在縣級(jí)電網(wǎng)中開(kāi)展經(jīng)濟(jì)調(diào)度工作的探討＊

劉 俊

（湖州安吉縣供電局,浙江安吉 313300）

在縣級(jí)電網(wǎng)中開(kāi)展經(jīng)濟(jì)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(shí)際情況,分析電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度工作中存在的問(wèn)題,并通過(guò)采取一些可行的措施和方法,在確保電網(wǎng)安全可靠運(yùn)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(jì)運(yùn)行,從而實(shí)現(xiàn)效益最大化.

縣級(jí)電網(wǎng);經(jīng)濟(jì)調(diào)度;經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

經(jīng)濟(jì)調(diào)度也稱(chēng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,就縣級(jí)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(yùn)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(shì)下,尋求一種更經(jīng)濟(jì)的運(yùn)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(jī)容量47.14MW,另余熱機(jī)組2臺(tái),裝機(jī)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(jí)為主干網(wǎng),10kV電壓等級(jí)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(yùn)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?zhàn)兊认嗬^退出運(yùn)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(tái)主變運(yùn)行,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)單一、電源點(diǎn)單一導(dǎo)致電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)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(yuǎn)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(zhǎng),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(jī)容量47.14MW,占電網(wǎng)最高負(fù)荷30%左右.其中有庫(kù)容量水電站2座,裝機(jī)容量8.9MW,其余主要以徑流式小水電為主,且投入年限長(zhǎng),設(shè)備陳舊.除2座有庫(kù)容量水電站外,其他徑流電站均無(wú)調(diào)節(jié)能力,在豐水季節(jié)造成發(fā)電時(shí)段和出力隨意,起不到調(diào)峰作用.特別是在負(fù)荷低谷時(shí)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(méi)有很好的手段控制其并網(wǎng)發(fā)電,無(wú)法進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度.

1.3 電容器無(wú)功補(bǔ)償裝置與電網(wǎng)實(shí)際需求不匹配

縣級(jí)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(jiān)持無(wú)功功率就地平衡的原則,及時(shí)調(diào)整電容器補(bǔ)償量是電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)質(zhì)運(yùn)行的主要措施.安吉縣變電站無(wú)功管理盡管實(shí)現(xiàn)AVQC自動(dòng)控制,但目前仍存在以下幾方面問(wèn)題：一是220kV安吉變無(wú)功補(bǔ)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(shí)將影響縣電網(wǎng)電壓和無(wú)功水平;二是部分變電所單組電容器運(yùn)行,容量不能滿足負(fù)荷的季節(jié)特性;三是用戶無(wú)功補(bǔ)償不夠,部分線路不能有效減少無(wú)功輸送;四是發(fā)電廠無(wú)功調(diào)節(jié)能力差,影響無(wú)功的平衡;五是電網(wǎng)中無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備不合理.

1.4 短期負(fù)荷預(yù)測(cè)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(méi)有很好的渠道進(jìn)行提前預(yù)測(cè).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(cè)率較低.

1.5 電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度意識(shí)薄弱

目前安吉縣調(diào)度專(zhuān)業(yè)人員主要是從事多年變電運(yùn)行的人員或近年剛從事電力系統(tǒng)工作的新進(jìn)職工,其電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度意識(shí)薄弱.導(dǎo)致工作人員電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度意識(shí)薄弱的原因主要有以下幾方面：一是電網(wǎng)調(diào)度和運(yùn)行人員將工作重心放在電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行上,其電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度水平不高,且認(rèn)識(shí)不夠;二是隨著近幾年電網(wǎng)建設(shè)的大力展開(kāi),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(duì)經(jīng)濟(jì)調(diào)度重視不夠;三是變電站運(yùn)行人員對(duì)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行意識(shí)淡薄,且運(yùn)行人員的流動(dòng)性大,導(dǎo)致整體業(yè)務(wù)水平不高;四是縣級(jí)電網(wǎng)運(yùn)行管理相對(duì)滯后,導(dǎo)致一些電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案得不到及時(shí)執(zhí)行.

2 安吉電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度措施

2.1 確定合理的電網(wǎng)運(yùn)行方式

合理的運(yùn)行方式,是電網(wǎng)安全、可靠運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保證.我們通常所說(shuō)的電網(wǎng)運(yùn)行方式包括正常運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式和特殊時(shí)期（如迎峰度夏、防臺(tái)防汛等）的特殊運(yùn)行方式.在這些運(yùn)行方式下,既要保證電網(wǎng)的安全、可靠運(yùn)行,又要兼顧經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題.

（1）通過(guò)潮流計(jì)算,合理安排主電網(wǎng)運(yùn)行方式.加強(qiáng)線損管理,減少線損電量,是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(gè)節(jié)點(diǎn)參數(shù)的變化就會(huì)引起眾多相關(guān)節(jié)點(diǎn)參數(shù)的變化.傳統(tǒng)的線損理論計(jì)算依靠人工,因計(jì)算工作量大,導(dǎo)致計(jì)算時(shí)間長(zhǎng),且計(jì)算誤差大,因此調(diào)度運(yùn)行人員一般采取估算或干脆憑運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換操作,這種轉(zhuǎn)變運(yùn)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(guò)潮流計(jì)算,合理規(guī)劃電源容量、接入點(diǎn)和網(wǎng)架,選擇無(wú)功補(bǔ)償方案,對(duì)電網(wǎng)在大、小方式下的潮流交換控制、調(diào)壓能力進(jìn)行預(yù)測(cè);在編制年度運(yùn)行方式時(shí),選擇典型方式進(jìn)行潮流計(jì)算,從而發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié),供運(yùn)行人員進(jìn)行分析并采取對(duì)策,并對(duì)規(guī)劃、基建部門(mén)提出改進(jìn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的建議;檢修及特殊運(yùn)行方式下的潮流計(jì)算可用于日運(yùn)行方式的編制,指令發(fā)電廠開(kāi)停機(jī)方式,以及有功、無(wú)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(shí)踐證明,通過(guò)潮流計(jì)算不僅有利于年度檢修及特殊運(yùn)行方式的確定,還為電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式提供了可靠的依據(jù).

