唐義娜

（廣西桂水電力股份有限公司大新發(fā)電分公司，廣西崇左　532300）

對縣級發(fā)電企業(yè)無功考核的幾點看法

唐義娜

（廣西桂水電力股份有限公司大新發(fā)電分公司，廣西崇左532300）

針對目前小水電站，尤其是縣級發(fā)電企業(yè)，因受上網(wǎng)電壓影響無功上網(wǎng)電量不足，而小水電無功上網(wǎng)電量是電力系統(tǒng)考核小水電站電能質(zhì)量的重要指標，無功上網(wǎng)電量又直接與小水電的經(jīng)濟運行掛鉤。對這一問題筆者結(jié)合本企業(yè)的情況對小水電無功考核進行分析，對小水電無功考核提出幾點建議和處理方法。

小水電無功考核分析研究

1　前言

多年來，縣級的發(fā)電企業(yè)都普遍面臨著在豐水期發(fā)電“黃金”季節(jié)無功負荷出力不足，發(fā)電電壓偏高這一現(xiàn)象。發(fā)電企業(yè)由于發(fā)電電壓高，并網(wǎng)點附近的電壓往往偏高，甚至造成附近低壓用戶的電器設(shè)備燒損，危及設(shè)備安全運行，由于發(fā)電不能達到額定參數(shù)運行，導(dǎo)致了硬性按照發(fā)電機額定功率因數(shù)值考核發(fā)電無功負荷不足，欠發(fā)無功功率被處罰數(shù)額較大，直接影響到發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟效益，使本來盈利不強的發(fā)電企業(yè)成本增加。為促進發(fā)電企業(yè)提升效益，針對這一問題，本文主要通過開展大新縣發(fā)電無功負荷與電網(wǎng)運行電壓的調(diào)研，對大新縣電網(wǎng)和小水電的運行分析，對小水電無功考核問題提出幾點看法。

2　現(xiàn)行小水電無功考核的情況

電力系統(tǒng)中大部分負載屬感性負載，如異步電動機、變壓器等。這些負載在消耗有功電力（做功功率）的同時，還需感性無功電力（建立磁場功率）。這就要求發(fā)電機在向電網(wǎng)供給有功電力的同時，也要供給一定的無功電力，才能滿足電網(wǎng)需求。發(fā)電機在額定工況下，向電網(wǎng)供給有功電力和無功電力的比例是根據(jù)電力系統(tǒng)的需要而設(shè)計的，即確定設(shè)計額定工況下力率（功率因數(shù)）。C o s φ=P S S2=P2+Q2式中，Cosφ——功率因數(shù)；P——有功功率（kW）；Q——無功功率（kVar）；S——視在功率（kVA）。功率因數(shù)高，表示發(fā)電有功分量大，無功分量小；發(fā)電機容量能充分利用。反之，有功分量小，無功分量大，發(fā)電機容量不能充分利用。

根據(jù)廣西壯族自治區(qū)物價局文件《關(guān)于廣西各縣小水電與縣網(wǎng)并網(wǎng)運行的無功電量電價問題的通知》桂價工字【1997】199號規(guī)定，小水電上縣網(wǎng)的電量，力率按發(fā)電機銘牌規(guī)定考核；小水電用縣網(wǎng)的電量，力率按“電價手冊”規(guī)定進行電費調(diào)整計費。因此一直以來，大網(wǎng)對小水電確定的力率考核標準為0.8（不得高于0.8）?？h供電公司對縣內(nèi)小水電也都是以發(fā)電機銘牌功率因數(shù)0.8的力率考核?？梢哉f為了充分發(fā)揮發(fā)、供、用電設(shè)備能力，提高供電質(zhì)量，減少電能損耗，挖掘無功潛力，加強無功管理的政策、規(guī)定，這是完全必要的。對較大用戶實行力率調(diào)整電費，對部分離負荷中心較近的小水電站，枯水期間系統(tǒng)無功不足，電壓偏低的情況下，要小水電站多發(fā)些無功，努力做到無功功率就地平衡，這無論是從技術(shù)上還是從經(jīng)濟上對電網(wǎng)、電站都是可行的。但是，由于供電部門不考慮電網(wǎng)實際情況，片面強調(diào)規(guī)定小水電站都要按發(fā)電機銘牌超發(fā)無功容量，致使電網(wǎng)損耗增加，發(fā)電機機端電壓過高，無論對電網(wǎng)或電站運行都是不利的。因為小水電力率考核0.8問題。可以說是歷史的問題，當(dāng)年無功補償電容不普及，無功主要來源是發(fā)電機，所以發(fā)電機的標定功率因數(shù)是0.8。而今這么多年過去了，無功補償電容已經(jīng)普及了而且價格也低廉，每千乏30元，若用發(fā)電機發(fā)無功則需要3000元，所以無功就地補償就十分經(jīng)濟性了。所以，供電部門再按以前的模式對小水電無功的考核辦法就不是太合理了。

