蚌埠电网调度自动化avc系统的实用化研究.pdf

c l a s s i f i e di n d e x ：t m 7 3 4 u d c ：6 2 1 3 c a n d i d a t e ： t h e s i sf o rt h em a s t e r d e g r e e a p p l i c a t i o no f a u t o m a t i c v o l t a g ec o n t r o l i nb e n g b ue l e c t r i cp o w e r s u p e r v i s o r ： a c a d e m i cd e g r e e a p p l i e df o r ： s p e c i a l i t y ： s c h o o l ： d a t eo fd e f e n c e ： d e g r e e c o n f e r r i n g - i n s t i t u t i o n ： q ux i a n g h u a p r o f h o n g s h a nz h a o m a s t e ro f e n g i n e e r i n g e l e c t r i c a le n g i n e e r i n g s c h o o lo fe l e c t r i c a la n de l e c t r o n i c s t m g m e e r m g j u n e ，2 0 1 3 n o r t h c h i n ae l e c t r i cp o w e ru n i v e r s i t y 63m哪哪- i9咖32洲y 华北电力大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文蚌埠电网调度自动化a v c 系统的 实用化研究，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行 研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或 撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以 明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。 作者签名：曲囱孚 同期：勾髀莎月子f 1 华北电力大学硕士学位论文使用授权书 蚌埠电网调度自动化a v c 系统的实用化研究，系本人在华北电力大学攻读 硕士学位期问在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大 学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大 学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件 和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩 印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。 本学位论文属于( 请在以上相应方框内打“”) ： 保密口，在年解密后适用本授权书 不保密 同期：z o # 3 年石月8 同 r 期：澎年月同 勿 宰嵫 自、乏 酌岔 名 名 签 签 者 师 作 导 摘要 摘要 随着我国电力系统快速发展，电网规模不断扩大，电网结构和运行方式变得日 益复杂，传统的电压无功手动调节方式已越来越不适应电力系统发展的需要，电压 无功自动控制已成为改善电能质量、降低电网损耗、减轻运行人员劳动强度必不可 少的手段。最近几年，自动电压控制研究备受人们关注，各省地调均建设并投入了 自动电压控制( a v c ) 系统。 本文结合蚌埠电网的目前建设和运行管理状况论述了a v c 系统在蚌埠电网调 度运行中应用的必要性。针对蚌埠电网的需要和特点，分析了蚌埠电网的无功电压 现状、存在的问题，并引入新的自动电压控制系统，详细介绍新系统的主要控制策 略、技术方案和算法，以及系统功能的调试和应用情况。为了更好的实现a v c 系 统各项功能，我们进行了一系列的功能调试、测试等工作，通过现场实际应用，新 a v c 系统改善了蚌埠电网电能质量，提高了经济效益，有效减轻了运行人员的劳动 强度。 