浅析桂林电网无功电压管理

●张慧文

浅析桂林电网无功电压管理

●张慧文

桂林是著名的旅游城市，市区用电负荷的主要特点是工业负荷相对较少，居民用电负荷比较高，最重要的是景区照明负荷。桂林电网负荷受时段、季节、天气等外界因素影响很大，其负荷峰谷差很大，主要表现在天气炎热和寒冷时负荷达到最高，峰谷差加大、负荷率降低，电能质量也最难以控制。随着经济的发展、电网结构的复杂，为了满足用户对电压质量的要求，为了桂林电网的安全稳定运行，需更加合理地对无功进行补偿。桂林电网所辖范围包括桂林市及十二个县，截止2015年底网内共有110kV及以上变电站86座，广西电网直管县（临桂、灵川、永福、兴安、阳朔、郊供）变电站无功补偿容量为89.561Mvar，桂林电网110kV及以上变电站无功补偿容量共1093.528Mvar。

一、桂林电网无功电压的特点

桂林电网220kV母线电压长期处于较高水平运行，由于220kV长线路较多，产生大量的充电无功功率；水利资源丰富，小水电数量多，普遍存在容量小、无调节能力的特点，装机容量多达1200MW，基本无进相调节能力。

桂林网区由于500kV桂林站作为西电东送的支点，需要抬高500kV电压，相应较难考虑220kV电压对桂林网区的影响。故而，丰水期将造成桂林网区220kV系统电压长期偏高越限。桂林电网的无功电压有如下特点：丰水期时电压越上限和倒送无功，网区小水电资源充足，小水电的发电机组进相能力不足，造成大量的小水电在送出有功时也送出相应量的无功，无法本地消耗而倒送至220kV系统。同时，由于220kV长线路的充电功率也多，因此，造成网内220kV电压普遍偏高，以致110kV电压、35kV电压长时间越上限运行，电压合格率偏低。尤其是处于桂北地区的凯歌站、和平站的母线电压常年超过238kV。桂林网区电容器全部退出，220kV电压仍维持在235～239kV之间运行，由此造成110kV电压长时间越上限运行，监测点最高电压达到122kV，部分农网站电压则更高，电压合格率偏低。

枯水期时小水电出力大幅下降，依靠大网的供电，且由于处于电网的末端，需要从大网吸收大量的无功，造成大量220kV线路充电无功的存在，加上来自永福电厂、沙塘站、桂林站的220kV电源电压均较高，导致桂林电网220kV系统电压偏高。

二、桂林电网无功电压的管理现状

电压和功率因数是电网运行的两个重要参数，保证用户电压合格率是电网运行的基本要求之一。根据桂林电网实际情况，尽量做到无功功率的分层分区平衡，结合电网的送电要求及稳定性要求对运行电压进行调整。电力系统电压调整的目的是采取各种手段，使电压偏移保持在规定范围内。为保证桂林电网安全、经济、优质运行，桂林电网在无功电压管理、提升电压合格率方面目前已采取了以下措施：

（一）合理调整主变分接头和投退电容器

桂林电网通过加强无功电压管理，加大无功补偿力度，局属变电站的主变分接头和电容器基本实现了AVC自动控制，利用自动控制装置合理安排电容器的投退和主变档位的调整，改善主网无功潮流分布，实时控制母线电压，使母线电压保持合理的范围，避免大量无功远距离传输，提升了电网自动化管理水平，提高电网的经济效益。对于少数有人值守变电站，加强了变电运行人员的监督和考核力度，使运行值班员重视无功电压，充分发挥无功补偿装置和主变分接头的调压作用。

（二）对小水电机组的无功管理

由于桂林网区小水电站的发电机组基本没有进相能力，桂林地调要求直调及县调有蓄水能力的水电站减负荷运行，尽量蓄水，提高水资源的利用；无蓄水能力的电站在网区负荷轻时尽量少发无功。

（三）对县调和大用户的无功运行管理

要求县调和各大用户在低谷时退出无功补偿装置，尽量从大网吸收无功；各电力用户应遵守无功补偿配置安装、投切、调整的有关规定，保证负荷的功率因数满足规定要求，不得向电网倒送无功功率。

