橫縣220kV電網(wǎng)無功補(bǔ)償方案研究

金晶

關(guān)鍵詞：電網(wǎng);電壓;無功補(bǔ)償

1橫縣無功補(bǔ)償建設(shè)現(xiàn)狀

我們分析了橫縣電網(wǎng)，根據(jù)《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》對(duì)橫縣電網(wǎng)無功建設(shè)進(jìn)行分析，按照無功損耗10%-15%設(shè)置補(bǔ)償電容器的容量在變壓器最大負(fù)荷時(shí)，以就地平衡為主。根據(jù)《導(dǎo)則》的要求在做無功平衡時(shí)，用戶消耗的部分無功得到補(bǔ)償要同時(shí)被考慮，在電壓低的變電站一些用戶消耗的無功負(fù)荷要多補(bǔ)償，在電壓高的變電站一些用戶消耗的無功負(fù)荷要少補(bǔ)償。根據(jù)以上原則，逐年增加無功補(bǔ)償電容器，目前無功補(bǔ)償度在橫縣電網(wǎng)的為60%。由于橫縣市區(qū)負(fù)荷重并且遠(yuǎn)離電源點(diǎn)，因此無功電源建設(shè)側(cè)重于橫縣市區(qū)。

由于大量的無功補(bǔ)償電容器在橫縣得到裝設(shè)，橫縣市區(qū)不但沒有因?yàn)殡x電源點(diǎn)又遠(yuǎn)和負(fù)荷重而出現(xiàn)電壓低的現(xiàn)象，反而由于在調(diào)度運(yùn)行上投入電容器在高峰負(fù)荷時(shí)，退出電容器在低谷負(fù)荷時(shí)，使得無功負(fù)荷平穩(wěn)在橫縣市區(qū)，電壓也穩(wěn)定。市區(qū)220kV變電站的220kV母線電壓都在217-233kV之間，波動(dòng)范圍只有7%左右。

2無功潮流計(jì)算及無功電壓分析

橫縣220kV電網(wǎng)的無功潮流情況如下，橫縣500kV變電站向沙田變供出的無功負(fù)荷為110Mvar，功率因數(shù)0.945，其中70%輸送至五一變電站。正常情況下五一變功率因數(shù)為0.945以上，其所需要的有功功率有一半來自林村變，來自林村變的無功電力則較少，大部分無功功率要由沙田變供出，主要原因是大化電廠無功出力較少，由于五一變電容器投運(yùn)率不高，也有一些影響。西部百色一帶主要是祥周變、隆林變補(bǔ)償不足，見圖1橫縣市區(qū)及百色電網(wǎng)220kV系統(tǒng)潮流圖。

基本情況如上所述，橫縣電網(wǎng)大部分變電站功率因數(shù)都在0.95以上，符合《電力系統(tǒng)電壓和無功電力管理?xiàng)l例》和《電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無功電力管理規(guī)定（試行）））的要求。也有部分變電站達(dá)不到要求，以下按照220kV變電站分片分析：

（1）能夠可靠滿足無功功率需求的變電站為沙坡變、馬頭變、瑯東變。由馬頭變供電的110KV大新變、平馬變、平果變、隆安變無功補(bǔ)償不足，但由于大化電廠與馬頭變構(gòu)成電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，有一部分無功負(fù)荷通過大馬112線路送入，因此功率因數(shù)高;沙坡變由于負(fù)荷輕，裝設(shè)的無功補(bǔ)償電容器多，因此功率因數(shù)也高，但由其供電的負(fù)荷是銀海鋁、電鐵和地方夏售負(fù)荷，受電鐵負(fù)荷的影響，其無功負(fù)荷和電壓都有較大波動(dòng);瑯東變由于按照主變壓器容量的20%裝設(shè)了足夠的無功補(bǔ)償電容器，由其供電的各級(jí)變電站均是市區(qū)變電站，除城東變無功補(bǔ)償不足外，七一變、津頭變、茅橋變、南湖變無功補(bǔ)償都符合就地平衡的要求，因此功率因數(shù)也高。以上3個(gè)220KV變電站無功負(fù)荷可以完全實(shí)現(xiàn)就地平衡。

（2）基本能夠?qū)崿F(xiàn)無功負(fù)荷就地平衡的變電站為林村變、沙田變、五一變。這三個(gè)變電站均是市區(qū)變電站，其下級(jí)110KV變電站的無功補(bǔ)償電容器安裝較多，但由于用戶的無功負(fù)荷未能實(shí)現(xiàn)就地平衡，導(dǎo)致220KV側(cè)功率因數(shù)只有0.95左右。

（3）無功補(bǔ)償不足的變電站有石西變、安城變、隆林變、祥周變。石西變、安城變己經(jīng)安排資金于今年解決;隆林變因?yàn)橹惫┯脩糌?fù)荷大，直供用戶的功率因數(shù)按照合同的約定只有0.9，大部分無功負(fù)荷要由變電站補(bǔ)償，因此整片功率因數(shù)較低;祥周變位于田東電廠旁邊，在建設(shè)時(shí)未裝設(shè)無功補(bǔ)償電容器，投產(chǎn)后實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，田東電廠只發(fā)有功不發(fā)無功，同時(shí)由其供電的靖西、德保、湖潤(rùn)一帶無功補(bǔ)償均不足，造成功率因數(shù)極低。

3電網(wǎng)無功補(bǔ)償方案

3.1按電壓原則進(jìn)行補(bǔ)償

并聯(lián)補(bǔ)償是最基本的要求：滿足基本需要的無功功率負(fù)載，電壓運(yùn)行在規(guī)定的范圍內(nèi)，以保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。當(dāng)輸電線路電壓和22 okv，母線電壓一般不宜超過額定電壓的10%。因此，各級(jí)電網(wǎng)發(fā)送端允許10%的電壓降。線下降較大，更無功功率。使用的發(fā)電機(jī)無功功率容量，根據(jù)電壓無功補(bǔ)償?shù)脑?，可以讓線傳輸更多的無功功率。這一原則適用于無功補(bǔ)償容量越少，不能基于原則的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償電力系統(tǒng)的要求。根據(jù)電壓補(bǔ)償?shù)脑瓌t，更在電網(wǎng)無功功率流和流動(dòng)距離的增加，電網(wǎng)有功損耗將會(huì)增加。

3.2按經(jīng)濟(jì)原則進(jìn)行補(bǔ)償

在電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償設(shè)備、電網(wǎng)運(yùn)行和管理水平的情況下，并聯(lián)有源無功補(bǔ)償應(yīng)按減少功率損耗和年度成本最低賠償?shù)慕?jīng)濟(jì)原則和配置，分層平衡（本地分區(qū)。（330）500千伏和220千伏電網(wǎng)（110）之間的層，應(yīng)該努力提高功率因數(shù)，甚至沒有無功功率的交換。供電公司是一個(gè)平衡區(qū)域，可以使用一個(gè)500千伏變電站供電區(qū)域，35～220Kv變電站可以平衡作為一個(gè)單元，為了防止地區(qū)大量無功功率流。用戶的需求是最大的有效負(fù)載，功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.97～1.0。無功負(fù)載的變化和要求賠償能力調(diào)整平衡，不要發(fā)送到系統(tǒng)無功功率。