关键词：地区电网；自动电压控制；控制策略 a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fp o w e rs y s t e m ，t h ep o w e r g r i d sh a v eb e e ne x p a n d i n g i no u rc o u n t r y , t h eg r i ds t r u c t u r ea n do p e r a t i o nm o d eb e c o m e si n c r e a s i n g l yc o m p l e x ，t h e t r a d i t i o n a lw a yo fm a n u a la d j u s t i n gt h ev o l t a g ea n dr e a c t i v ep o w e rc a nn o tm e e tt h e n e e d so fp o w e rs y s t e md e v e l o p m e n tm o r ea n dm o r e v o l t a g ea n dr e a c t i v e p o w e r a u t o m a t i cc o n t r o lh a sb e c o m eai n d i s p e n s a b l et o o lw h i c hc a ni m p r o v ep o w e rq u a l i t y , r e d u c en e t w o r kl o s s e sa n da l l e v i a t ew o r k i n gi n t e n s i t yo fo p e r a t o r i nt h el a s tf e wy e a r s ， t h er e s e a r c ho na u t o m a t i cv o l t a g ec o n t r o lg e t sm u c hc o n c e m ，e v e r yp r o v i n c i a la n d m u n i c i p a lp o w e rd i s p a t c h i n gc e n t e rh a sc o n s t r u c t e da n dp u ti n t oo p e r a t i o nt h ea u t o m a t i c v o l t a g ec o n t r o l ( a v c ) s y s t e m o nt h eb a s i so fb e n g b ug r i dc o n s t r u c t i o na n do p e r a t i o nm a n a g e m e n ts t a t u s ，t h i s a r t i c l ed i s c u s s e st h en e c e s s i t yo ft h ea p p l i c a t i o nt h a tu s e sa v c s y s t e mi nb e n g b up o w e r d i s p a t c h i n go p e r a t i o n t od i r e c ta tt h en e e d sa n dc h a r a c t e r i s t i c so fb e n g b ug r i d ，t h e a u t h o ra n a l y z e st h ep r e s e n ts i t u a t i o na n de x i s t e dp r o b l e m so ft h er e a c t i v ep o w e ra n d v o l t a g ei nb e n g b ug r i d ，a n di n t r o d u c e san e wa u t o m a t i cv o l t a g ec o n t r o ls y s t e m ，w h i c h d e t a i l so ft h en e ws y s t e m sm a i nc o n t r o ls t r a t e g i e s ，t e c h n i c a ls o l u t i o n sa n da l g o r i t h m s ， a n dt h ed e b u g g i n go fs y s t e mf u n c t i o n sa n da p p l i c a t i o n s i no r d e rt ob e r e ra c h i e v et h e v a r i o u sf u n c t i o n so ft h ea v c s y s t e m ，w eh a v ec a r r i e do u tas e r i e so fd e b u g g i n g ，t e s t i n g a n de t c b yt h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o