表1　

首先，對小水電站無功考核既不考慮系統(tǒng)是否缺少無功和電壓水平，也不考慮是豐水期還是枯水期，均按產(chǎn)權(quán)分界點的功率因數(shù)0.8考核。

其次，關(guān)于計量點，即無功考核點的問題，小水電站要負擔(dān)升壓變壓器的有功、無功電能損耗。少數(shù)電站還以變電所作為站、網(wǎng)的產(chǎn)權(quán)分界點，即電站除負擔(dān)升壓變的電能損耗外，還要負擔(dān)輸電線路的電能損耗。由于小水電站功率因數(shù)按產(chǎn)權(quán)分界點0.8考核，則發(fā)電機實際運行功率因數(shù)遠低于額定功率因數(shù)0.8。而由于升壓變壓器及并網(wǎng)線路無功損耗較大，電力送至并網(wǎng)點時力率將大幅升高，發(fā)電機出口在額定工況下力率為0.8時，并網(wǎng)點力率將升至0.8以上，甚至更高。

綜上所述，可見，小水電并網(wǎng)點力率按0.8考核不合理，這是導(dǎo)致小水電無功賠償?shù)闹饕蛑弧?/p>

自供電部門對小水電實行無功考核以來，由于考核的不合理，幾乎使我縣所有并網(wǎng)小水電站每年都要賠償一定數(shù)量的無功電費，直接影響小水電站的經(jīng)濟效益。僅以大新發(fā)電分公司為例，其無功賠償情況如表1：

3　電網(wǎng)無功負荷運行的分析

電網(wǎng)電能運行質(zhì)量的主要指標之一是電壓的穩(wěn)定且在電力行業(yè)規(guī)定范圍內(nèi)運行，運行中電壓的穩(wěn)定、高低取決于電網(wǎng)無功功率的平衡，即電源端無功功率與用戶無功負荷兩方面的平衡。電源無功功率包括：①發(fā)電機發(fā)出的無功功率、②系統(tǒng)無功補償設(shè)備、③110kv及以上電壓架空線路及各級電壓電纜的充電功率、④從電力網(wǎng)外可能輸入的無功功率；而用戶無功負荷包括：①系統(tǒng)用戶無功負荷，主要是異步電動機無功負荷、②線路和變壓器的無功損耗、③并聯(lián)電抗器消耗的無功功率。從用戶無功負荷的性質(zhì)看其電網(wǎng)在運行中將會隨時變化，電網(wǎng)無功功率平衡點也會隨之變化，勢必使電源無功功率隨之變化；電源無功功率的構(gòu)成主要有電站或電源端和系統(tǒng)無功功率補償中隨著用戶設(shè)備的投退不斷的調(diào)整無功的輸出，以滿足電網(wǎng)無功功率的平衡；電網(wǎng)運行中用戶無功負荷的大小由電網(wǎng)用戶負荷的性質(zhì)及負荷大小決定，因此電網(wǎng)負荷力率應(yīng)為隨著用電負荷性質(zhì)、容量大小而實時變化。從以上分析中可知保證電網(wǎng)電壓運行質(zhì)量不應(yīng)以固定的力率來衡量電網(wǎng)的電壓運行質(zhì)量，應(yīng)以電壓是否穩(wěn)定、是否在電力行業(yè)規(guī)定的范圍內(nèi)來保證電網(wǎng)電能質(zhì)量。

4　大新縣電網(wǎng)和小水電的運行分析

4.1大新縣小水電基本概況

大新縣地處崇左市西南部，水利資源豐富。近年來，在政府各項優(yōu)惠政策鼓勵下，大新縣的小水電事業(yè)蓬勃發(fā)展，目前已經(jīng)建成并投運的小型水電站20余個，總裝機容量6.4萬千瓦。其中屬廣西桂水電力股份有限公司大新發(fā)電分公司的小水電站有5座，分別為那岸電站（含5#、6#機組）、中軍潭電站（含3#機組）、格強電站、上利電站及碩龍電站，轄內(nèi)總裝機容量5.2萬千瓦，其余16座為私營小水電站，總裝機容量1.97萬千瓦。大新發(fā)電分公司所屬電站均以35kV電壓等級并網(wǎng)運行，其余私營小水電站以10kV電壓等級并網(wǎng)運行。這些小型水電站建設(shè)的迅猛發(fā)展對推動大新縣經(jīng)濟發(fā)展及對大電網(wǎng)的電力補充起到了很大的作用。

