劉 俊

（湖州安吉縣供電局,浙江安吉 313300）

在縣級電網(wǎng)中開展經(jīng)濟調(diào)度工作的探討＊

劉 俊

（湖州安吉縣供電局,浙江安吉 313300）

結(jié)合安吉電網(wǎng)的實際情況,分析電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度工作中存在的問題,并通過采取一些可行的措施和方法,在確保電網(wǎng)安全可靠運行的前提下,利用現(xiàn)有資源使電網(wǎng)在最優(yōu)的狀態(tài)下經(jīng)濟運行,從而實現(xiàn)效益最大化.

縣級電網(wǎng);經(jīng)濟調(diào)度;經(jīng)濟運行

經(jīng)濟調(diào)度也稱經(jīng)濟運行,就縣級電網(wǎng)而言,即指在滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定、電力供需平衡的條件下,合理安排電網(wǎng)運行方式,力求電網(wǎng)損耗最小.隨著兩網(wǎng)改造工作的完成,近幾年安吉縣加快了主網(wǎng)建設(shè),使得電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨完善.在目前的形勢下,尋求一種更經(jīng)濟的運行方式,是企業(yè)追求的更高目標(biāo).

1 安吉電網(wǎng)現(xiàn)狀

安吉縣位于浙江省西北部山區(qū),目前所轄220kV變電所1座、110kV變電所9座、35kV變電所10座,變電容量900.6MVA.安吉縣境內(nèi)小水電十分豐富,目前電網(wǎng)小水電裝機容量47.14MW,另余熱機組2臺,裝機容量6MW.

1.1 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)單一,供電半徑大,負(fù)荷分配不均勻

安吉電網(wǎng)主要以220kV安吉變?yōu)殡娫粗?逐步形成以110kV電壓等級為主干網(wǎng),10kV電壓等級網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)為基礎(chǔ)的電網(wǎng)構(gòu)架.近幾年,先后投運110kV天目變、110kV良朋變、110kV云鴻變、110kV浦源變、110kV桃城變、110kV梅園變等輸變電工程,原有35kV銅山變、老石坎變、安城變、遞鋪變等相繼退出運行,供電能力有了極大的提高.但目前110kV及以下變電所均采用單母線、單母線分段或內(nèi)橋接線方式,部分變電所單臺主變運行,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)單一、電源點單一導(dǎo)致電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度手段非常有限.由于安吉地處山區(qū),主要負(fù)荷集中在縣城周邊平原,導(dǎo)致部分變電所在迎峰度夏期間出現(xiàn)超載現(xiàn)象.且縣城工業(yè)園區(qū)發(fā)展速度較快,部分供電線路多次分流后,仍不能滿足供電要求.而邊遠地區(qū)用電性質(zhì)主要以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民照明為主,負(fù)荷率低,且供電半徑長,電能損耗大.

1.2 小水電站規(guī)模小,調(diào)節(jié)性能差

目前,安吉縣境內(nèi)小水電站共108座,總裝機容量47.14MW,占電網(wǎng)最高負(fù)荷30%左右.其中有庫容量水電站2座,裝機容量8.9MW,其余主要以徑流式小水電為主,且投入年限長,設(shè)備陳舊.除2座有庫容量水電站外,其他徑流電站均無調(diào)節(jié)能力,在豐水季節(jié)造成發(fā)電時段和出力隨意,起不到調(diào)峰作用.特別是在負(fù)荷低谷時段,大量發(fā)電出力并網(wǎng),使得電網(wǎng)負(fù)荷率降低,但調(diào)度沒有很好的手段控制其并網(wǎng)發(fā)電,無法進行經(jīng)濟調(diào)度.

