電力系統(tǒng)中的電壓和力率是電網(wǎng)運(yùn)行的兩個(gè)重要參數(shù)，電力系統(tǒng)中的電壓和力率與電網(wǎng)中無功潮流有密切關(guān)系，電力系統(tǒng)的無功平衡是保證電壓質(zhì)量和力率合格率的基本條件。有效的電壓控制和合理的無功補(bǔ)償，不僅能保證電網(wǎng)提供合格的電壓，而且還能提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益。

省調(diào)通過對(duì)330kV、110kV中樞點(diǎn)母線電壓及110kV變電站高壓側(cè)力率的考核，來保障地區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行。目前，省調(diào)對(duì) 330kV、110kV中樞點(diǎn)母線電壓考核的原則是：在用電高峰時(shí)段，盡可能少吸收主網(wǎng)的無功，低谷時(shí)段不向主網(wǎng)上送無功，而是從主網(wǎng)上吸收適當(dāng)?shù)臒o功，以滿足逆調(diào)壓的要求。具體考核指標(biāo)為：330kV中樞點(diǎn)母線電壓允許的波動(dòng)范圍在338-358kV、110kV中樞點(diǎn)母線電壓允許的波動(dòng)范圍在 112-117kV，110kV變電站高壓側(cè)母線電壓合格率為99%、高壓側(cè)力率不低于0.9，達(dá)不到以上指標(biāo)均為考核不合格。作為地區(qū)一級(jí)電網(wǎng)要滿足省調(diào)無功電壓和力率的考核要求，保證電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須對(duì)地區(qū)電網(wǎng)無功電壓以及力率管理中存在的問題進(jìn)行認(rèn)真的分析。

1無功電壓及力率管理存在的問題

地區(qū)電網(wǎng)無功電壓及力率管理存在的問題是多方面的，既有技術(shù)和設(shè)備上的問題，也有管理上的問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.1規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)沒有注重?zé)o功補(bǔ)償設(shè)備配置。在傳統(tǒng)管理模式中，地區(qū)電網(wǎng)主要側(cè)重于電能質(zhì)量和線損的管理與控制，主變高壓側(cè)的受電力率未引起足夠的重視，所以，在電容器的配置、主變分接開關(guān)的選擇上，往往只考慮電壓要求，未充分考慮力率的因素，不能在源頭上對(duì)無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行科學(xué)配置。

1.2電容器配置不合理。主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是變電所配置的無功補(bǔ)償容量不足，按《國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)原則》規(guī)定：35kV～110kV變電站的容性無功補(bǔ)償裝置以補(bǔ)償變壓器的無功損耗為主，并適當(dāng)兼顧負(fù)荷側(cè)的無功補(bǔ)償。容性無功補(bǔ)償裝置的容量按照主變壓器容量的10%—30%配置，并滿足35kV～110kV主變壓器負(fù)荷時(shí)，高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.95。而現(xiàn)運(yùn)行的110kV變電只在低壓側(cè)設(shè)置并聯(lián)電容器，中壓側(cè)不設(shè)置并聯(lián)電容器，這樣設(shè)置僅能補(bǔ)償?shù)蛪簜?cè)所缺無功，中壓側(cè)所缺無功不僅無法在中壓側(cè)得到補(bǔ)償，反而增加了變壓器的損耗;二是單組電容器的設(shè)計(jì)容量偏大，造成電容器的投退對(duì)電壓的影響較大，容易造成過補(bǔ)或欠補(bǔ)現(xiàn)象的發(fā)生。例如海西公司察爾汗地區(qū)為工業(yè)負(fù)荷，波動(dòng)較大，在鹽湖鉀肥生產(chǎn)高峰時(shí)期負(fù)荷約7MW，而在鹽湖鉀肥停產(chǎn)后，平均負(fù)荷只有2.0MW。110kV察爾汗變主變?nèi)萘繛?*40MVA，只配置1組6兆乏的低壓電容器，在負(fù)荷較低時(shí)，投入電容器會(huì)出現(xiàn)向主網(wǎng)倒送無功的現(xiàn)象，在負(fù)荷高峰時(shí)投入電容器補(bǔ)償不足，電壓調(diào)整困難。

1.3運(yùn)行管理不夠到位，對(duì)無功管理的精細(xì)化程度要求不高。電網(wǎng)運(yùn)行人員在日常運(yùn)行管理中主要考慮滿足有功的需求，側(cè)重于電網(wǎng)的安全管理;對(duì)無功管理以及電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行未能足夠重視，僅僅通關(guān)負(fù)荷低谷時(shí)退出電容器，負(fù)荷高峰投入電容器的辦法來控制、調(diào)整電壓，但這樣并不能使力率合格率有較大提高，有時(shí)甚至?xí)鸬较喾醋饔?。在無功管理中，有時(shí)對(duì)無功補(bǔ)償分層、分區(qū)、就地平衡的原則把握不夠，對(duì)逆調(diào)壓的要求執(zhí)行不夠到位，從而使得中、低壓電網(wǎng)無功潮流分布不夠合理，不僅增加了網(wǎng)損，力率合格率也不能得到保證。

