應(yīng)用儲能解決配電變壓器過載方法研究

崔萌

摘 要：隨著我國地方經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會用電總量逐年攀升，導(dǎo)致縣級電力系統(tǒng)面臨著巨大的設(shè)備安全壓力，特別是供電負荷的不斷增擴，配電變壓器過載現(xiàn)象越來越嚴重，配電變壓器長期過載，導(dǎo)致了配電變壓器設(shè)備事故頻發(fā)。聚焦如何解決這一難題，文章以國網(wǎng)湖北省電力秭歸縣供電公司應(yīng)用儲能解決配電變壓器過載為例，試分析應(yīng)用儲能解決配電變壓器過載的方法。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用儲能;配網(wǎng);變壓器過載;實施效果

中圖分類號：TM421文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1674-1064（2021）07-018-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.07.009

供電企業(yè)在配電網(wǎng)上應(yīng)用儲能既是歷史使命也是歷史必然，構(gòu)建“源、網(wǎng)、荷、儲”四維融合互動新型電力系統(tǒng)是電力改革的必由之路?！皟Α北仨毷仟毩⒁环?，擺脫以前的依附性，才有資格、有能力與“源”“網(wǎng)”“荷”互動。當(dāng)前，應(yīng)用儲能要設(shè)立互動機制，讓儲能投資成為可獲利投資，這樣才能贏得資本的青睞，促進應(yīng)用儲能在配電網(wǎng)中的應(yīng)用。

1 開展配變滿載過載預(yù)警分析

為滿足廣大用電客戶正常用電需求，縣級供電公司應(yīng)定期組織人員開展重點臺區(qū)負荷測試，并將滿載過載配變改造作為常態(tài)化工作，每年要向上級部門爭取應(yīng)用儲能項目和施工儲能應(yīng)用資金，逐步改善電網(wǎng)“卡脖子”、電壓質(zhì)量差等突出問題。為此，縣級供電公司要將配電變壓器過載情況相關(guān)數(shù)據(jù)接入管理平臺，分析客戶用電行為，做好應(yīng)用儲能接入的工作準備，運用應(yīng)用儲能解決配電網(wǎng)變壓器過載減荷要求。

應(yīng)用儲能接入過程中，縣級供電公司要按照“做強主網(wǎng)、做優(yōu)配網(wǎng)、做實配電變壓器防過載”的工作思路，持續(xù)加大對配電網(wǎng)應(yīng)用儲能的投入，逐步優(yōu)化配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。但是，由于縣級供電公司配電網(wǎng)底子薄、電網(wǎng)基礎(chǔ)弱，針對配變重滿載、過載現(xiàn)象，供電企業(yè)要進行配變滿載過載預(yù)警分析，通過應(yīng)用儲能有效降低配電網(wǎng)滿載過載水平，提升配電變壓器過載防范效率。

應(yīng)用儲能時，能夠即時識別可能出現(xiàn)滿載過載的配變。秭歸縣供電公司在應(yīng)用儲能防止配變過載預(yù)警分析時，應(yīng)用儲能提高配電變壓器防過載技改效率，滿足配電變壓器過載負荷要求。配電網(wǎng)變壓器運用儲能時，應(yīng)按照輕重緩急安排好改造項目，因配變過載造成臺區(qū)電壓偏低的應(yīng)優(yōu)先安排。為了應(yīng)用儲能預(yù)防配電變壓器過載，供電公司要加強配網(wǎng)重點監(jiān)控確保配電變壓器健康運行[1]。

近年來，隨著秭歸縣經(jīng)濟社會不斷發(fā)展，用電客戶經(jīng)濟收入不斷增加，尤其是冬季用電高峰期，秭歸縣供電公司通過組織安排對所轄配變臺區(qū)進行“拉網(wǎng)式”排查，對可能超負荷的配變進行高峰電流測量及冬季負荷預(yù)測，形成全縣滿載過載配變明細表。同時，組織人員到現(xiàn)場勘查配變實際情況，據(jù)實統(tǒng)計所需各類材料物資，提前準備儲能物資，確保應(yīng)用儲能防止冬季出現(xiàn)燒毀配電變壓器的事故。