1.3 電容器無功補償裝置與電網(wǎng)實際需求不匹配

縣級電網(wǎng)中由于用電結(jié)構(gòu)是以農(nóng)村用電負(fù)荷性質(zhì)為主,晝夜峰谷差大,負(fù)荷率較低,堅持無功功率就地平衡的原則,及時調(diào)整電容器補償量是電網(wǎng)經(jīng)濟優(yōu)質(zhì)運行的主要措施.安吉縣變電站無功管理盡管實現(xiàn)AVQC自動控制,但目前仍存在以下幾方面問題：一是220kV安吉變無功補償未納入全網(wǎng)統(tǒng)一控制,220kV變電站的電容器投切是否及時將影響縣電網(wǎng)電壓和無功水平;二是部分變電所單組電容器運行,容量不能滿足負(fù)荷的季節(jié)特性;三是用戶無功補償不夠,部分線路不能有效減少無功輸送;四是發(fā)電廠無功調(diào)節(jié)能力差,影響無功的平衡;五是電網(wǎng)中無功補償設(shè)備不合理.

1.4 短期負(fù)荷預(yù)測困難

目前安吉縣電網(wǎng)內(nèi)固定的用電大戶少,縣內(nèi)工業(yè)以家庭作坊式的竹制品廠和輕工業(yè)較多,生產(chǎn)用電不穩(wěn)定,且短期施工用電戶較多,調(diào)度沒有很好的渠道進行提前預(yù)測.加之雷雨季節(jié)小水電站并網(wǎng)發(fā)電隨意,網(wǎng)內(nèi)用電負(fù)荷有限,造成短期負(fù)荷預(yù)測率較低.

1.5 電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度意識薄弱

目前安吉縣調(diào)度專業(yè)人員主要是從事多年變電運行的人員或近年剛從事電力系統(tǒng)工作的新進職工,其電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度意識薄弱.導(dǎo)致工作人員電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度意識薄弱的原因主要有以下幾方面：一是電網(wǎng)調(diào)度和運行人員將工作重心放在電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行上,其電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度水平不高,且認(rèn)識不夠;二是隨著近幾年電網(wǎng)建設(shè)的大力展開,調(diào)度員的日常工作十分繁重,加上縣調(diào)人員編制少,導(dǎo)致縣調(diào)對經(jīng)濟調(diào)度重視不夠;三是變電站運行人員對設(shè)備的經(jīng)濟運行意識淡薄,且運行人員的流動性大,導(dǎo)致整體業(yè)務(wù)水平不高;四是縣級電網(wǎng)運行管理相對滯后,導(dǎo)致一些電網(wǎng)的經(jīng)濟運行方案得不到及時執(zhí)行.

2 安吉電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度措施

2.1 確定合理的電網(wǎng)運行方式

合理的運行方式,是電網(wǎng)安全、可靠運行和經(jīng)濟運行的重要保證.我們通常所說的電網(wǎng)運行方式包括正常運行方式、檢修運行方式和特殊時期（如迎峰度夏、防臺防汛等）的特殊運行方式.在這些運行方式下,既要保證電網(wǎng)的安全、可靠運行,又要兼顧經(jīng)濟運行是一個復(fù)雜的問題.

（1）通過潮流計算,合理安排主電網(wǎng)運行方式.加強線損管理,減少線損電量,是實現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟運行的重要舉措.隨著電網(wǎng)建設(shè)的日趨完善,網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度也隨之增加,一個節(jié)點參數(shù)的變化就會引起眾多相關(guān)節(jié)點參數(shù)的變化.傳統(tǒng)的線損理論計算依靠人工,因計算工作量大,導(dǎo)致計算時間長,且計算誤差大,因此調(diào)度運行人員一般采取估算或干脆憑運行經(jīng)驗進行運行方式的轉(zhuǎn)換操作,這種轉(zhuǎn)變運行方式不科學(xué),造成網(wǎng)損增大.

