區(qū)域電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案研究與分析

王文利

摘要：本文結(jié)合本地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀，對(duì)輸電線路、變電站、配電線路的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行存在問題進(jìn)行分析，有針對(duì)性地提出相應(yīng)解決方案，確保區(qū)域電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行。電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行降損措施經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng); 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行; 研究; 分析

引言

降損節(jié)能是當(dāng)今電力企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的主題，電網(wǎng)及電力設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)降損節(jié)能的重要措施。但是由于保電和供電可靠性等因素，電網(wǎng)運(yùn)行往往更側(cè)重安全可靠運(yùn)行，忽視經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

輸電線路、變電站、10kV配電線路均存在影響電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的因素。

必須采取措施降損節(jié)能，提高電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須結(jié)合電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度。

1 區(qū)域電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及其影響因素

電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是指電網(wǎng)在發(fā)電成本供電成本低或網(wǎng)損最小的情況下運(yùn)行。充分利用現(xiàn)有的設(shè)備、元件，不投資或有較少的投資，選取最佳運(yùn)行方式、調(diào)整負(fù)荷、提高功率因數(shù)，在傳輸相同電量的基礎(chǔ)上，達(dá)到降低系統(tǒng)損耗，不斷提高經(jīng)濟(jì)效益。

本區(qū)域電網(wǎng)以10kV、 35kV 和110kV為主，電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行主要受到電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)接線方式、電網(wǎng)運(yùn)行方式、輸電線路經(jīng)濟(jì)電流密度、電力設(shè)備及線路的允許電流、電壓質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)負(fù)載率、電網(wǎng)負(fù)荷變化、天氣變化、季節(jié)變化等因素影響。

相對(duì)來說，電力系統(tǒng)中變壓器產(chǎn)生的電能損耗比例很大，由于當(dāng)前大部分的變壓器及其供電系統(tǒng)都在自然狀態(tài)下運(yùn)行，變壓器不一定運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)區(qū)間，必須通過各種技術(shù)措施來降低變壓器的損耗。各種原因?qū)е伦冸娬局髯儔浩鳎ㄒ韵潞?jiǎn)稱主變）的損耗擴(kuò)大，“大馬拉小車”現(xiàn)象仍然存在。

“卡脖子”、供電半徑過長(zhǎng)等問題不但影響供電的安全和質(zhì)量，也影響電力線路損耗。10kV線路紛繁交錯(cuò)，配電變壓器的安裝位置及線路電壓等級(jí)偏低等均影響電力線路經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2 區(qū)域電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案

電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行必須在保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的前提下進(jìn)行。結(jié)合本地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀，從輸電線路、變電站、10kV配電線路的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行特點(diǎn)出發(fā)，提出如下方案。

2.1 輸電線路經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案

“卡脖子”或“瓶頸”現(xiàn)象、供電半徑過長(zhǎng)等問題是影響輸電線路經(jīng)濟(jì)運(yùn)行重要因素，不但影響供電的安全和質(zhì)量，也影響電力線路損耗。合理規(guī)劃輸電線路，經(jīng)過計(jì)算經(jīng)濟(jì)電流密度，不斷取消“卡脖子”或“瓶頸”現(xiàn)象，提高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率;優(yōu)化輸電線路繼電保護(hù)，不斷調(diào)整允許電流，避免輸電線路出現(xiàn)重載或過載運(yùn)行。

對(duì)于雙電源變電站的輸電線路，在設(shè)計(jì)輸電線路時(shí)，應(yīng)根據(jù)允許電流大小，線路供電半徑長(zhǎng)度等因素選用合適導(dǎo)線截面和確定線路路徑，確定其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。優(yōu)選距離短、阻抗小的線路為主供線路，選距離長(zhǎng)、阻抗大的線路為備用線路。

雙回線路供電時(shí)兩條線路并列運(yùn)行是最經(jīng)濟(jì)的，其次也能增加供電可靠性。（如圖）

其方法是輸電線路選用雙回路架設(shè)方式且分別連接在兩側(cè)變電站不同段母線上，可實(shí)現(xiàn)兩條輸電線路靈活并列運(yùn)行。

最后，結(jié)合輸電線路的放射式、干線式、鏈?zhǔn)?、環(huán)式、兩端供電式的接線方式，優(yōu)化故障或夏季高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的特殊運(yùn)行方式，不斷提高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2.2 變電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案

變電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行在區(qū)域電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中占很大比重。結(jié)合實(shí)際，采取進(jìn)行無(wú)功電壓管理、合理安排變電站的運(yùn)行方式等措施保證變電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2.2.1 無(wú)功電壓管理

按照本區(qū)域電網(wǎng)電壓合格范圍，對(duì)變電站的電壓監(jiān)測(cè)值進(jìn)行核對(duì)或調(diào)整，充分發(fā)揮設(shè)備利用效率，在確保電壓合格并滿足設(shè)備額定運(yùn)行條件的情況下，保證電壓在上限運(yùn)行，密切監(jiān)視電壓變化。

電容器的投入量以就地補(bǔ)償本站無(wú)功但不向系統(tǒng)倒送為原則，最大限度地滿足無(wú)功就地平衡，同時(shí)保證電壓在合格范圍內(nèi)。