no ft h es c e n e ，w ef o u n dt h a tt h en e wa v c s y s t e mh a s i m p r o v e dt h ep o w e rq u a l i t yo fb e n g b ug r i da n dh a si n c r e a s e de c o n o m i ce f f i c i e n c y , a l s o h a se f f e c t i v e l ya l l e v i a t e dw o r k i n gi n t e n s i t yo fo p e r a t o r k e y w o r d s ：r e g i o np o w e rs y s t e m s ，a u t o m a t i cv o l t a g ec o n t r o l ( a v c ) ，c o n t r o ls t r a t e g y i i 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i 第1 章绪论1 1 1 研究背景1 1 2 国内外研究现状1 1 3 主要研究工作一3 第2 章蚌埠电网自动电压控制模式。4 2 1 蚌埠电网无功电压现状4 2 1 12 0 1 2 年电网无功电源运行分析一4 2 1 2 无功电源存在的问题及解决措施1 0 2 2 自动电压控制系统运行模式1 1 2 2 1 主要系统功能1 1 2 2 2 基本控制模式1 2 2 3 蚌埠电网自动电压控制存在的问题1 3 第3 章新a v c 系统的技术方案和算法1 4 3 1 新a v c 系统总体介绍。1 4 3 2 基于动态分区分级的专家控制策略l6 3 2 1 全网电压优化调节1 7 3 2 2 全网无功优化控制1 9 3 2 3 全网自动协调控制2 0 3 3 区域策略寻优算法21 3 3 1 功能概述2 1 3 3 2 模型算法2 2 3 4 控制策略和算法亮点2 3 3 5 省地两级电网间的协调控制2 4 3 5 1 省地协调控制原理2 4 3 5 2 地调侧技术规范2 5 3 5 3 信息交互实现2 6 第4 章新a v c 系统现场应用分析2 7 4 1 蚌埠电网a v c 控制策略2 7 i i i 目录 4 1 1 蚌埠电网概述2 7 4 1 2 变电站自动分区2 7 4 1 3 省地信息联合控制2 9 4 1 4 变电站控制策略分析31 4 2 软件优点分析3 2 4 2 1 监控界面利于维护3 2 4 2 2 闭锁复归方式灵活设置4 2 4 2 3a v c 系统重要信息上实时告警窗4 6 4 3a v c 系统运维规定4 7 4 4a v c 系统实施效果5 0 第5 章结论与展望5 5 5 1 结论。5 5 5 2 展望5 6 参考文献5 7 攻读硕士学位期间发表的论文。5 9 致谢6 0 i v 华北电力大学硕士学位论文 1 i 研究背景 第1 章绪论 电网的安全、经济、优质运行是电力系统调度与运营所追求的目标，其中无功 电压方面的控制至关重要，电网电压质量的好坏直接干扰着电网的稳定及电力设备 的安全运行，而无功功率的高低对于电压的质量和电网的损耗起着很大的影响。 随着我国电力系统快速发展，电网规模不断扩大，电网结构和运行方式变得日 益复杂，传统的电压无功手动调节方式已越来越不适应电力系统发展的需要，电压 无功自动控制已成为改善电能质量、降低电网损耗、减轻运行人员劳动强度的必不 可少的手段。最近几年，自动电压控制研究备受人们关注，各省地调均建设并投入 了a v c 系统。 电网的无功电压控制是一项极其复杂的系统工程，分层分区控制是其基本原理 【l j 。为了解决电网的电压质量问题，以往一般采用局部、分散、人工的控制方式， 缺乏彼此问的协调，这势必影响了控制的时效性和准确性，难以确定良好的优化效 果【2 j 。随着调度自动化( e m s s c a d a ) 系统的技术发展，无功电压分析与在线控 制领域得到了前所未有的重视【3 j 。 2 0 0 3 年发生的“8 1 4 ”美加大停电主要经验教训其一是无功功率特别是动态无 功储备不足，电压低；其二是保护误动发生一系列线路开断等相继故障 4 1 。因此， 如何避免电网发生类似大面积停电事故以及确保在事故发生后尽快恢复供电、减少 对社会和人民生活的影响，构建电网安全防御系统尤其显得迫切【5 】。 1 2 国内外研究现状 电力系统电压无功优化控制问题是一个复杂的非线性规划问题，它涉及的因素 较多，具有大规模、多约束、多目标、控制变量离散等特性，再加上电力系统互联 性，运行的瞬时性及动态性等因素的影响，给有效的控制带来了困难。近几十年来， 国内外的众多电力工作者和科研人员在电压无功优化控制领域开展了大量的研究 工作，取得了很多成果。 