在電網(wǎng)規(guī)劃階段,通過潮流計算,合理規(guī)劃電源容量、接入點和網(wǎng)架,選擇無功補償方案,對電網(wǎng)在大、小方式下的潮流交換控制、調(diào)壓能力進行預(yù)測;在編制年度運行方式時,選擇典型方式進行潮流計算,從而發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié),供運行人員進行分析并采取對策,并對規(guī)劃、基建部門提出改進網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的建議;檢修及特殊運行方式下的潮流計算可用于日運行方式的編制,指令發(fā)電廠開停機方式,以及有功、無功功率的調(diào)整方案和負(fù)荷調(diào)整方案,滿足線路、變壓器熱穩(wěn)定要求及電壓質(zhì)量要求.眾多實踐證明,通過潮流計算不僅有利于年度檢修及特殊運行方式的確定,還為電網(wǎng)經(jīng)濟運行方式提供了可靠的依據(jù).

（2）通過短期負(fù)荷預(yù)測,合理安排配電網(wǎng)絡(luò)運行方式.配電網(wǎng)經(jīng)濟運行是在保證配電網(wǎng)安全運行、滿足供電量及供電質(zhì)量的基礎(chǔ)上,通過技術(shù)措施最大限度地降低供電線路有功損耗和無功消耗.目前,配電網(wǎng)絡(luò)調(diào)整主要按季節(jié)操作,如迎峰度夏、國慶、春節(jié)期間配網(wǎng)方式調(diào)整等,而負(fù)荷是隨時變化的,按季節(jié)調(diào)整對配電網(wǎng)的降損效果并不明顯.隨著配網(wǎng)自動化水平和通信技術(shù)的提高,根據(jù)負(fù)荷的實際情況調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),進行實時的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整勢在必行.

短期負(fù)荷預(yù)測的目的是與配電網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行相結(jié)合,計算在負(fù)荷預(yù)測結(jié)果下配電網(wǎng)絡(luò)的新運行方式所產(chǎn)生的效益,并進行評估.通過評估結(jié)果,合理地選擇配電網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)點,然后通過設(shè)置分段點,合理地分配線路負(fù)荷,使線路及主變壓器運行在最優(yōu)狀態(tài).

2.2 合理安排主變壓器在不同季節(jié)的經(jīng)濟運行方式

系統(tǒng)中變壓器的臺數(shù)多時,變壓器的損耗電量將占全系統(tǒng)總線損的30%以上,因此降低變壓器的損耗是電網(wǎng)經(jīng)濟運行的一個重要指標(biāo).目前縣級調(diào)度機構(gòu)對2臺雙繞組變壓器,出于安全、穩(wěn)定運行的目的,一般安排兩種運行方式,對應(yīng)著兩條ΔP=f（S）有限長曲線.兩條曲線之間的交點處總功率損耗相同,我們稱相交點負(fù)荷為臨界負(fù)荷Sij,即

式中 ∑P0i、∑P0j、∑PKi、∑PKj、∑Si、∑Sj分別是i、j兩種方式下的變壓器總空載損耗、總額定短路損耗和總額定容量.

不同的季節(jié),因為負(fù)荷性質(zhì)的不同,各臺主變壓器所承載的負(fù)荷有較大區(qū)別,特別是主供城區(qū)的變電所,在迎峰度夏期間所承受的空調(diào)負(fù)荷約在5萬千瓦左右,因此針對不同的季節(jié),要通過計算主變壓器經(jīng)濟運行曲線,合理安排主變壓器運行方式.

2.3 加強無功管理,做到就地平衡

在35 kV及以上輸電網(wǎng)絡(luò)中,變電站的無功設(shè)備由電力部門直接調(diào)度,可隨時保證功率因數(shù)在合格范圍內(nèi),但在10 kV配電網(wǎng)中,由于客戶及小水電廠無功管理自覺性較差,僅靠電力部門對高壓輸配電網(wǎng)絡(luò)的無功補償是遠遠不夠的.只有在低壓配電網(wǎng)絡(luò)中合理實施無功補償,才能使電網(wǎng)運行在最優(yōu)的經(jīng)濟狀態(tài).

