公司為例，其無功賠償情況如表1：

3　電網(wǎng)無功負(fù)荷運(yùn)行的分析

電網(wǎng)電能運(yùn)行質(zhì)量的主要指標(biāo)之一是電壓的穩(wěn)定且在電力行業(yè)規(guī)定范圍內(nèi)運(yùn)行，運(yùn)行中電壓的穩(wěn)定、高低取決于電網(wǎng)無功功率的平衡，即電源端無功功率與用戶無功負(fù)荷兩方面的平衡。電源無功功率包括：①發(fā)電機(jī)發(fā)出的無功功率、②系統(tǒng)無功補(bǔ)償設(shè)備、③110kv及以上電壓架空線路及各級電壓電纜的充電功率、④從電力網(wǎng)外可能輸入的無功功率；而用戶無功負(fù)荷包括：①系統(tǒng)用戶無功負(fù)荷，主要是異步電動(dòng)機(jī)無功負(fù)荷、②線路和變壓器的無功損耗、③并聯(lián)電抗器消耗的無功功率。從用戶無功負(fù)荷的性質(zhì)看其電網(wǎng)在運(yùn)行中將會(huì)隨時(shí)變化，電網(wǎng)無功功率平衡點(diǎn)也會(huì)隨之變化，勢必使電源無功功率隨之變化；電源無功功率的構(gòu)成主要有電站或電源端和系統(tǒng)無功功率補(bǔ)償中隨著用戶設(shè)備的投退不斷的調(diào)整無功的輸出，以滿足電網(wǎng)無功功率的平衡；電網(wǎng)運(yùn)行中用戶無功負(fù)荷的大小由電網(wǎng)用戶負(fù)荷的性質(zhì)及負(fù)荷大小決定，因此電網(wǎng)負(fù)荷力率應(yīng)為隨著用電負(fù)荷性質(zhì)、容量大小而實(shí)時(shí)變化。從以上分析中可知保證電網(wǎng)電壓運(yùn)行質(zhì)量不應(yīng)以固定的力率來衡量電網(wǎng)的電壓運(yùn)行質(zhì)量，應(yīng)以電壓是否穩(wěn)定、是否在電力行業(yè)規(guī)定的范圍內(nèi)來保證電網(wǎng)電能質(zhì)量。

4　大新縣電網(wǎng)和小水電的運(yùn)行分析

4.1大新縣小水電基本概況

大新縣地處崇左市西南部，水利資源豐富。近年來，在政府各項(xiàng)優(yōu)惠政策鼓勵(lì)下，大新縣的小水電事業(yè)蓬勃發(fā)展，目前已經(jīng)建成并投運(yùn)的小型水電站20余個(gè)，總裝機(jī)容量6.4萬千瓦。其中屬廣西桂水電力股份有限公司大新發(fā)電分公司的小水電站有5座，分別為那岸電站（含5#、6#機(jī)組）、中軍潭電站（含3#機(jī)組）、格強(qiáng)電站、上利電站及碩龍電站，轄內(nèi)總裝機(jī)容量5.2萬千瓦，其余16座為私營小水電站，總裝機(jī)容量1.97萬千瓦。大新發(fā)電分公司所屬電站均以35kV電壓等級并網(wǎng)運(yùn)行，其余私營小水電站以10kV電壓等級并網(wǎng)運(yùn)行。這些小型水電站建設(shè)的迅猛發(fā)展對推動(dòng)大新縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展及對大電網(wǎng)的電力補(bǔ)充起到了很大的作用。

4.2大新縣電網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行情況

目前大新縣電網(wǎng)與廣西主電網(wǎng)有三個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)，整個(gè)供電區(qū)域分為城區(qū)、雷平、下雷三片，正常方式下分片區(qū)運(yùn)行。其中那岸電站3#、4#機(jī)組發(fā)電供往下雷片；那岸電站1#、2#機(jī)組、格強(qiáng)電站、上利電站發(fā)電供往城區(qū)片；中軍潭、碩龍電站發(fā)電供往雷平片。

針對解析出的要因，全體圈員以頭腦風(fēng)暴的方式進(jìn)行討論，開拓思路，進(jìn)行細(xì)化分析，擬定相應(yīng)的對策和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人后，就每一評價(jià)項(xiàng)目依可行性、重要性、迫切性3個(gè)指標(biāo)選定對策；評價(jià)方式為優(yōu)5分、可3分、差1分，共7人參與評分，總分為105分。根據(jù)80/20原則，84分以上為選定的實(shí)施對策。具體見表3。