4.2大新縣電網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)和運行情況

目前大新縣電網(wǎng)與廣西主電網(wǎng)有三個并網(wǎng)點，整個供電區(qū)域分為城區(qū)、雷平、下雷三片，正常方式下分片區(qū)運行。其中那岸電站3#、4#機組發(fā)電供往下雷片；那岸電站1#、2#機組、格強電站、上利電站發(fā)電供往城區(qū)片；中軍潭、碩龍電站發(fā)電供往雷平片。

針對解析出的要因，全體圈員以頭腦風(fēng)暴的方式進行討論，開拓思路，進行細化分析，擬定相應(yīng)的對策和項目負責(zé)人后，就每一評價項目依可行性、重要性、迫切性3個指標選定對策；評價方式為優(yōu)5分、可3分、差1分，共7人參與評分，總分為105分。根據(jù)80/20原則，84分以上為選定的實施對策。具體見表3。

大新縣供電電能質(zhì)量穩(wěn)定，在與大網(wǎng)220kv變電近區(qū)及大用戶供區(qū)的城北變、城南變、仁愛變中軍變等35kv電壓均為36kv，而堪圩及寶圩變這兩個用電容量小供區(qū)35kv電壓均為39kv；五個電站發(fā)電運行電壓均在額定或調(diào)定的電壓以上運行，功率因數(shù)除碩龍二級低于0.8外，其它4座電站均高于0.8，甚至在0.9以上。大網(wǎng)考核大新縣水利電業(yè)有限公司的力率為0.85，目前只有下雷片區(qū)功率因數(shù)是0. 83，略低于大網(wǎng)考核的0.85的要求，其余兩片區(qū)城區(qū)片和雷平片，均在0.9以上。從大新縣電網(wǎng)運行結(jié)構(gòu)分析，電網(wǎng)電力電源有當(dāng)?shù)氐乃娬景l(fā)電和大網(wǎng)電力兩個電力電源同時向大新縣電網(wǎng)送電，受到兩個電力（電源）的調(diào)控影響。鄰近于大網(wǎng)220kv變電站的35kv變電站電壓如城北變、城南變、下雷仁愛變都穩(wěn)定于36kv運行。發(fā)電站及變電站近區(qū)有大用電負荷的其電壓可穩(wěn)定略低于變壓器調(diào)定的額定值運行如中軍潭電站、中軍變電站。離大網(wǎng)220kv變電站或大用電負荷較遠的發(fā)電站和變電站其電壓比變壓器調(diào)定的額定值高如那岸電站為38kv、上利電站為40kv、碩龍電站39kv及堪圩、寶圩變電站39kv。

通過在那岸電站做加大無功負荷調(diào)整試驗中發(fā)現(xiàn)運行電壓均隨著提高，當(dāng)那岸電站發(fā)電機有功負荷為4000kw，無功負荷調(diào)到2500kvar時發(fā)電機端電壓升到6.9kv，35kv母線電壓升到39kv，那岸電站35kv母線作為碩龍、上利電站的發(fā)電輸電通道，從當(dāng)前電網(wǎng)運行的狀況要如果要提高發(fā)電機無功負荷，將導(dǎo)致電壓超額定電壓運行，影響發(fā)電設(shè)備及電網(wǎng)的安全運行，影響到上利、碩龍電站發(fā)電輸送運行。

大新發(fā)電分公司所屬5座電站的并網(wǎng)點均為電壓等級為35kv的輸電電源點，電站發(fā)電機額定電壓為6.3kv，并網(wǎng)點輸送電壓額定值為35kv，該公司電站容量相對于電網(wǎng)用電容量而言容量很小，電站對電網(wǎng)電壓的調(diào)整幾乎沒起作用，一直受電網(wǎng)電壓的牽制，電網(wǎng)運行電壓的高低受與電源點電壓及用電負載性質(zhì)的影響，根據(jù)多年的發(fā)電運行記錄分析，在豐水期（5月—10月）電網(wǎng)電壓平均為38kv運行，電站發(fā)電機組電壓平均在6.5kv運行，從電壓運行上分析電網(wǎng)電壓達到額定值及以上，電站也不必再爭發(fā)無功負荷，同時電站發(fā)電勵磁系統(tǒng)均為自動調(diào)節(jié)，電壓超過額定值也自動減小勵磁電流減少無功負荷，而且發(fā)電機機端電壓過高影響設(shè)備的安全運行，故電站在電網(wǎng)運行電壓的情況下也不應(yīng)多發(fā)無功負荷促使電壓的進一步過高而影響電網(wǎng)運行質(zhì)量。