目前，国内外已实现的大电网自动电压控制系统大体上可以分为二类： 两级电压控制模式：调度控制中心统一决策，将控制方案直接下发到控制设备， 完成全局的电压控制。其代表有德国r w e 电力公司、福建电力公司、河南电力公司 等。优点是系统结构简单，容易实现；不足是对能量管理系统( e m s ) 的高级应用 软件依赖性很强，运行可靠性不高【6 l 。 华北电力大学硕士学位论文 三级电压控制模式：调度控制中心以协调全网经济性和安全性为目标进行统一 决策；二级区域控制中心以在电网动态过程中尽可能逼近控制中心下发的控制决策 为目标，兼顾区域无功动态储备和均衡，仅收集区域内少量的s c a d a 采集数据作为 决策的输入信息，以区域为基本单元完成电压闭环控制；一级电压控制器安装在厂 站中，执行二级区域控制中心下发的控制命令，实现电压的自动调节。其代表有法 国e d f 电力公司、意大利电力公司、江苏电力公司等。优点是对e m s 高级应用软件 依赖性不强，运行可靠性高，能较好的协调系统经济性和安全性之间的关系，控制 过程与长期以来的无功电压控制实践相一致；缺点是结构较直接电压控制模式为复 杂。 在控制策略和算法上主要有以下几种： ( 1 ) 电压无功分区控制模式 利用电压和无功构成综合判据，按照电压上、下限和无功上、下限将运行区域 划分为九个区，形成了目前应用最广泛的“九区图”或“十六区图”控制理论。 ( 2 ) 基于专家系统的电压无功控制原理1 7 j 实际应用中，运行调试人员预先根据经验和具体要求，根据可能出现的各种情 况制定一套基于规则的专家系统。运行时，专家系统针对具体的变电站配置情况、 电压等级、系统运行时段，模拟专家决策的过程，根据规则综合、智能的调节电压 无功，从而达到预期控制目标。 ( 3 ) 优化控制模式 利用潮流计算的灵敏度分析功能，得到控制设备对母线电压、关口功率因数， 网损的影响，同时考虑设备的操作费用，得到控制设备的调整综合指标。将调整综 合指标进行排序来选择控制设备。通过对控制费用和控制综合指标模型的修改来影 响无功电压控制设备的优先级和频度，替代原来的复杂规则使系统易于维护，同时 实现无功电压的优化控制。 h ) 经济压差法哺j 经济压差法基于线路功率传输基本原理，即线路无功传输为零，线路无功分点 恰恰位于线路中点，电压质量最好，接近直流线路运行；线路传输无功造成的有功 损耗最小，它为无功分点在线路首端或末端时有功损耗的1 4 。此时线路首、末端电 压之差为经济压差( au j ) ，只有有功在电阻上的电压降落u j ( p r + q x ) 几 p r a j 。经济压差原理实际上是无功分层分区优化平衡原则的定量描述，当系统处于 较高电压水平运行时，如果每条线路无功传输均满足无功优化平衡原则，则全网无 功潮流分布能够达到最优状态。 ( 5 ) 基于人工神经网络b p 网络的电压无功控制原理【9 】 人工神经网络集若干新兴学科于一体，具有强大的信息分布式存储和并行处理 2 华北电力大学硕士学位论文 功能，适于解决大型复杂的非线性多变量系统的相关问题。利用人工神经网络中的 b p 网络，对目前愈趋复杂的电力系统的无功电压优化问题提出解决方案，避免了求 解多变量非线性混合约束方程组的难题，使得问题的解决方案更简易可行。 ( 6 ) 自适应免疫粒子群算法在动态无功优化中的应用【1 0 1 根据电力系统实际运行中负荷不断变化的情况，提出了动态无功优化问题的完 整数学描述和计算方法。从负荷曲线的特点出发，结合设备动作次数约束，提出利 用遗传算法进行智能化负荷分段的方法。利用引入免疫系统的免疫信息处理机制和 自动调节动量系数的自适应因子的粒子群算法，从整体上获得系统的最优控制方 式。 1 3 主要研究工作 从蚌埠电网无功电压实际运行的角度出发，着重研究以下内容： ( 1 ) 研究蚌埠电网当前无功分布、电压质量、自动电压控制系统的运行情况。 研究蚌埠电网的自动电压控制系统的算法、策略，从软件算法自身角度分析其缺点， 并结合蚌埠电网的电压质量、无功电源分布情况、经济运行等具体应用效果进行综 合分析当前自动电压控制系统存在的主要问题。 ( 2 ) 如何做到各电压等级电网无功平衡，a v c 系统算法策略合理，控制命令 及时校正不合格的关口力率和母线电压，使系统运行在允许的高电压水平上。根据 蚌埠电网自动电压控制问题的分析结果，改变无功电源的分布，对蚌埠电网的a v c 系统进行全面升级，并采用区域策略寻优和专家系统混合算法来实现地区电网自动 电压控制。 ( 3 ) 验证改善后的自动电压控制模式的实际应用效果。将新算法应用于蚌埠 电网e m s 系统，通过实际运行效果来验证升级后的a v c 系统的有效性和实用性。 华北电力大学硕士学位论文 第2 章蚌埠电网自动化电压控制模式 2 1 蚌埠电网无功电压现状 蚌埠供电公司所辖2 2 0 k v 变电站1 0 座、11 0 k v 变电站2 5 座、3 5 k v 变电站3 座。