大新縣供電電能質(zhì)量穩(wěn)定，在與大網(wǎng)220kv變電近區(qū)及大用戶供區(qū)的城北變、城南變、仁愛變中軍變等35kv電壓均為36kv，而堪圩及寶圩變這兩個(gè)用電容量小供區(qū)35kv電壓均為39kv；五個(gè)電站發(fā)電運(yùn)行電壓均在額定或調(diào)定的電壓以上運(yùn)行，功率因數(shù)除碩龍二級低于0.8外，其它4座電站均高于0.8，甚至在0.9以上。大網(wǎng)考核大新縣水利電業(yè)有限公司的力率為0.85，目前只有下雷片區(qū)功率因數(shù)是0. 83，略低于大網(wǎng)考核的0.85的要求，其余兩片區(qū)城區(qū)片和雷平片，均在0.9以上。從大新縣電網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析，電網(wǎng)電力電源有當(dāng)?shù)氐乃娬景l(fā)電和大網(wǎng)電力兩個(gè)電力電源同時(shí)向大新縣電網(wǎng)送電，受到兩個(gè)電力（電源）的調(diào)控影響。鄰近于大網(wǎng)220kv變電站的35kv變電站電壓如城北變、城南變、下雷仁愛變都穩(wěn)定于36kv運(yùn)行。發(fā)電站及變電站近區(qū)有大用電負(fù)荷的其電壓可穩(wěn)定略低于變壓器調(diào)定的額定值運(yùn)行如中軍潭電站、中軍變電站。離大網(wǎng)220kv變電站或大用電負(fù)荷較遠(yuǎn)的發(fā)電站和變電站其電壓比變壓器調(diào)定的額定值高如那岸電站為38kv、上利電站為40kv、碩龍電站39kv及堪圩、寶圩變電站39kv。

通過在那岸電站做加大無功負(fù)荷調(diào)整試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)運(yùn)行電壓均隨著提高，當(dāng)那岸電站發(fā)電機(jī)有功負(fù)荷為4000kw，無功負(fù)荷調(diào)到2500kvar時(shí)發(fā)電機(jī)端電壓升到6.9kv，35kv母線電壓升到39kv，那岸電站35kv母線作為碩龍、上利電站的發(fā)電輸電通道，從當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行的狀況要如果要提高發(fā)電機(jī)無功負(fù)荷，將導(dǎo)致電壓超額定電壓運(yùn)行，影響發(fā)電設(shè)備及電網(wǎng)的安全運(yùn)行，影響到上利、碩龍電站發(fā)電輸送運(yùn)行。

大新發(fā)電分公司所屬5座電站的并網(wǎng)點(diǎn)均為電壓等級為35kv的輸電電源點(diǎn)，電站發(fā)電機(jī)額定電壓為6.3kv，并網(wǎng)點(diǎn)輸送電壓額定值為35kv，該公司電站容量相對于電網(wǎng)用電容量而言容量很小，電站對電網(wǎng)電壓的調(diào)整幾乎沒起作用，一直受電網(wǎng)電壓的牽制，電網(wǎng)運(yùn)行電壓的高低受與電源點(diǎn)電壓及用電負(fù)載性質(zhì)的影響，根據(jù)多年的發(fā)電運(yùn)行記錄分析，在豐水期（5月—10月）電網(wǎng)電壓平均為38kv運(yùn)行，電站發(fā)電機(jī)組電壓平均在6.5kv運(yùn)行，從電壓運(yùn)行上分析電網(wǎng)電壓達(dá)到額定值及以上，電站也不必再爭發(fā)無功負(fù)荷，同時(shí)電站發(fā)電勵(lì)磁系統(tǒng)均為自動(dòng)調(diào)節(jié)，電壓超過額定值也自動(dòng)減小勵(lì)磁電流減少無功負(fù)荷，而且發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓過高影響設(shè)備的安全運(yùn)行，故電站在電網(wǎng)運(yùn)行電壓的情況下也不應(yīng)多發(fā)無功負(fù)荷促使電壓的進(jìn)一步過高而影響電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量。