（2）通過(guò)短期負(fù)荷預(yù)測(cè),合理安排配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式.配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是在保證配電網(wǎng)安全運(yùn)行、滿足供電量及供電質(zhì)量的基礎(chǔ)上,通過(guò)技術(shù)措施最大限度地降低供電線路有功損耗和無(wú)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(guó)慶、春節(jié)期間配網(wǎng)方式調(diào)整等,而負(fù)荷是隨時(shí)變化的,按季節(jié)調(diào)整對(duì)配電網(wǎng)的降損效果并不明顯.隨著配網(wǎng)自動(dòng)化水平和通信技術(shù)的提高,根據(jù)負(fù)荷的實(shí)際情況調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),進(jìn)行實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整勢(shì)在必行.

短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的目的是與配電網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行相結(jié)合,計(jì)算在負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果下配電網(wǎng)絡(luò)的新運(yùn)行方式所產(chǎn)生的效益,并進(jìn)行評(píng)估.通過(guò)評(píng)估結(jié)果,合理地選擇配電網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)點(diǎn),然后通過(guò)設(shè)置分段點(diǎn),合理地分配線路負(fù)荷,使線路及主變壓器運(yùn)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(jì)運(yùn)行方式

系統(tǒng)中變壓器的臺(tái)數(shù)多時(shí),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(jì)運(yùn)行的一個(gè)重要指標(biāo).目前縣級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)對(duì)2臺(tái)雙繞組變壓器,出于安全、穩(wěn)定運(yùn)行的目的,一般安排兩種運(yùn)行方式,對(duì)應(yīng)著兩條ΔP=f（S）有限長(zhǎng)曲線.兩條曲線之間的交點(diǎn)處總功率損耗相同,我們稱(chēng)相交點(diǎn)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?yàn)樨?fù)荷性質(zhì)的不同,各臺(tái)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(wàn)千瓦左右,因此針對(duì)不同的季節(jié),要通過(guò)計(jì)算主變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行曲線,合理安排主變壓器運(yùn)行方式.

2.3 加強(qiáng)無(wú)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(wú)功設(shè)備由電力部門(mén)直接調(diào)度,可隨時(shí)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(wú)功管理自覺(jué)性較差,僅靠電力部門(mén)對(duì)高壓輸配電網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功補(bǔ)償是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的.只有在低壓配電網(wǎng)絡(luò)中合理實(shí)施無(wú)功補(bǔ)償,才能使電網(wǎng)運(yùn)行在最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)狀態(tài).

對(duì)于無(wú)功補(bǔ)償不足的線路,可以采取線路集中或分段補(bǔ)償措施.由于線路損耗增加主要是無(wú)功導(dǎo)致線路電流增大的結(jié)果,所以在補(bǔ)償時(shí)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(diǎn),因此宜采取分段梯級(jí)補(bǔ)償.補(bǔ)償容量的確定一般應(yīng)按照電容補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化運(yùn)行方式進(jìn)行選擇和校驗(yàn)修正.

對(duì)于小水電線路,可以通過(guò)分季節(jié)取消水電機(jī)組功率因數(shù)考核值來(lái)實(shí)現(xiàn).因?yàn)槟壳鞍布h電網(wǎng)內(nèi)小水電機(jī)組大多是上世紀(jì)90年的代機(jī)組,設(shè)備狀況較差,在豐水期季節(jié),小水電機(jī)組并網(wǎng)的90%以上調(diào)度無(wú)可靠的調(diào)節(jié)手段,導(dǎo)致線路有功、無(wú)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(duì)較低的線路,只有取消小水電機(jī)組力率考核,在豐水期要求在機(jī)組運(yùn)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(wú)功功率在線路上的傳輸.

針對(duì)變電站每個(gè)季節(jié)無(wú)功需求的變化,合理調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償容量,防止單臺(tái)無(wú)功設(shè)備容量過(guò)大而導(dǎo)致無(wú)功倒送至上級(jí)變電站,同樣是不可忽視的問(wèn)題.

2.4 電網(wǎng)運(yùn)行電壓要合理

電網(wǎng)的運(yùn)行電壓對(duì)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(shí),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(shí),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(yùn)行時(shí),因負(fù)荷低,所以運(yùn)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(duì)于配電線路片面強(qiáng)調(diào)提高運(yùn)行電壓是不合理的,需有載調(diào)壓與補(bǔ)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(jì)運(yùn)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(jí)調(diào)度,要根據(jù)負(fù)荷的變化情況,做好每條線路、每臺(tái)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(shí)段合理選擇線路運(yùn)行的電源點(diǎn)或分段點(diǎn).

三相負(fù)荷不平衡,除了影響變壓器的安全運(yùn)行外,也增加了線損,因此應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)行三相負(fù)荷的測(cè)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(duì)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(shì)下,電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行勢(shì)必會(huì)成為擺在電網(wǎng)運(yùn)行工作者面前的又一個(gè)課題,經(jīng)濟(jì)運(yùn)行也將會(huì)是學(xué)者們?nèi)蘸笥懻撟疃嗟脑掝}之一.

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TM731

A

1009-1734（2010）S0-0017-03

2010-05-10

劉俊,助理工程師,從事電力系統(tǒng)運(yùn)行和調(diào)度研究.