对县级发电企业无功考核的几点看法

唐义娜

【摘 要】针对目前小水电站，尤其是县级发电企业，因受上网电压影响无功上网电量不足，而小水电无功上网电量是电力系统考核小水电站电能质量的重要指标，无功上网电量又直接与小水电的经济运行挂钩。对这一问题笔者结合本企业的情况对小水电无功考核进行分析，对小水电无功考核提出几点建议和处理方法。

【关键词】小水电 无功考核 分析 研究

1 前言

多年来，县级的发电企业都普遍面临着在丰水期发电“黄金”季节无功负荷出力不足，发电电压偏高这一现象。发电企业由于发电电压高，并网点附近的电压往往偏高，甚至造成附近低压用户的电器设备烧损，危及设备安全运行，由于发电不能达到额定参数运行，导致了硬性按照发电机额定功率因数值考核发电无功负荷不足，欠发无功功率被处罚数额较大，直接影响到发电企业的经济效益，使本来盈利不强的发电企业成本增加。为促进发电企业提升效益，针对这一问题，本文主要通过开展大新县发电无功负荷与电网运行电压的调研，对大新县电网和小水电的运行分析，对小水电无功考核问题提出几点看法。

2现行小水电无功考核的情况

电力系统中大部分负载属感性负载，如异步电动机、变压器等。这些负载在消耗有功电力（做功功率）的同时，还需感性无功电力（建立磁场功率）。这就要求发电机在向电网供给有功电力的同时，也要供给一定的无功电力，才能满足电网需求。发电机在额定工况下，向电网供给有功电力和无功电力的比例是根据电力系统的需要而设计的，即确定设计额定工况下力率（功率因数）。Cosφ=PS S2=P2+Q2式中，Cosφ——功率因数；P——有功功率（kW）；Q——无功功率（kVar）；S——视在功率（kVA）。功率因数高，表示发电有功分量大，无功分量小；发电机容量能充分利用。反之，有功分量小，无功分量大，发电机容量不能充分利用。

根据广西壮族自治区物价局文件《关于广西各县小水电与县网并网运行的无功电量电价问题的通知》桂价工字【1997】199号规定，小水电上县网的电量，力率按发电机铭牌规定考核；小水电用县网的电量，力率按“电价手册”规定进行电费调整计费。因此一直以来，大网对小水电确定的力率考核标准为0.8（不得高于0.8）。县供电公司对县内小水电也都是以发电机铭牌功率因数0.8的力率考核。可以说为了充分发挥发、供、用电设备能力，提高供电质量，减少电能损耗，挖掘无功潜力，加强无功管理的政策、规定，这是完全必要的。对较大用户实行力率调整电费，对部分离负荷中心较近的小水电站，枯水期间系统无功不足，电压偏低的情况下，要小水电站多发些无功，努力做到无功功率就地平衡，这无论是从技术上还是从经济上对电网、电站都是可行的。但是，由于供电部门不考虑电网实际情况，片面强调规定小水电站都要按发电机铭牌超发无功容量，致使电网损耗增加，发电机机端电压过高，无论对电网或电站运行都是不利的。因为小水电力率考核0.8问题。可以说是历史的问题，当年无功补偿电容不普及，无功主要来源是发电机，所以发电机的标定功率因数是0.8。而今这么多年过去了，无功补偿电容已经普及了而且价格也低廉，每千乏30元，若用发电机发无功则需要3000元，所以无功就地补偿就十分经济性了。所以，供电部门再按以前的模式对小水电无功的考核办法就不是太合理了。

首先，对小水电站无功考核既不考虑系统是否缺少无功和电压水平，也不考虑是丰水期还是枯水期，均按产权分界点的功率因数0.8考核。

其次，关于计量点，即无功考核点的问题，小水电站要负担升压变压器的有功、无功电能损耗。少数电站还以变电所作为站、网的产权分界点，即电站除负担升压变的电能损耗外，还要负担输电线路的电能损耗。由于小水电站功率因数按产权分界点0.8考核，则发电机实际运行功率因数远低于额定功率因数0.8。而由于升压变压器及并网线路无功损耗较大，电力送至并网点时力率将大幅升高，发电机出口在额定工况下力率为0.8时，并网点力率将升至0.8以上，甚至更高。