電容器的投切應(yīng)與有載調(diào)壓變壓器抽頭調(diào)整合理配合，當(dāng)電壓偏低超限時(shí)，投電容器，若電容器全部投入后電壓仍偏低，再調(diào)整主變分接頭提高電壓;當(dāng)電壓偏高越限時(shí)，應(yīng)首先調(diào)整主變分接頭至電壓合格，若分接頭調(diào)整至盡頭電壓仍偏高，再逐組切除電容器直至電壓合格。加強(qiáng)35kV —110kV變電站母線電壓的監(jiān)視，防止越限。

調(diào)度機(jī)構(gòu)按照給定的電壓合格范圍監(jiān)控變電站無(wú)功電壓的運(yùn)行，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保證系統(tǒng)無(wú)功電壓優(yōu)化運(yùn)行。注意變壓器有載調(diào)壓分接開關(guān)每天調(diào)節(jié)次數(shù)，每天不能超過6次，每調(diào)節(jié)一個(gè)分接頭為一次，每次間隔時(shí)間不少于1分鐘。

2.2.2 合理安排變電站的運(yùn)行方式

根據(jù)電網(wǎng)季節(jié)性負(fù)荷特征和系統(tǒng)潮流分布，及時(shí)調(diào)整運(yùn)行方式，降低電網(wǎng)線損，提高電網(wǎng)電壓質(zhì)量，減少電網(wǎng)穿越功率。合理配置無(wú)功補(bǔ)償裝置，降低因無(wú)功容量不足導(dǎo)致的線損電量升高。

按備用變、負(fù)載變化規(guī)律、臺(tái)數(shù)組合等因素，優(yōu)先考慮技術(shù)特性優(yōu)及并、分列經(jīng)濟(jì)的變壓器運(yùn)行方式。根據(jù)變電站及母線接線方式，合理調(diào)配主變的并列與分列的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。

35kV變電站約占本區(qū)域電網(wǎng)變電站總數(shù)的80%。35kV變電站的接線方式不同決定本站運(yùn)行方式的不同，主變的臺(tái)數(shù)、容量搭配、調(diào)壓類別等均不相同。單臺(tái)主變運(yùn)行時(shí)，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效果較差。對(duì)于有兩臺(tái)主變的變電站，由于變壓器的技術(shù)特性存在差別，以及變壓器的有功損耗和無(wú)功損耗隨著負(fù)荷成非線性變化。

根據(jù)變電站允許電流規(guī)定，適時(shí)調(diào)整#1主變或#2主變并列運(yùn)行還是分裂運(yùn)行，甚至單臺(tái)運(yùn)行。例如，當(dāng)35kV變電站主變?nèi)萘繛?M+10M時(shí)，當(dāng)允許電流大于或等于規(guī)定最小值且小于規(guī)定最大值時(shí)，10M主變單臺(tái)運(yùn)行;小于規(guī)定最小值時(shí)，5M主變單臺(tái)運(yùn)行。

變壓器由于使用范圍較廣，根據(jù)不同的運(yùn)行方式與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，需要考慮一些特殊的運(yùn)行方式，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。如三繞組與雙繞組并列、兩側(cè)并列與另一側(cè)分列及負(fù)載有備用電源等等不同的組合運(yùn)行方式，達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。例如，110kV變電站兩臺(tái)主變高壓側(cè)并列運(yùn)行，1#主變（大容量）帶全站35kV負(fù)荷運(yùn)行;2#主變（小容量）帶全站10kV負(fù)荷運(yùn)行。

2.3 配電線路經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案

配電線路應(yīng)該采取最佳運(yùn)行方式使其損耗達(dá)到最小，如通過互為備用線路、手接手線路、環(huán)網(wǎng)線路、并聯(lián)線路、雙回線路等是可以達(dá)到的。按經(jīng)濟(jì)功率的分布選擇網(wǎng)絡(luò)的斷開點(diǎn);環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)，按經(jīng)濟(jì)功率的分布選擇網(wǎng)絡(luò)的斷開點(diǎn)。合理調(diào)整配電線路的聯(lián)絡(luò)方式。必要時(shí)，可以進(jìn)行帶電作業(yè)，減少線路停電時(shí)間。

最后，編制合理調(diào)度計(jì)劃與檢修計(jì)劃，做到不重不漏;優(yōu)化故障或夏季高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的特殊運(yùn)行方式。

3 區(qū)域電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案的實(shí)施

電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)密切相關(guān)，調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行情況，及時(shí)進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行方式、電壓運(yùn)行、電流大小、母線電壓、電網(wǎng)潮流監(jiān)測(cè);及時(shí)調(diào)整電壓質(zhì)量，及時(shí)投切電容器，遠(yuǎn)程操作各類變電設(shè)備、開關(guān)，確保其在最優(yōu)的運(yùn)行方式下經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

其次，電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度是以電網(wǎng)安全運(yùn)行調(diào)度為基礎(chǔ)，以降低電網(wǎng)損耗為目標(biāo)的調(diào)度方式;實(shí)施全面電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的調(diào)度方式。

結(jié)束語(yǔ)

電網(wǎng)的各類損耗是可以通過一些有效的措施來降低，使電網(wǎng)達(dá)到最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高經(jīng)濟(jì)效益。因此在電力系統(tǒng)中推廣電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行降損措施，其節(jié)電潛力巨大，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有現(xiàn)實(shí)意義。

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