电力电容器安装6 7 组，总容量3 3 9 万千乏，其中3 5 k v 电容器2 2 组，安装容 量1 5 2 万千乏，1 0 k v 电容器4 5 组，容量1 8 7 万千乏，全年电容器可投率9 6 5 9 、 平均投运率3 5 4 3 ，2 0 1 2 年，电容器安装容量同比增加6 2 。 2 1 12 0 1 2 年电网无功电源运行分析 根据运行统计指标表2 1 反映，蚌埠地区在最大负荷期间2 2 0 k v 变压器高压侧 平均功率因数0 9 7 7 ，满足省调无功运行指标要求。但是有个别主变功率因数较低， 无功补偿容量不足，如凤阳2 拌主变、钟阳1 撑主变高峰期间平均功率因数只有0 9 4 5 、 0 9 6 5 。 表2 12 2 0 k v 主变运行指标 名称 p m a x q m a x功率因数p m a x 平均 q m a x 平均 平均功率因数 蚌埠2 撑变6 2 21 6 3o 9 6 76 2 3 1 1 3 o 9 8 4 蚌埠3 撑变 5 7 47 40 9 9 24 6 33 8o 9 9 7 秦集1 撑变6 0 8 1 3 9 0 9 7 55 6 9 l o 2o 9 8 4 秦集2 群变9 7 5 2 2 7 0 9 7 47 5 8 1 6 50 9 7 7 高湖1 拌变 6 4 01 5 20 9 7 33 7 93 7o 9 9 5 高湖2 撑变 8 0 52 2 80 9 6 26 3 91 6 8o 9 6 7 凤阳l 撑变 1 0 2 33 8 2o 9 3 78 4 6 2 1 4 o 9 6 9 凤阳2 撑变8 9 13 4 0o 9 3 47 9 3 2 7 4o 9 4 5 涂山1 捍变1 4 9 6 4 1 8 0 9 6 31 1 7 1 2 9 4o 9 7 0 燕山l 撑变5 6 3 1 3 1o 9 7 4 3 8 6 3 2o 9 9 7 蒋南l 撑变 5 2 31 7 10 9 5 14 1 57 30 9 8 5 钟阳1 撑变 1 1 7 43 9 3o 9 4 89 3 52 5 2 o 9 6 5 官塘1 群变1 0 0 8 2 1 10 9 7 94 3 56 6o 9 8 9 陈桥l 拌变 8 3 82 4 00 9 6 15 8 11 5 50 9 6 6 合计 1 1 7 3 83 2 6 90 9 6 38 9 9 31 9 8 20 9 7 7 4 华北电力大学硕士学位论文 根据运行统计指标表2 2 反映，系统11 0 k v 关口高峰最大负荷期间平均功率因 数0 9 8 4 ，只有钟阳变5 0 1 关口、官塘变5 0 1 关口功率因数稍低，分别为0 9 5 6 、0 9 7 3 。 钟阳变主要是5 2 4 线路五河变无功补偿不足，官塘变主要是由于1 1 0 k v 中都水泥 厂、刘府变、欢塘变无功补偿不足造成。 表2 21 1 0 k v 主变运行指标 平均功率 名称 p m a x q m a x 功率因数p m a x 平均 q m a x 平均 因数 蚌埠变5 0 2 开关 7 4 31 7 3o 9 7 45 1 9 8 5o 9 8 7 蚌埠变5 0 3 开关5 7 5 4 0 0 9 9 84 6 7 1 8 0 9 9 9 秦集变5 0 l 开关 6 2 92 0 7o 9 5 05 3 1 1 5 6o 9 5 9 秦集变5 0 2 开关 7 9 99 30 9 9 35 9 55 90 9 9 5 高湖变2 0 1 开关 4 7 61 3 o0 9 6 52 1 52 10 9 9 5 高湖变5 0 2 开关 7 5 71 9 9o 9 6 75 9 21 2 2o 9 7 9 凤阳变5 0 1 开关 6 1 61 9 oo 9 5 64 2 79 10 9 7 8 风阳变5 0 2 开关 4 0 47 8o 9 8 23 7 55 50 9 8 9 涂山变7 0 1 开关 1 0 5 62 2 70 9 7 88 4 61 3 80 9 8 7 燕山变5 0 1 开关 5 6 31 1 40 9 8 03 8 92 70 9 9 8 蒋南变5 0 l 开关 4 2 57 00 9 8 73 4 44 6o 9 9 l 钟阳变5 0 l 开关 1 1 1 13 6 00 9 5 18 9 12 7 30 9 5 6 官塘变5 0 l 开关 5 8 71 5 3o 9 6 82 4 35 7o 9 7 3 陈桥变5 0 1 开关 7 9 31 7 5o 9 7 65 3 91 1 20 9 7 9 合计 9 5 3 62 2 0 90 9 7 46 9 7 21 2 6 20 9 8 4 根据运行统计指标表2 3 反映，夏季高峰大负荷期间，市区3 5 k v 关口最大有 功负荷3 2 6 万千瓦，无功最大负荷1 0 5 万千乏，无功电容器安装容量1 2 4 万千乏， 无功补偿度0 3 8 ，无功补偿容量总体上富余，主要是2 2 0 k v 变电站无功补偿装置按 照变压器容量配置集中安装在低压3 5 k v 母线上。