综上所述，可见，小水电并网点力率按0.8考核不合理，这是导致小水电无功赔偿的主要原因之一。

自供电部门对小水电实行无功考核以来，由于考核的不合理，几乎使我县所有并网小水电站每年都要赔偿一定数量的无功电费，直接影响小水电站的经济效益。仅以大新发电分公司为例，其无功赔偿情况如表1：

3电网无功负荷运行的分析

电网电能运行质量的主要指标之一是电压的稳定且在电力行业规定范围内运行，运行中电压的稳定、高低取决于电网无功功率的平衡，即电源端无功功率与用户无功负荷两方面的平衡。电源无功功率包括：①发电机发出的无功功率、②系统无功补偿设备、③110kv及以上电压架空线路及各级电压电缆的充电功率、④从电力网外可能输入的无功功率；而用户无功负荷包括：①系统用户无功负荷，主要是异步电动机无功负荷、②线路和变压器的无功损耗、③并联电抗器消耗的无功功率。从用户无功负荷的性质看其电网在运行中将会随时变化，电网无功功率平衡点也会随之变化，势必使电源无功功率随之变化；电源无功功率的构成主要有电站或电源端和系统无功功率补偿中随着用户设备的投退不断的调整无功的输出，以满足电网无功功率的平衡；电网运行中用户无功负荷的大小由电网用户负荷的性质及负荷大小决定，因此电网负荷力率应为随着用电负荷性质、容量大小而实时变化。从以上分析中可知保证电网电压运行质量不应以固定的力率来衡量电网的电压运行质量，应以电压是否稳定、是否在电力行业规定的范围内来保证电网电能质量。

4大新县电网和小水电的运行分析

4.1大新县小水电基本概况

大新县地处崇左市西南部，水利资源丰富。近年来，在政府各项优惠政策鼓励下，大新县的小水电事业蓬勃发展，目前已经建成并投运的小型水电站20余个，总装机容量6.4万千瓦。其中属广西桂水电力股份有限公司大新发电分公司的小水电站有5座，分别为那岸电站（含5#、6#机组）、中军潭电站（含3#机组）、格强电站、上利电站及硕龙电站，辖内总装机容量5.2万千瓦，其余16座为私营小水电站，总装机容量1.97万千瓦。大新发电分公司所属电站均以35kV电压等级并网运行，其余私营小水电站以10kV电压等级并网运行。这些小型水电站建设的迅猛发展对推动大新县经济发展及对大电网的电力补充起到了很大的作用。

4.2大新县电网基本结构和运行情况

目前大新县电网与广西主电网有三个并网点，整个供电区域分为城区、雷平、下雷三片，正常方式下分片区运行。其中那岸电站3#、4#机组发电供往下雷片；那岸电站1#、2#机组、格强电站、上利电站发电供往城区片；中军潭、硕龙电站发电供往雷平片。

大新县供电电能质量稳定，在与大网220kv变电近区及大用户供区的城北变、城南变、仁爱变中军变等35kv电压均为36kv，而堪圩及宝圩变这两个用电容量小供区35kv电压均为39kv；五个电站发电运行电压均在额定或调定的电压以上运行，功率因数除硕龙二级低于0.8外，其它4座电站均高于0.8，甚至在0.9以上。大网考核大新县水利电业有限公司的力率为0.85，目前只有下雷片区功率因数是0.83，略低于大网考核的0.85的要求，其余两片区城区片和雷平片，均在0.9以上。从大新县电网运行结构分析，电网电力电源有当地的水电站发电和大网电力两个电力电源同时向大新县电网送电，受到两个电力（电源）的调控影响。邻近于大网220kv变电站的35kv变电站电压如城北变、城南变、下雷仁爱变都稳定于36kv运行。发电站及变电站近区有大用电负荷的其电压可稳定略低于变压器调定的额定值运行如中军潭电站、中军变电站。离大网220kv变电站或大用电负荷较远的发电站和变电站其电压比变压器调定的额定值高如那岸电站为38kv、上利电站为40kv、硕龙电站39kv及堪圩、宝圩变电站39kv。

通过在那岸电站做加大无功负荷调整试验中发现运行电压均随着提高，当那岸电站发电机有功负荷为4000kw，无功负荷调到2500kvar时发电机端电压升到6.9kv，35kv母线电压升到39kv，那岸电站35kv母线作为硕龙、上利电站的发电输电通道，从当前电网运行的状况要如果要提高发电机无功负荷，将导致电压超额定电压运行，影响发电设备及电网的安全运行，影响到上利、硕龙电站发电输送运行。

