乌海电网电压无功优化研究

乌海电网电压无功优化研究

武艳丽

武艳丽华北电力大学电气与电子工程学院071003

摘要介绍了网络结构变化及特点；根据乌海电网无功电压的运行情况，分析电网无功电压的薄弱区域。提出优化无功潮流、提高电网电压稳定性的4种有效措施。文章指出，为满足电网无功按电压分层分区合理分配，提高系统电压质量，乌海电网必须抓紧开展无功优化的研究工作，建立电网电压稳定性分析模型，优化电网无功补偿配置方案和电压调整控制策略。

关键词电网无功功率电压稳定性乌海电网

近年来，乌海电网发展迅速，电网结构越来越复杂，使电网电压的调控难度越来越大。尤其在互联电网受端负荷中心的动态无功备用不足，且送电通道过于集中的情况下，更增加了发生电压崩溃事故的可能性和危害性。

1．网络结构变化及特点

截止到2010年上半年，乌海地区电网共投运直辖220kV变电站7座，主变16台，变电总容量2580MVA。用户自建220kV变电站2座，主变3台，变电总容量550MVA。共投运直辖110kV变电站15座，主变30台（含顺达站3、4号主变），变电总容量1105MVA（含顺达站3、4号主变的容量）。共投运直辖35kV变电站6座，主变12台，变电总容量85.65MVA。

2．无功补偿情况

各站无功补偿情况，截止到2010年6月底，我局直属各变电站无功补偿总容量为407.4Mvar（均为并联电容器）。无功补偿率为10.82%。以上成绩的取得，主要得益于电力公司和我局对无功电压工作的高度重视，加大了无功补偿的投入。新建或扩建的变电站都按照设计要求安装了足够容量的无功补偿装置。根据电力公司的文件要求，加大了高载能用户无功补偿的力度，要求高载能用户的功率因素必须在0.9以上，否则将优先限电或予以停电。正因为我局在这方面做了大量的工作，才达到现在的无功补偿规模。

3．容性补偿情况

4．2010年电网的电压情况

2010年，大负荷期间乌海电网，220kV电压最低值为106.88kV，出现在黄河变电站，黄河站的最大负荷为268.93MW；小负荷期间乌海电网220kV电压最低值为107.26kV，出现在黄河变电站，黄河站的最大负荷为197.07MW。

5．主网电压控制分析

2010年3月份以前乌海电网负荷比较低，发供电平衡情况较差，网内无功难以平衡，系统电压水平整体偏高，对全网电压合格率有所影响。3月份开始由于网内负荷相对升高，高峰负荷期间系统电压水平较低，乌海地区220kV主网络电压水平维持在220kV左右，110kV和35（6）kV侧电压通过调节主变分头和投入电容器基本维持在电压合格范围之内。

5.1存在的问题

目前乌海电网以下几个变电站的无功补偿率没有达到了国网公司要求的10－25％的下限要求，220kV顺达站无功补偿率为6％，220kV卧龙岗站无功补偿率为6.33％，110kV甘德尔站无功补偿率为5.25％，110kV乌兰站无功补偿率为6％，110kV新地站无功补偿率为7％，我局应尽快解决以上变电站无功补偿不足情况。我们将按照电业局制定的各项调整电压的具体措施，做好电容器的管理和投退以及适时调整变电站主变分接头，做到投切无功补偿装置与调整主变分头的有机配合，定期对电网的无功优化进行计算，对电网的运行方式进行研究，提出不足之处和改进措施。

5.2解决措施

（1）做好无功补偿和无功就地平衡工作。要优先按照无功分压分层就地平衡的原则，因地制宜作好无功补偿工作，所有高载能用户应补足无功。特别是对安装了电抗器的用户，由于压降增大，必须足额投入无功补偿装置。高载能用户力率达不到规定的要求其限期整改。

（2）切实保证电网电压质量。在电压合格范围之内尽量偏上限运行，降低由于电压低引起的线路有功功率损耗的上升。

（3）在电压合格允许范围内，尽量调整主变分头而保证电容器在投运状态，以提高功率因素，减少电网损耗。做到电网电压合格、功率因素达标的双满意。

（4）充分发挥电网新投运的无功电压、无功优化自动调节装置的作用，实现电网内无功自动补偿、电压自动调整，实现电网运行的最经济性，网损最小化。

5.3具体无功电压情况如下：

5.3.1

1月22日明珠站10kV侧的电压偏低，方式安排将明珠站1号主变的分头由II档调至I档，调节后明珠站10kV侧的电压在10.5kV左右，保证了明珠站的电压在合格范围之内。4月份以来乌海电网负荷增加迅速，最大负荷已达到1285MW，随着负荷的增加系统电压整体有些下降，但除五福站外其余220kV变电站电压均能保持在220kV以上，五福站电压为219kV，这就需要我们加大对系统无功的管理，保证各站电容器尽可能的投入运行。