1.4對(duì)用戶的無功補(bǔ)償設(shè)備補(bǔ)償管理存在不足。用戶的無功補(bǔ)償設(shè)備配置不夠合理，對(duì)電容器的運(yùn)行管理不夠規(guī)范，現(xiàn)在雖然對(duì)用戶實(shí)行利率電費(fèi)政策，由于海西電網(wǎng)負(fù)荷以高耗能高壓供電用戶為主，用戶力率考核辦法按0.9進(jìn)行獎(jiǎng)罰，但用戶力率是通過月度有功、無功電量來計(jì)算的，只能反映一個(gè)時(shí)段的無功補(bǔ)償情況，并不能滿足實(shí)時(shí)的管理要求。同時(shí)用戶運(yùn)行人員對(duì)無功的管理還沒有形成自覺的意識(shí)，部分電力用戶不能及時(shí)向供電部門報(bào)送電壓質(zhì)量和無功補(bǔ)償設(shè)備的安裝容量和投入情況，不能根據(jù)電網(wǎng)情況及時(shí)投切電容器，造成用戶從主網(wǎng)吸收無功過大，影響電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1.5地區(qū)電壓受330kV主系統(tǒng)影響偏高。2010年海西電網(wǎng)330kV主網(wǎng)架雖然已形成了雙電源單環(huán)網(wǎng)的供電方式，但由于線路過長、負(fù)荷分布不均，造成主網(wǎng)電壓偏高，海西電網(wǎng)電抗器投運(yùn)率為88%，電容器投運(yùn)率為18%。尤其是青藏沿線的變電站當(dāng)35kV母線檢修，電抗器退出運(yùn)行時(shí)，末端沱沱河變35kV母線高達(dá)39kV。而部分農(nóng)網(wǎng)變電站串接在同一條聯(lián)絡(luò)線上，供電線路長、"T"接用戶多，運(yùn)行中峰谷差大，電壓調(diào)整困難。

2 提高無功電壓和力率合格率的措施

由于無功電壓和力率是相互關(guān)聯(lián)、相互影響的，有時(shí)還存在一定的矛盾性，根據(jù)以上存在的問題，在實(shí)際工作中，應(yīng)采取如下技術(shù)和管理措施，以提高無功電壓和力率合格率。

2.1技術(shù)措施

2.1.1建立合理完善的電力網(wǎng)絡(luò)

一個(gè)合理的完善的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是保證系統(tǒng)電壓質(zhì)量和供電可靠性基礎(chǔ)，在電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中首先應(yīng)對(duì)地區(qū)電網(wǎng)的110kV網(wǎng)絡(luò)之間加強(qiáng)聯(lián)系及電壓支持，逐步形成一個(gè)堅(jiān)固的110kV網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

35kV及以下電壓等級(jí)中、低壓電網(wǎng)的供電范圍合理，應(yīng)根據(jù)線路電壓損失的允許值、線路負(fù)荷大小、無功潮流及供電可靠性要求，盡可能使供電半徑保持在合理的范圍內(nèi)，并留有一定的裕度，滿足負(fù)荷的增長。

2.1.2要實(shí)時(shí)保證無功電源與無功負(fù)荷之間的平衡。不但要保證整個(gè)電力系統(tǒng)的無功平衡，同時(shí)也要做好分層、分區(qū)及每個(gè)點(diǎn)(變電站)內(nèi)的無功平衡;在規(guī)劃、建設(shè)時(shí)，無功電源應(yīng)與有功電源同步進(jìn)行;同時(shí)還要求電力系統(tǒng)中應(yīng)有足夠的無功電源備用容量和補(bǔ)償裝置，并分散裝設(shè)于無功平衡和電壓調(diào)整比較敏感的變電所內(nèi)。

2.1.3配置合理的無功補(bǔ)償設(shè)備

電力系統(tǒng)分層、分區(qū)及每個(gè)變電站內(nèi)配置合理的無功補(bǔ)償設(shè)備是搞好無功電壓管理、降低線損、提高力率合格率的基礎(chǔ)。