大新发电分公司所属5座电站的并网点均为电压等级为35kv的输电电源点，电站发电机额定电压为6.3kv，并网点输送电压额定值为35kv，该公司电站容量相对于电网用电容量而言容量很小，电站对电网电压的调整几乎没起作用，一直受电网电压的牵制，电网运行电压的高低受与电源点电压及用电负载性质的影响，根据多年的发电运行记录分析，在丰水期（5月—10月）电网电压平均为38kv运行，电站发电机组电压平均在6.5kv运行，从电压运行上分析电网电压达到额定值及以上，电站也不必再争发无功负荷，同时电站发电励磁系统均为自动调节，电压超过额定值也自动减小励磁电流减少无功负荷，而且发电机机端电压过高影响设备的安全运行，故电站在电网运行电压的情况下也不应多发无功负荷促使电压的进一步过高而影响电网运行质量。

5对县级发电企业无功考核的几点意见和建议

从大新县电网基本结构和运行情况及电网无功负荷运行的分析中得以结论：电网电压运行应以电压稳定、且在电力行业规定的范围内运行以保证电网电能质量，不应以固定的负荷力率作为电网的电压运行质量标准。确保电压运行质量要以电网实际需要的无功功率进行电源无功功率与用户无功负荷的平衡以维护保持电压的稳定。在电网系统中大用户都装置有无功补偿设备，进行无功功率的补偿，故对电源点要求的无功负荷不大，电源点的无功功率主要是对电网运行中的无功损耗及其它小用户所需的无功负荷，因此整个电网运行中对电源点供应的有功负荷与无功负荷不应以固定比例要求，而是由电网运行的实时需要决定。而且供电区域无功补偿管理较好，基本都能就地平衡，主变低压侧的负荷功率因数总体保持在较高范围内，基本都在0.95以上。此时如对辖区内小水电站仍然按功率因数0.8或0.85考核，势必增加电网内的无功传输，同时引起延线电压升高、线损增大等问题，因此，当丰水期小水电满载发电时，此时应由电网调度根据实际情况提高功率因数的考核指标，使无功功率就地平衡，避免大量的无功功率作远距离传输，减少损失、提高电压质量。

从调研中可以看出，尽管发电站发电机组发电功率因数都偏高，无功功率没达到额定值，但电压都在电力行业规定范围内稳定运行，电网无功功率已达到平衡运行，在加大发电机无功功率时发电机端电压及35kv母线电压随着升高，说明此时电网无功功率过剩。由于大新县电网的电源点由当地发电站及大网的变电站组成，根据电网运行对电源点无功负荷的需求，当地发电站和大网变电站应按电网运行的实际对电源点的无功功率需求来提供无功负荷，为此为了确保电网电压运行的稳定及保证电压在电力行业规定的范围内运行，促进发电与电网安全、和谐发展，对发电站无功功率的考核笔者有如下几点建议：

一是加强县级电网的电力调度，努力提高现有调度人员的业务技术素质。

二是调查分析县电网无功负荷，搞好无功负荷测试和规划配置无功补偿电容器。

三是小水电站应千方百计尽快将高损耗变压器更换为低损耗变压器。

四是小水电机组停发时应将升压变压器及时从电网中解列，退出运行，以减少变压器空载电能损耗。

五是距负荷中心较近的小水电站，如我县中军潭水电站等总装机500KW以上的小水电站，当县电网无功功率不足时（尤其是在枯水期或机组有功出力不足时），县电网可调度这类电站多发些无功功率，并由供电部门付费电站一定的无功电费。

六是以月电量进行对无功的考核。

七是以变电站35kv母线电压为参考值：⑴当母线电压小于35kv时，以发电站发电机名牌功率因数对发电站输送电量进行考核。⑵当母线电压等于或大于35kv时，以大网对县网的用电考核力率进行考核多拉大网的无功电量Q网与发电站发电机额定力率进行考核所欠发达无功电量Q发比较，当Q网﹥Q发，则对发电站力率考核为发电站欠发无功电量为Q发；当Q网﹤Q发，则对发电站力率考核为发电站欠发无功电量为Q网。

参考文献：

[1] 周文强.小水电无功电量不足的分析与对策[M].中国电力网，2008.