影响地区电网经济运行的因素

方加林，时建锋

(云南电网公司曲靖供电局，云南 曲靖 655000)

1 前言

当前，节能减排、可持续发展已成为国内外关注的焦点［1］。电网经济运行就是要求在保证电网可靠运行和电能质量符合标准的前提下，尽量提高电能的传输和分配效率。本文从地区电网的现实考虑，分析了影响地区电网经济运行的因素，探讨了在传输相同电量、技术安全、经济合理的条件下，通过充分利用现有的设备、元件，不投资或有较少的投资，应用最佳的运行方式等可达到减少电网损耗目的综合应用措施。

2 影响地区电网经济运行的因素

2.1 变压器欠经济运行

变压器经济运行并非在额定状态下最经济，当与负荷的铜耗铁耗之和相等时才最经济，此时功率损耗最小，电能损耗最少，运行费用最低［2］。由于当前地区电网的变压器运行未经过细微的经济运算，即处于欠经济运行状态。如未根据电网运行方式或负荷情况及时调整变压器的运行方式。因此，实现变压器经济运行的目的有三:一是由于变压器损耗约占整个电力系统电能损耗的30%，可见减少损耗很有必要;二是变压器经济运行，可以大大提高使用寿命;三是节约能源。

2.2 未合理补偿电网无功需求

由于电网中的负荷大部分均为感性负荷，再加上电网中的各级变压器和线路也为感性，因此需向这些设备提供相应的无功功率。而在地区电网部分区域中还存在未合理补偿电网无功需求的现象，无功传输产生了大量功率损耗，大大影响了电网经济运行。

2.3 设备检修计划不合理

检修计划往往比较重视安全稳定，而相对忽视了经济运行。后果是由于检修计划间缺乏配合，产生了本可避免的电网损耗。地区电网工业用户较多，其对用电需求的改变，直接导致电网局部负荷的变化。在粗放型管理下，只看重电网整体下网负荷，而不区分单个工业用户负荷变化对局部电网经济运行带来的影响。如一个负荷较大的用户因生产季节性产品改变下网负荷，如果不改变电网运行方式，将导致电网设备在非经济运行方式下运行，电网损耗增加。

3 地区电网经济运行措施

3.1 变压器经济运行方式

在地区电网中，35 kV和110 kV电压等级变电站内普遍装设2台容量及型号相同的变压器，如图1所示。目前典型的运行方式是两台变压器并列运行。

图1 35 kV和110 kV电压等级变电站典型接线

由于变压器即使容量相同，损耗也不同。下面根据110 kV#1、#2主变单独运行和并列运行时的负荷与变压器的损耗特性曲线关系，分析变压器经济运行方式。主变单独运行的综合功率损耗为:

式中:P0为变压器的空载损耗;Pk为变压器的短路损耗;Se为变压器的额定容量;S为变压器的实际视在功率;

式中:SM就是此时两主变单独运行时的经济运行临界负载点。

假设两主变并列运行时，两台变压器的综合功率损耗为:

式中:SN就是此时两主变并列运行时的经济运行临界负载点。

假设ΔP1＜ΔP2，可以得出三种运行方式下的变压器负荷－功率损耗特性曲线，如图2。

图2 变压器负荷－功率损耗特性曲线

若#1、#2主变容量相同，在相同负荷情况下功率损耗也近似相同，变压器负荷－功率损耗特性曲线可简化为图3所示。

由图2、3可知在主变不过载情况下，可得表1两主变不同损耗情况下，单独运行与并列运行经济性分析表。

表1 两主变不同损耗情况下，单独运行与并列运行经济性分析表

由于一个变电站的负载根据该站的负荷性质有一定的规律，可以把一天负荷情况划分为高峰负荷时段和低谷负荷时段。在低谷负荷时段，在供电可靠性允许的情况下，可考虑将非主运行的变压器退出运行，转为热备用，以减少变压器损耗。在高峰负荷时段，可考虑将备用变压器投入运行。主运行变压器的选择可根据该站负荷大小选择损耗较小的变压器，而将损耗较大的变压器作为备用变压器。

3.2 合理补偿电网无功需求

合理补偿电网无功需求的原则是“总体平衡与局部平衡相结合;供电部门补偿与用户补偿相结合;集中补偿与分散补偿相结合，以分散为主;降损与调压相结合，以降损为主。”在地区电网中，如图1所示，地区电网110 kVLC变电站由双回线供电，线路较长，站内负荷较重，加之电容器补偿容量不足，电压和功率因数较低。由于在10 kV侧增设合适容量的补偿装置费用较低，此解决措施易于实现。当功率因数由提高到时，所需无功补偿容量为:

式中:P为最大负荷月的平均有功功率。cosφ、cosφ2为补偿前后的功率因数值。

那么当输送的有功功率不变时，功率因数从cosφ1提高到cosφ2，电网中有功负载损耗降低百分率为:

由此通过合理补偿电网无功需求，可减少无功功率在电网中的流动，降低线路和变压器等设备因输送无功功率造成的电能损耗，提高功率因数，达到电网降损的目的。

3.3 合理安排电网设备检修计划

在地区电网中，如图1所示，110 kV LC变电站由双回线供电，线路较长，站内负荷较重，加之电容器补偿容量不足，造成110 kV母线电压较低，负荷高峰期只有107.9 kV，10 kV母线电压只有9.6 kV。110 kV YLⅠ回线检修，110 kV LC站单回线供电，110 kV、10 kV母线电压越下限运行，功率因数降低，导致主变和10 kV出线损耗升高。

如果能降低用户负荷，就可以升高主变和10 kV出线电压、提升功率因数，使设备损耗降低。因此可以在用户负荷低谷时期安排检修，或在110 kV YLⅠ回线的情况下，安排主变、下一级调度管辖设备、或用户设备配合检修。这样检修间相互配合，不仅可以提高供电可靠性、避免设备重复停电，而且推动电网向经济运行方向发展。

3.4 加强工业用户负荷管理

按地区电网下网负荷变化，工业用户可分为稳定型用户、季节变化型用户、和随市场情况改变型用户。稳定型用户指全年平均下网负荷波动不大的用户。季节变化型用户指随季节性改变下网负荷的用户。随市场情况改变型用户指其生产产品随市场变化而临时改变下网负荷的用户。对工业用户负荷管理，就是加强工业用户用电的计划性，其下网负荷变化，电网运行方式能及时做出变化，以达到降低电网损耗的目的。第一种用户需关注，后两种用户需要加强管理。图1中110 kV LC变电站35 kV HF线供电的工业用户，其负荷对变电站主变影响较大，由于市场经济不景气，导致下网负荷剧减，此时若其两台主变中一台主变就能满足负荷需求的情况下，另外一台就可以处热备用;同时主变和线路也可在这段时间内安排检修。

4 结束语

以上研究了地区电网经济运行存在的问题，从变压器经济运行、合理补偿电网无功需求、合理安排设备检修计划和工业用户负荷管理等四方面措施进行了探讨，并在实际工作加以应用，减少了电网损耗，取得了很好效果。需关注的问题有:措施实施时，在电网运行方式改变前，需考虑满足电网安全稳定的需要，必要时要经过计算。调度部门编制检修计划时，需全面统筹安排生产、基建等部门计划，并要求其申请计划的准确性和全面性;需与下级电网检修或用户负荷情况变化形成互动，避免重复停电。

［1］周振起，王世勇，文静，等.电网节能环保经济调度系统方案设计研究 ［J］.华东电力，2010，38(1):51－53.

［2］胡景生.变压器能效与节电技术［M］.北京:机械工业出版社，2007:16－17.