2 運用儲能防止配電變壓器過載

秭歸縣供電公司應(yīng)用儲能預(yù)防配電變壓器過載時，對配網(wǎng)三相不平衡進行了動態(tài)調(diào)整，夯實設(shè)備基礎(chǔ)。加強儲能通道運維，落實各項人防、技防措施，針對春夏樹木瘋長情況，加強運行監(jiān)測，避免配變燒毀故障。配網(wǎng)運行實施了監(jiān)測平臺、電采系統(tǒng)、PMS系統(tǒng)等技術(shù)手段加強運行監(jiān)測，負荷高峰時段需要執(zhí)行有序用電方案，通過應(yīng)用儲能有效地解決臺區(qū)滿載過載問題，提高供電能力和電能質(zhì)量，避免負荷高峰時期的頻繁搶修和投訴。

秭歸縣供電公司應(yīng)用儲能主要是針對年平均負載率低、春節(jié)及農(nóng)忙時期負荷短時大幅增長的這種特殊使用狀況，在保證電網(wǎng)滿足基本用電容量前提下，應(yīng)用儲能既能滿足小負荷長期用電的需求，又能兼顧過負荷短期用電的需求。應(yīng)用儲能使高過載能力配電變壓器具有節(jié)能、高效、環(huán)保、空載電流小、無功損耗低、抗突發(fā)短路能力強等特點。

高過載節(jié)能環(huán)保型變壓器”和“牽引變壓器綜合在線監(jiān)測及狀態(tài)檢修管理系統(tǒng)”具有過載能力強、綠色環(huán)保、低損耗的特點，填補了配電網(wǎng)變壓器過載領(lǐng)域的空白。應(yīng)用儲能設(shè)置在山區(qū)核心變壓器所在位置，是過載變壓器強心的“心臟”。相比傳統(tǒng)變電所和變壓器，應(yīng)用儲能可以完全滿足山區(qū)配電變壓器過載時安全可靠運行的能力。

應(yīng)用儲能時，一旦發(fā)現(xiàn)配電變壓器過載時，系統(tǒng)能夠智能分析、及時反饋，瞬時啟動儲能補償，減輕變壓器過載負荷，提高山區(qū)配電網(wǎng)運營安全可靠性。特別是山區(qū)處于負荷高峰時段，大功率用電設(shè)備經(jīng)常導(dǎo)致臺區(qū)電壓不穩(wěn)，變壓器出現(xiàn)過載，嚴重影響周邊居民生活用電。智能儲能裝置投運后，可在負荷高峰時段釋放低谷時段存儲的電能，提高臺區(qū)的供電能力，從而將臺區(qū)配電變壓器的高峰負荷降至重載以下，解決短時負荷過高導(dǎo)致的低電壓問題。

當(dāng)前，秭歸縣供電公司在山區(qū)配電網(wǎng)中應(yīng)用的儲能裝置是儲能裝置升級版。公司在應(yīng)用能儲裝置第一代樣機基礎(chǔ)上，持續(xù)開展技術(shù)攻關(guān)，確保升級版應(yīng)用儲能裝置各方面性能均有大幅提升，加強山區(qū)配電網(wǎng)的安全生產(chǎn)管理，徹底解決了山區(qū)配電變壓器重過載問題，防止配電網(wǎng)和配電設(shè)備超載、過載情況發(fā)生。

3 應(yīng)用儲能啟動山區(qū)配網(wǎng)超載治理，有效解決變壓器過載問題

應(yīng)用儲能預(yù)防山區(qū)配電網(wǎng)變壓器過載超載時，秭歸縣供電公司結(jié)合山區(qū)配電網(wǎng)的特點，開展負荷監(jiān)測工作，通過對CT變比、公變?nèi)萘窟M行現(xiàn)場核查，全面分析負載率數(shù)據(jù)曲線，多措并舉，治理配變超載、過載。公司安排專人每日對負控系統(tǒng)中，公變負載監(jiān)測數(shù)據(jù)進行抽調(diào)、分析，對近期出現(xiàn)的負載率超過90%的重過載配變進行重點。公司營銷部及時更改CT變比錯誤的配電變壓器，對確實存在重過載的配電變壓器安排調(diào)整計劃安裝儲能裝置，對公變臺區(qū)根據(jù)用戶設(shè)備容量進行較為合理的分網(wǎng)分流;運用儲能強化對配變超載、過載治理，提前改造有可能存在超載、過載的配變，著力改造低電壓、安全性差的配變臺區(qū)[2]。