5　對縣級發(fā)電企業(yè)無功考核的幾點意見和建議

從大新縣電網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)和運行情況及電網(wǎng)無功負荷運行的分析中得以結(jié)論：電網(wǎng)電壓運行應(yīng)以電壓穩(wěn)定、且在電力行業(yè)規(guī)定的范圍內(nèi)運行以保證電網(wǎng)電能質(zhì)量，不應(yīng)以固定的負荷力率作為電網(wǎng)的電壓運行質(zhì)量標準。確保電壓運行質(zhì)量要以電網(wǎng)實際需要的無功功率進行電源無功功率與用戶無功負荷的平衡以維護保持電壓的穩(wěn)定。在電網(wǎng)系統(tǒng)中大用戶都裝置有無功補償設(shè)備，進行無功功率的補償，故對電源點要求的無功負荷不大，電源點的無功功率主要是對電網(wǎng)運行中的無功損耗及其它小用戶所需的無功負荷，因此整個電網(wǎng)運行中對電源點供應(yīng)的有功負荷與無功負荷不應(yīng)以固定比例要求，而是由電網(wǎng)運行的實時需要決定。而且供電區(qū)域無功補償管理較好，基本都能就地平衡，主變低壓側(cè)的負荷功率因數(shù)總體保持在較高范圍內(nèi)，基本都在0.95以上。此時如對轄區(qū)內(nèi)小水電站仍然按功率因數(shù)0.8或0.85考核，勢必增加電網(wǎng)內(nèi)的無功傳輸，同時引起延線電壓升高、線損增大等問題，因此，當(dāng)豐水期小水電滿載發(fā)電時，此時應(yīng)由電網(wǎng)調(diào)度根據(jù)實際情況提高功率因數(shù)的考核指標，使無功功率就地平衡，避免大量的無功功率作遠距離傳輸，減少損失、提高電壓質(zhì)量。

從調(diào)研中可以看出，盡管發(fā)電站發(fā)電機組發(fā)電功率因數(shù)都偏高，無功功率沒達到額定值，但電壓都在電力行業(yè)規(guī)定范圍內(nèi)穩(wěn)定運行，電網(wǎng)無功功率已達到平衡運行，在加大發(fā)電機無功功率時發(fā)電機端電壓及35kv母線電壓隨著升高，說明此時電網(wǎng)無功功率過剩。由于大新縣電網(wǎng)的電源點由當(dāng)?shù)匕l(fā)電站及大網(wǎng)的變電站組成，根據(jù)電網(wǎng)運行對電源點無功負荷的需求，當(dāng)?shù)匕l(fā)電站和大網(wǎng)變電站應(yīng)按電網(wǎng)運行的實際對電源點的無功功率需求來提供無功負荷，為此為了確保電網(wǎng)電壓運行的穩(wěn)定及保證電壓在電力行業(yè)規(guī)定的范圍內(nèi)運行，促進發(fā)電與電網(wǎng)安全、和諧發(fā)展，對發(fā)電站無功功率的考核筆者有如下幾點建議：

一是加強縣級電網(wǎng)的電力調(diào)度，努力提高現(xiàn)有調(diào)度人員的業(yè)務(wù)技術(shù)素質(zhì)。

三是小水電站應(yīng)千方百計盡快將高損耗變壓器更換為低損耗變壓器。

四是小水電機組停發(fā)時應(yīng)將升壓變壓器及時從電網(wǎng)中解列，退出運行，以減少變壓器空載電能損耗。

五是距負荷中心較近的小水電站，如我縣中軍潭水電站等總裝機500KW以上的小水電站，當(dāng)縣電網(wǎng)無功功率不足時（尤其是在枯水期或機組有功出力不足時），縣電網(wǎng)可調(diào)度這類電站多發(fā)些無功功率，并由供電部門付費電站一定的無功電費。

六是以月電量進行對無功的考核。

七是以變電站35kv母線電壓為參考值：⑴當(dāng)母線電壓小于35kv時，以發(fā)電站發(fā)電機名牌功率因數(shù)對發(fā)電站輸送電量進行考核。⑵當(dāng)母線電壓等于或大于35kv時，以大網(wǎng)對縣網(wǎng)的用電考核力率進行考核多拉大網(wǎng)的無功電量Q網(wǎng)與發(fā)電站發(fā)電機額定力率進行考核所欠發(fā)達無功電量Q發(fā)比較，當(dāng)Q網(wǎng)＞Q發(fā)，則對發(fā)電站力率考核為發(fā)電站欠發(fā)無功電量為Q發(fā)；當(dāng)Q網(wǎng)＜Q發(fā)，則對發(fā)電站力率考核為發(fā)電站欠發(fā)無功電量為Q網(wǎng)。

［1］周文強.小水電無功電量不足的分析與對策［M］.中國電力網(wǎng)，2008.