2.1.3.1 配置足夠的無功補(bǔ)償設(shè)備。各變電站都應(yīng)按《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》要求配置足夠的無功補(bǔ)償設(shè)備，不能因一時(shí)電壓的高低而不配置或少配置電容器;對(duì)變電所電纜線路較多時(shí)，由于電纜線路是容性負(fù)荷，在切除并聯(lián)電容器組后，有可能還會(huì)出現(xiàn)向系統(tǒng)到送無功現(xiàn)象，這時(shí)應(yīng)在變電所的低壓母線上裝設(shè)并聯(lián)電抗器，以加大該變電所的無功負(fù)荷，達(dá)到無功就地平衡。

2.1.3.2無功補(bǔ)償設(shè)備的容量要配置合理。變電所內(nèi)的無功補(bǔ)償設(shè)備的單組容量不宜過大，如容量過大，在負(fù)荷輕時(shí)，不投電容器，會(huì)使力率偏低，線損增大;投入電容器，又會(huì)造成向系統(tǒng)倒送無功。在配置無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)還應(yīng)考慮負(fù)荷的增長，以便于運(yùn)行操作。

2.1.3.3合理配置與選擇變壓器變比和采用有載調(diào)壓變壓器。各電壓等級(jí)變壓器的額定變比、調(diào)壓方式、調(diào)壓范圍及每檔的調(diào)壓值，都應(yīng)滿足發(fā)電廠、變電所母線和用戶受電端電壓質(zhì)量的要求，并考慮電力系統(tǒng)中長期電源建設(shè)和結(jié)構(gòu)變化的影響。地區(qū)供電網(wǎng)中110kV及以下電壓等級(jí)的變壓器應(yīng)全部采用有載調(diào)壓變壓器。

2.1.3.4采用的科技技術(shù)。積采用無功、電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備，提高電網(wǎng)自動(dòng)化水平。如用戶安裝的高、低壓電容器組，采用按功率因數(shù)及電壓自動(dòng)投切方式;變電所的電容器組和電抗器組變電所安裝的有載調(diào)壓變壓器，采用無功功率和電壓控制通過AVC實(shí)現(xiàn)。

2.2管理措施

2.2.1做好用戶端的無功平衡、力率管理，新投用戶必須在本戶變壓器高壓側(cè)或低壓側(cè)配置并聯(lián)電容器，電容器的安裝容量不宜過大，一般應(yīng)為配電變壓器總?cè)萘康?.3-0.4%，并逐步采用功率因數(shù)和電壓綜合控制的自動(dòng)投切裝置。

2.2.2 110kV及以下變電站的無功補(bǔ)償設(shè)備投入容量，應(yīng)隨時(shí)與本站所供的無功負(fù)荷相平衡，不得出現(xiàn)向高壓側(cè)電網(wǎng)倒送無功現(xiàn)象。地方電廠發(fā)電機(jī)無功出力、大客戶的無功補(bǔ)償設(shè)備、出力，接受地調(diào)調(diào)度，嚴(yán)禁用戶向電網(wǎng)到送無功。

2.2.3同一變電所中如裝有無功補(bǔ)償設(shè)備和有載調(diào)壓變壓器，在調(diào)壓時(shí)應(yīng)遵循一下原則：電壓高時(shí)，先調(diào)節(jié)分接頭，直到主變無能力調(diào)節(jié)時(shí)，再切電容器;電壓低時(shí)，先投電容器，直至投完，且無功不向上級(jí)系統(tǒng)到送，再調(diào)分接頭。

2.2.4調(diào)度運(yùn)行人員應(yīng)注意監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀況，充分利用電網(wǎng)中無功電源、無功補(bǔ)償及電壓調(diào)節(jié)設(shè)備，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況，進(jìn)行有功電力調(diào)度和無功電壓調(diào)整，從而保證無功電力的就地平衡。

2.2.5要建立無功設(shè)備運(yùn)行臺(tái)帳，凡運(yùn)行的無功補(bǔ)償設(shè)備，應(yīng)隨時(shí)保持完好狀態(tài)，按期進(jìn)行檢查，并對(duì)無功補(bǔ)償設(shè)備定期進(jìn)行維護(hù)，保證無功補(bǔ)償設(shè)備隨時(shí)都具備投運(yùn)條件

3結(jié)束語

無功優(yōu)化和力率管理涉及到電力生產(chǎn)的全過程、具有點(diǎn)多、面廣的特點(diǎn)，既要保證對(duì)用戶供電的電壓質(zhì)量，降低線損，又要保證電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此電力部門和電力用戶都要按無功電力分層、分區(qū)和就地平衡的原則，做好無功補(bǔ)償設(shè)備的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行管理，合理建設(shè)無功電源、配置無功補(bǔ)償設(shè)備、強(qiáng)化運(yùn)行管理、優(yōu)化無功潮流，使整個(gè)系統(tǒng)的無功潮流科學(xué)合理。通過技術(shù)措施和管理措施的共同作用，努力提高地區(qū)電網(wǎng)的定能質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。

參考文獻(xiàn)：

《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》