（四）配合中调合理调整运行方式

春节等节假日电网负荷轻时，桂林电网会出现大量充电无功过剩，电网电压偏高。和平站、南塘站、湘山站等变电站220kV母线电压可能出现电压超上限（正常235.4kV）运行的情况，最高可达237～243kV。由于电网负荷大幅下降，桂林电网多为小水电机组，无功进相调节能力较小。在采取完所有调压手段后，桂林地调根据方案先将桂林网内部分备用110kV线路转为热备用，再根据中调要求将部分220V线路转热备用，以减少线路充电无功功率。

三、改善桂林电网无功电压的建议

桂林网区由于容性无功过剩导致电压偏高，又缺乏有效的调节手段，需考虑系统电网无功总量的平衡和无功功率的分层分区平衡。因此，桂林电网需进行合理的无功电压规划、采取相应的管理措施，并配置适当感性无功。

（一）进一步完善电网规划

完善地区无功补偿规划，确保分层分区无功平衡，特别是在小水电集中上网和电缆出线率高的地区，应合理配置容性、感性无功比例，提高电网调压能力。完善中压配网结构，根据供电区域内负荷预测和负荷密度划分供电分区，逐年修编配网规划，合理增加变电站布点。在负荷密度较低的地区，应综合评估建设35kV变电站的可行性。

（二）加强对小水电、大用户的无功电压管理和考核

为规范小水电、大用户的无功电压管理，从电网安全和电压质量等维度加强小水电、大用户功率因数等考核的规范化管理。各电力用户应遵守无功补偿配置安装、投切、调整的有关规定，保证负荷的功率因数满足规定要求，不得向电网倒送无功功率。对用户建议其增加无功补偿装置，以降低其从系统吸收的无功功率，并不得向电网倒送无功，应按照供用电规则执行力率奖罚制度，使其达到规定要求。

（三）积极推进县级供电企业装设AVC装置和有载调压主变

目前县级供电企业管辖变电站未装设动态无功自动补偿装置，需要监控员投切无功补偿装置；并且大多数是无载调压变压器，不能及时调整电压。可尝试加装AVC自动投切装置和更换有载调压主变，根据负荷情况无极、自动调节无功补偿和调压，提高变电站电压合格率。

（四）与中调加强桂林网区无功电压调节的联系

根据无功分层分区就地平衡的原则，大网应采取有效措施，确保500kV系统实现无功平衡，避免过剩的无功功率灌入220kV，造成220kV及以下系统的电容器不能投入；同时也会危及220kV系统的安全稳定运行。可向中调建议在实现500kV系统无功平衡的情况下，尽量避免无功功率灌入220kV系统。

（五）增设母线并联电抗器项目

针对桂林电网容性无功过剩的情况，按照“分层分区、就地平衡”的无功补偿原则，采用并联电抗器可避免无功功率的长距离输送，实现无功补偿点的优化配置和无功功率的分区平衡。目前桂林电网只有旺田站35kV母线装设了一组并联电抗器，旺田站位于资源县，主要作为小水电及金紫山风电场上网用，在无功补偿方面取得了良好的效果。建议桂林网区在220kV母线增设并联电抗器，从根本上解决220kV电压偏高、越上限的问题；针对部分小水电站数量多的变电站可在35kV或110V母线装设并联电抗器，保证相应母线电压合格率，以提高电压及功率因素合格率，保障电网安全运行。

桂林网区的容性无功过剩主要是500kV桂林变电站大网下网容性无功、220kV线路充电功率和小水电倒送无功引起，造成桂林网区220kV母线普遍存在电压偏高。在一定程度上已成为桂林电网安全稳定运行的隐患,桂林电网应通过推广电压无功管理知识，进一步在管理、规划等方面下功夫改善电压无功，提升电压合格率，以期进一步提高桂林电网的运行管理水平，保证桂林电网的安全、稳定运行。

（作者单位：广西大学电气工程学院）