5　對縣級發(fā)電企業(yè)無功考核的幾點(diǎn)意見和建議

從大新縣電網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行情況及電網(wǎng)無功負(fù)荷運(yùn)行的分析中得以結(jié)論：電網(wǎng)電壓運(yùn)行應(yīng)以電壓穩(wěn)定、且在電力行業(yè)規(guī)定的范圍內(nèi)運(yùn)行以保證電網(wǎng)電能質(zhì)量，不應(yīng)以固定的負(fù)荷力率作為電網(wǎng)的電壓運(yùn)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。確保電壓運(yùn)行質(zhì)量要以電網(wǎng)實(shí)際需要的無功功率進(jìn)行電源無功功率與用戶無功負(fù)荷的平衡以維護(hù)保持電壓的穩(wěn)定。在電網(wǎng)系統(tǒng)中大用戶都裝置有無功補(bǔ)償設(shè)備，進(jìn)行無功功率的補(bǔ)償，故對電源點(diǎn)要求的無功負(fù)荷不大，電源點(diǎn)的無功功率主要是對電網(wǎng)運(yùn)行中的無功損耗及其它小用戶所需的無功負(fù)荷，因此整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行中對電源點(diǎn)供應(yīng)的有功負(fù)荷與無功負(fù)荷不應(yīng)以固定比例要求，而是由電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)需要決定。而且供電區(qū)域無功補(bǔ)償管理較好，基本都能就地平衡，主變低壓側(cè)的負(fù)荷功率因數(shù)總體保持在較高范圍內(nèi)，基本都在0.95以上。此時(shí)如對轄區(qū)內(nèi)小水電站仍然按功率因數(shù)0.8或0.85考核，勢必增加電網(wǎng)內(nèi)的無功傳輸，同時(shí)引起延線電壓升高、線損增大等問題，因此，當(dāng)豐水期小水電滿載發(fā)電時(shí)，此時(shí)應(yīng)由電網(wǎng)調(diào)度根據(jù)實(shí)際情況提高功率因數(shù)的考核指標(biāo)，使無功功率就地平衡，避免大量的無功功率作遠(yuǎn)距離傳輸，減少損失、提高電壓質(zhì)量。

從調(diào)研中可以看出，盡管發(fā)電站發(fā)電機(jī)組發(fā)電功率因數(shù)都偏高，無功功率沒達(dá)到額定值，但電壓都在電力行業(yè)規(guī)定范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，電網(wǎng)無功功率已達(dá)到平衡運(yùn)行，在加大發(fā)電機(jī)無功功率時(shí)發(fā)電機(jī)端電壓及35kv母線電壓隨著升高，說明此時(shí)電網(wǎng)無功功率過剩。由于大新縣電網(wǎng)的電源點(diǎn)由當(dāng)?shù)匕l(fā)電站及大網(wǎng)的變電站組成，根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行對電源點(diǎn)無功負(fù)荷的需求，當(dāng)?shù)匕l(fā)電站和大網(wǎng)變電站應(yīng)按電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際對電源點(diǎn)的無功功率需求來提供無功負(fù)荷，為此為了確保電網(wǎng)電壓運(yùn)行的穩(wěn)定及保證電壓在電力行業(yè)規(guī)定的范圍內(nèi)運(yùn)行，促進(jìn)發(fā)電與電網(wǎng)安全、和諧發(fā)展，對發(fā)電站無功功率的考核筆者有如下幾點(diǎn)建議：

一是加強(qiáng)縣級電網(wǎng)的電力調(diào)度，努力提高現(xiàn)有調(diào)度人員的業(yè)務(wù)技術(shù)素質(zhì)。

三是小水電站應(yīng)千方百計(jì)盡快將高損耗變壓器更換為低損耗變壓器。

四是小水電機(jī)組停發(fā)時(shí)應(yīng)將升壓變壓器及時(shí)從電網(wǎng)中解列，退出運(yùn)行，以減少變壓器空載電能損耗。

五是距負(fù)荷中心較近的小水電站，如我縣中軍潭水電站等總裝機(jī)500KW以上的小水電站，當(dāng)縣電網(wǎng)無功功率不足時(shí)（尤其是在枯水期或機(jī)組有功出力不足時(shí)），縣電網(wǎng)可調(diào)度這類電站多發(fā)些無功功率，并由供電部門付費(fèi)電站一定的無功電費(fèi)。

六是以月電量進(jìn)行對無功的考核。

七是以變電站35kv母線電壓為參考值：⑴當(dāng)母線電壓小于35kv時(shí)，以發(fā)電站發(fā)電機(jī)名牌功率因數(shù)對發(fā)電站輸送電量進(jìn)行考核。⑵當(dāng)母線電壓等于或大于35kv時(shí)，以大網(wǎng)對縣網(wǎng)的用電考核力率進(jìn)行考核多拉大網(wǎng)的無功電量Q網(wǎng)與發(fā)電站發(fā)電機(jī)額定力率進(jìn)行考核所欠發(fā)達(dá)無功電量Q發(fā)比較，當(dāng)Q網(wǎng)＞Q發(fā)，則對發(fā)電站力率考核為發(fā)電站欠發(fā)無功電量為Q發(fā)；當(dāng)Q網(wǎng)＜Q發(fā)，則對發(fā)電站力率考核為發(fā)電站欠發(fā)無功電量為Q網(wǎng)。

［1］周文強(qiáng).小水電無功電量不足的分析與對策［M］.中國電力網(wǎng)，2008.