建立健全營配協(xié)同工作機制，優(yōu)先把儲能裝置接入山區(qū)常過載的配電線路，對公變負載率高的線路進行實時監(jiān)測，嚴格控制儲能裝置接入，對轄區(qū)內(nèi)配電變壓器重載、過載隱患優(yōu)先進行排查治理。并要針對重負荷變壓器所出現(xiàn)的缺陷做出快速處理，強化對過載、重載配電變壓器維護和監(jiān)測。同時，公司要求運維人員對配電變壓器油位、高度、警示牌以及接地電阻、三相負荷平衡等做了詳細檢查，隨著山區(qū)配電網(wǎng)用電需求不斷增加，山區(qū)電網(wǎng)負荷增加導(dǎo)致配電網(wǎng)變壓器滿足過載現(xiàn)象時有發(fā)生。

在配電網(wǎng)應(yīng)用儲能改造中，秭歸縣供電公司全面梳理轄區(qū)內(nèi)配電變壓器過載情況，對重過載配電變壓器按照“輕、重、緩、急”的原則進行推磨式輪換，對即將拆下來的重載配電變壓器的狀態(tài)進行檢測，將可以繼續(xù)使用的重新分配管理，用于解決負荷較小的配電臺區(qū)，用小投入解決大問題。應(yīng)用儲能使高過載能力配電變壓器技術(shù)更加優(yōu)化，通過增加變壓器高、低壓繞組油道數(shù)量（即增加繞組散熱面積），降低繞組對油的溫升，防止變壓器過載后繞組局部過熱。通過應(yīng)用儲能來提高變壓器相關(guān)元件和絕緣部件的耐熱性能等，增強配電變壓器耐高溫能力，達到提高配電變壓器過載能力的設(shè)計方法。

當(dāng)前，儲能裝置過載保護推薦采用低壓塑殼斷路器。低壓塑殼斷路器既能帶負荷通斷電路，又能在短路、過負荷和低電壓（失壓）時自動跳閘。當(dāng)線路短路時，其過流脫扣線圈動作，使開關(guān)跳閘;如出現(xiàn)過負荷，串聯(lián)在一次線路中的加熱電阻絲加熱，通過雙金屬片彎曲，使開關(guān)跳閘。為提高系統(tǒng)容量儲能裝置應(yīng)兼具低成本、高效率、友好性。要搭配儲能變流器的大容量儲能一體化機，能夠通過虛擬同步機技術(shù)實現(xiàn)慣量響應(yīng)、一二次調(diào)頻調(diào)壓、調(diào)峰、平滑波動、預(yù)測補償?shù)榷喾N功能，能發(fā)揮出儲能的多價值疊加的特點，促進儲能系統(tǒng)LCOE成本降低[3]。

4 結(jié)語

秭歸縣供電公司在應(yīng)用儲能預(yù)防配電變壓器過載過程中，預(yù)先重點關(guān)注低壓線路和負荷的重載情況，應(yīng)用儲能來防止配電變壓大號過流燒壞和負荷開關(guān)頻繁跳閘的問題，通過應(yīng)用儲能來徹底解決配電變壓器滿載過載問題，確保電網(wǎng)安全可靠運行，秭歸縣供電公司結(jié)合負荷監(jiān)測工作，對CT變比、公變?nèi)萘窟M行現(xiàn)場核查，全面分析配電變壓器輸出功率負載率數(shù)據(jù)曲線，多措并舉，治理配變超載、過載。

參考文獻

[1] 楊海涯，王永江，杜建嵩.應(yīng)用儲能對預(yù)防配電變壓器過載的重要性[J].變壓器，2011（6）：54-56.

[2] 趙永春，張?zhí)煲唬?應(yīng)用儲能對預(yù)防配電變壓器過載研究[J].變壓器，2001（10）：32-34.

[3] 牟萬里，吳天河.應(yīng)用儲能對預(yù)防配電變壓器過載問題的分析[J].變壓器，1995（11）：28-30.