应用储能解决配电变压器过载方法研究

崔萌

摘 要：随着我国地方经济的快速发展，社会用电总量逐年攀升，导致县级电力系统面临着巨大的设备安全压力，特别是供电负荷的不断增扩，配电变压器过载现象越来越严重，配电变压器长期过载，导致了配电变压器设备事故频发。聚焦如何解决这一难题，文章以国网湖北省电力秭归县供电公司应用储能解决配电变压器过载为例，试分析应用储能解决配电变压器过载的方法。

关键词：应用储能;配网;变压器过载;实施效果

中图分类号：TM421文献标识码：A文章编号：1674-1064（2021）07-018-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.07.009

供电企业在配电网上应用储能既是历史使命也是历史必然，构建“源、网、荷、储”四维融合互动新型电力系统是电力改革的必由之路。“储”必须是独立一方，摆脱以前的依附性，才有资格、有能力与“源”“网”“荷”互动。当前，应用储能要设立互动机制，让储能投资成为可获利投资，这样才能赢得资本的青睐，促进应用储能在配电网中的应用。

1 开展配变满载过载预警分析

为满足广大用电客户正常用电需求，县级供电公司应定期组织人员开展重点台区负荷测试，并将满载过载配变改造作为常态化工作，每年要向上级部门争取应用储能项目和施工储能应用资金，逐步改善电网“卡脖子”、电压质量差等突出问题。为此，县级供电公司要将配电变压器过载情况相关数据接入管理平台，分析客户用电行为，做好应用储能接入的工作准备，运用应用储能解决配电网变压器过载减荷要求。

应用储能接入过程中，县级供电公司要按照“做强主网、做优配网、做实配电变压器防过载”的工作思路，持续加大对配电网应用储能的投入，逐步优化配电网网架结构。但是，由于县级供电公司配电网底子薄、电网基础弱，针对配变重满载、过载现象，供电企业要进行配变满载过载预警分析，通过应用储能有效降低配电网满载过载水平，提升配电变压器过载防范效率。

应用储能时，能够即时识别可能出现满载过载的配变。秭归县供电公司在应用储能防止配变过载预警分析时，应用储能提高配电变压器防过载技改效率，满足配电变压器过载负荷要求。配电网变压器运用储能时，应按照轻重缓急安排好改造项目，因配变过载造成台区电压偏低的应优先安排。为了应用储能预防配电变压器过载，供电公司要加强配网重点监控确保配电变压器健康运行[1]。

近年来，随着秭归县经济社会不断发展，用电客户经济收入不断增加，尤其是冬季用电高峰期，秭归县供电公司通过组织安排对所辖配变台区进行“拉网式”排查，对可能超负荷的配变进行高峰电流测量及冬季负荷预测，形成全县满载过载配变明细表。同时，组织人员到现场勘查配变实际情况，据实统计所需各类材料物资，提前准备储能物资，确保应用储能防止冬季出现烧毁配电变压器的事故。

2 运用储能防止配电变压器过载

秭归县供电公司应用储能预防配电变压器过载时，对配网三相不平衡进行了动态调整，夯实设备基础。加强储能通道运维，落实各项人防、技防措施，针对春夏树木疯长情况，加强运行监测，避免配变烧毁故障。配网运行实施了监测平台、电采系统、PMS系统等技术手段加强运行监测，负荷高峰时段需要执行有序用电方案，通过应用储能有效地解决台区满载过载问题，提高供电能力和电能质量，避免负荷高峰时期的频繁抢修和投诉。

秭归县供电公司应用储能主要是针对年平均负载率低、春节及农忙时期负荷短时大幅增长的这种特殊使用状况，在保证电网满足基本用电容量前提下，应用储能既能满足小负荷长期用电的需求，又能兼顾过负荷短期用电的需求。应用储能使高过载能力配电变压器具有节能、高效、环保、空载电流小、无功损耗低、抗突发短路能力强等特点。

高过载节能环保型变压器”和“牵引变压器综合在线监测及状态检修管理系统”具有过载能力强、绿色环保、低损耗的特点，填补了配电网变压器过载领域的空白。应用储能设置在山区核心变压器所在位置，是过载变压器强心的“心脏”。相比传统变电所和变压器，应用储能可以完全满足山区配电变压器过载时安全可靠运行的能力。