對于無功補償不足的線路,可以采取線路集中或分段補償措施.由于線路損耗增加主要是無功導(dǎo)致線路電流增大的結(jié)果,所以在補償時應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心.線路上的負(fù)荷并不是集中在一點,因此宜采取分段梯級補償.補償容量的確定一般應(yīng)按照電容補償?shù)膬?yōu)化運行方式進行選擇和校驗修正.

對于小水電線路,可以通過分季節(jié)取消水電機組功率因數(shù)考核值來實現(xiàn).因為目前安吉縣電網(wǎng)內(nèi)小水電機組大多是上世紀(jì)90年的代機組,設(shè)備狀況較差,在豐水期季節(jié),小水電機組并網(wǎng)的90%以上調(diào)度無可靠的調(diào)節(jié)手段,導(dǎo)致線路有功、無功倒送現(xiàn)象十分嚴(yán)重.而并網(wǎng)線路往往是山區(qū)負(fù)荷相對較低的線路,只有取消小水電機組力率考核,在豐水期要求在機組運行允許的情況下盡可能多發(fā)有功,才可能最大限度地減少無功功率在線路上的傳輸.

針對變電站每個季節(jié)無功需求的變化,合理調(diào)整無功補償容量,防止單臺無功設(shè)備容量過大而導(dǎo)致無功倒送至上級變電站,同樣是不可忽視的問題.

2.4 電網(wǎng)運行電壓要合理

電網(wǎng)的運行電壓對電網(wǎng)元件的空載損耗、負(fù)載損耗和電暈損耗均有影響,當(dāng)負(fù)荷不變時,電壓提高,與電壓成反比的負(fù)載損耗將減少.在額定電壓附近,當(dāng)變壓器的分接頭位置不變時,電壓提高,變壓器的空載損耗將增加.在輸電網(wǎng)中,負(fù)載損耗約占總損耗的80%左右,因此適當(dāng)提高電網(wǎng)的電壓水平可以降低線損.但在配電網(wǎng)絡(luò)中,變壓器的空載損耗占總損耗的40%～80%,特別是配電線路在深夜運行時,因負(fù)荷低,所以運行電壓較高,造成空載損耗比例更大.農(nóng)電線路在非排灌季節(jié)的情況更是如此.所以對于配電線路片面強調(diào)提高運行電壓是不合理的,需有載調(diào)壓與補償電容器相配合,以收到更好的降損效果.

2.5 調(diào)整負(fù)荷曲線,平衡三相負(fù)荷

負(fù)荷的變化幅度大,不僅不利于線路經(jīng)濟運行,而且也使線損增加.因此,調(diào)整負(fù)荷是降損節(jié)能的重要環(huán)節(jié).作為縣級調(diào)度,要根據(jù)負(fù)荷的變化情況,做好每條線路、每臺變壓器,以及每段線路的負(fù)荷調(diào)整工作,根據(jù)負(fù)荷的性質(zhì)、季節(jié)或時段合理選擇線路運行的電源點或分段點.

三相負(fù)荷不平衡,除了影響變壓器的安全運行外,也增加了線損,因此應(yīng)當(dāng)定期進行三相負(fù)荷的測定和調(diào)整工作.特別是在農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)中,三相負(fù)荷的不平衡不僅使配變損耗增加,而且使三相電壓降幅也不同,對電壓質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響.

在目前調(diào)節(jié)能減排的形勢下,電網(wǎng)的經(jīng)濟運行勢必會成為擺在電網(wǎng)運行工作者面前的又一個課題,經(jīng)濟運行也將會是學(xué)者們?nèi)蘸笥懻撟疃嗟脑掝}之一.

[1]胡景生.變壓器經(jīng)濟運行[M].天津：天津大學(xué)出版社,1991.

[2]陳衍.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析[M].北京：中國電力出版社,1995.

[3]張峰.電力負(fù)荷管理技術(shù)[M].北京：中國電力出版社,2005.

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1009-1734（2010）S0-0017-03

2010-05-10

劉俊,助理工程師,從事電力系統(tǒng)運行和調(diào)度研究.