5月份以来乌海电网负荷继续小幅增加，最大负荷已达到1381.6MW，负荷增加基本上是由于乌达地区用户的220kV宜化变和220kV君正变的负荷增长造成，由于系统电源充足，除对乌达地区220kV系统电压有些影响外，对整个系统电压影响不大。

5.3.2

由于乌海地区500kV网架结构并未完善，如果负荷继续增长，在局部地区会出现电压偏低现象，这就需要在无功补偿度不足的地区加装无功补偿装置。（包括变电站、用户）。如五福站、卧龙岗、顺达站、明珠站不满足电力系统无功补偿配置技术原则规定的要求。加强无功电压管理，使无功分压分层就地平衡，特别是该在能用户炉变容量越来越大，消耗系统无功很大，要求这些用户要足额加装电容器并能及时投入，避免高电压等级向下一电压等级输送大量无功功率。

5.3.3

由于巴乡站主变为无载调压，最近随着农灌负荷的增加，巴乡站10kV母线电压偏低，5月6日借着巴乡站春查停电机会，将巴乡站1#主变35kV侧分头由I档调至II档，满足了用户对电压的要求，对于部分变电站存在高电压和低电压并无法调整的情况，应通过改变电网运行方式或优化电网结构逐步解决。5月7日13:00时—5月23日11:24时西来峰站110kVII段母线及2#主变负荷倒至110kV卧西II回接带，原因就是因为伊盟局盘山变负荷倒至海电厂110kV海盘线运行后，造成海电厂110kV母线电压偏低，无法保证西来峰站用户电压质量而进行的方式调整。

5.3.4

6月份乌海电网负荷变化不大，与5月份负荷相比略有降低，最大负荷为1331.7MW。负荷变化不大的原因是一方面宜化负荷已全部生产，没有新增大负荷的接入，另一方面受国家节能减排等宏观政策的影响，有部分高载能负荷停产。由于负荷变化不大，对整个系统电压影响不大。7月份乌海电网负荷由于受高载能电价上调的影响，高载能负荷下降接近15万KW，但由于7月下旬海神电厂1#机停机小修，君正公司从网上多用负荷8万KW左右，全网负荷变化并不大，对整个系统电压影响不大，主网电压合格率较高。乌海地区500kV线路已经合环运行，网架结构进一步完善，对乌海地区整个系统的电压水平有较大的提高。但是无功是分层分区平衡，随着负荷有可能继续下降，在局部地区可能会出现电压偏高现象，这就需要对全网负荷加强监视，做好负荷预测工作。如五福站、宝山站、地区变、西来峰等高载能负荷集中的变电站，如有大量高载能同时停产，有可能造成母线电压偏高。

6．建议

（1）需要在无功补偿度不足的地区加装无功补偿装置。（包括变电站、用户）。如卧龙岗、顺达站、明珠站不满足电力系统无功补偿配置技术原则规定的要求。加强无功电压管理，使无功分压分层就地平衡，特别是该在能用户炉变容量越来越大，消耗系统无功很大，要求这些用户要足额加装电容器并能及时投入，避免高电压等级向下一电压等级输送大量无功功率。

（2）无功补偿的原则是分层基本平衡和分区基本就地平衡。分层平衡的重点是220kV及以上电力网络。分区平衡重点是110kV及以下的各级供电电压网络。目的是为了不经过输电线路或者变压器的感抗传输无功功率，以降低无功和有功损耗，同时提高枢纽点和用户电压质量。

（3）完善乌海电网无功、电压监测手段，通过自动化系统对母线电压、电容器投切、主变分头进行监视。

（4）加大现有变电站电容器设备管理，做到需要投入时能够及时投入，特别是五福站、宝山站、顺达站、黄河站高载能负荷集中地变电站，一旦负荷大幅增长，电压会下降很快。

（5）做好负荷高峰与低谷期间的电压调整工作。防止负荷低谷时电容器无法投入或强行投入时向系统反送无功。

（6）对于部分变电站存在高电压和低电压并无法调整的情况，应通过改变电网运行方式或优化电网结构逐步解决。

7．结束语

乌海电网近年来发展迅速，网架结构日趋合理，主网结构得到加强，稳定水平提高。但必须结合电力负荷快速增长的实际，重视和解决电网稳定、供电可靠性、供电能力和电网抵御自然灾害能力的问题，不断提高电网安全稳定运行水平，为社会经济发展和人民生活水平提供服务。

参考文献

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