应用储能时，一旦发现配电变压器过载时，系统能够智能分析、及时反馈，瞬时启动储能补偿，减轻变压器过载负荷，提高山区配电网运营安全可靠性。特别是山区处于负荷高峰时段，大功率用电设备经常导致台区电压不稳，变压器出现过载，严重影响周边居民生活用电。智能储能装置投运后，可在负荷高峰时段释放低谷时段存储的电能，提高台区的供电能力，从而将台区配电变压器的高峰负荷降至重载以下，解决短时负荷过高导致的低电压问题。

当前，秭归县供电公司在山区配电网中应用的储能装置是储能装置升级版。公司在应用能储装置第一代样机基础上，持续开展技术攻关，确保升级版应用储能装置各方面性能均有大幅提升，加强山区配电网的安全生产管理，彻底解决了山区配电变压器重过载问题，防止配电网和配电设备超载、过载情况发生。

3 应用储能启动山区配网超载治理，有效解决变压器过载问题

应用储能预防山区配电网变压器过载超载时，秭归县供电公司结合山区配电网的特点，开展负荷监测工作，通过对CT变比、公变容量进行现场核查，全面分析负载率数据曲线，多措并举，治理配变超载、过载。公司安排专人每日对负控系统中，公变负载监测数据进行抽调、分析，对近期出现的负载率超过90%的重过载配变进行重点。公司营销部及时更改CT变比错误的配电变压器，对确实存在重过载的配电变压器安排调整计划安装储能装置，对公变台区根据用户设备容量进行较为合理的分网分流;运用储能强化对配变超载、过载治理，提前改造有可能存在超载、过载的配变，着力改造低电压、安全性差的配变台区[2]。

建立健全营配协同工作机制，优先把储能装置接入山区常过载的配电线路，对公变负载率高的线路进行实时监测，严格控制储能装置接入，对辖区内配电变压器重载、过载隐患优先进行排查治理。并要针对重负荷变压器所出现的缺陷做出快速处理，强化对过载、重载配电变压器维护和监测。同时，公司要求运维人员对配电变压器油位、高度、警示牌以及接地电阻、三相负荷平衡等做了详细检查，随着山区配电网用电需求不断增加，山区电网负荷增加导致配电网变压器满足过载现象时有发生。

在配电网应用储能改造中，秭归县供电公司全面梳理辖区内配电变压器过载情况，对重过载配电变压器按照“轻、重、缓、急”的原则进行推磨式轮换，对即将拆下来的重载配电变压器的状态进行检测，将可以继续使用的重新分配管理，用于解决负荷较小的配电台区，用小投入解决大问题。应用储能使高过载能力配电变压器技术更加优化，通过增加变压器高、低压绕组油道数量（即增加绕组散热面积），降低绕组对油的温升，防止变压器过载后绕组局部过热。通过应用储能来提高变压器相关元件和绝缘部件的耐热性能等，增强配电变压器耐高温能力，达到提高配电变压器过载能力的设计方法。

当前，储能装置过载保护推荐采用低压塑壳断路器。低压塑壳断路器既能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷和低电压（失压）时自动跳闸。当线路短路时，其过流脱扣线圈动作，使开关跳闸;如出现过负荷，串联在一次线路中的加热电阻丝加热，通过双金属片弯曲，使开关跳闸。为提高系统容量储能装置应兼具低成本、高效率、友好性。要搭配储能变流器的大容量储能一体化机，能够通过虚拟同步机技术实现惯量响应、一二次调频调压、调峰、平滑波动、预测补偿等多种功能，能发挥出储能的多价值叠加的特点，促进储能系统LCOE成本降低[3]。

4 结语

秭归县供电公司在應用储能预防配电变压器过载过程中，预先重点关注低压线路和负荷的重载情况，应用储能来防止配电变压大号过流烧坏和负荷开关频繁跳闸的问题，通过应用储能来彻底解决配电变压器满载过载问题，确保电网安全可靠运行，秭归县供电公司结合负荷监测工作，对CT变比、公变容量进行现场核查，全面分析配电变压器输出功率负载率数据曲线，多措并举，治理配变超载、过载。

参考文献

[1] 杨海涯，王永江，杜建嵩.应用储能对预防配电变压器过载的重要性[J].变压器，2011（6）：54-56.

[2] 赵永春，张天一，毛之勇.应用储能对预防配电变压器过载研究[J].变压器，2001（10）：32-34.

[3] 牟万里，吴天河.应用储能对预防配电变压器过载问题的分析[J].变压器，1995（11）：28-30.