但凤阳变3 5 k v 母线无功负荷较 大，无功补偿容量不足，满足不了无功就地补偿要求。风阳3 5 k v i 母线最大无功负 荷1 3 5 万千乏，电容器安装容量9 6 0 0 千乏，3 5 k v i i 母线最大无功负荷1 6 9 万千乏， 电容器安装容量7 2 0 0 千乏。 华北电力大学硕士学位论文 表2 - 33 5 k v 运行指标 功率因p m a x 平 q m a x 平 平均功电容器安装容 名称p m a x q m a x 数均均率因数量 蚌埠3 0 2 2 2 55 30 9 7 31 2 0 3 20 9 6 54 0 0 8 + 3 6 0 0 开关 秦集3 0 1 4 21 20 9 6 53 3 o 7 0 9 7 9 9 6 0 0 开关 秦集3 0 2 2 0 07 60 9 3 51 6 56 10 9 3 73 6 0 0 开关 高湖3 0 1 2 2 55 10 9 7 61 6 52 30 9 9 0 7 2 0 0 + 3 6 0 0 开关 高湖3 0 2 6 62 30 9 4 74 61 00 9 7 77 2 0 0 + 3 6 0 0 开关 凤阳3 0 1 5 3 51 3 50 9 7 04 1 69 00 9 7 89 6 0 0 开关 凤阳3 0 2 5 1 3 1 6 9 0 9 5 04 2 1 1 2 8 0 9 5 7 7 2 0 0 开关 涂山3 0 1 4 4 o2 3 90 8 7 93 2 81 1 40 9 4 412 0 0 0 + 6 0 0 0 开关 蒋南3 0 1 9 81 80 9 8 37 21 30 9 8 41 0 0 0 8 * 2 开关 钟阳3 0 1 6 o1 70 9 6 24 21 20 9 5 9l0 0 0 8 幸2 + 6 0 0 0 开关 官塘3 0 1 4 5 81 5 50 9 4 71 9 48 30 9 1 96 0 0 0 幸2 + 1 0 0 2 0 开关 禹王3 0 1 2 4 84 70 9 8 31 8 63 90 9 7 94 2 0 0 开关 锥山3 0 1 2 71 30 9 0 61 41 10 7 8 04 2 0 0 + 2 4 0 0 开关 锥山3 0 2 开关 1 2 6 4 8 0 9 3 59 5 3 3 0 9 4 5 合计 3 2 6 31 0 5 50 9 5 22 2 9 46 5 70 9 6 11 2 4 4 5 2 ( 注：表中无功负荷为补偿前负荷。) 根据运行统计指标表2 - 4 反映，市公司所辖变电站1 0 k v 关口最有功负荷4 7 5 万千瓦，无功最大负荷1 4 4 万千乏，电容器安装容量1 6 8 万千乏，无功补偿度0 3 5 ， 总体满足要求，但各关口不够均衡，部分关口过补、个别关口缺补甚至没有配置补 6 华北电力大学硕士学位论文 偿装置。补偿容量不足的关口主要有：工农变0 2 开关，龙湖变0 l 开关。运行存在 的问题，部分关口单台电容器容量较大，轻负荷季节无功负荷较小，电容器投不上 投运率普遍较低。大负荷季节个别关口无功补偿不足。 表2 - 4l o k v 运行指标 功率因p m a x 平 q m a x 平 平均功电容器安装 名称 p m a x q m a x 数均均率因数容量 蚌埠变 o l 开关 2 0 69 90 9 0 21 6 48 00 9 0 03 6 0 0 * 2 西郊o l 2 0 65 7o 9 6 41 6 74 90 9 5 96 0 0 0 开关 西郊0 2 2 3 15 9o 9 6 91 7 85 2o 9 6 06 0 1 2 开关 胜利变 o l 开关 2 0 76 4o 9 5 51 6 05 40 9 4 85 7 0 0 胜利变 2 8 08 2o 9 6 02 0 46 30 9 5 56 0 0 0 0 2 开关 治淮变 0 l 开关 3 5 41 1 50 9 5 12 7 38 50 9 5 42 4 0 0 + 4 2 0 0 治淮变 3 3 01 0 40 9 5 42 5 16 6o 9 6 72 4 0 伊卜4 2 0 0 0 2 开关 锥山变 0 l 开关 l o 93 5o 9 5 39 12 80 9 5 73 6 0 0 锥山变 1 2 55 90 9 0 49 04 70 8 8 63 6 0 0 + 2 4 0 0 0 2 开关 禹王变 o l 开关 9 43 0o 9 5 3 6 5 1 4 o 9 7 7 18 0 0 + 3 0 0 0 禹王变 0 2 开关 2 51 30 8 9 01 5o 50 9 5 5 长征变 0 1 开关 2 2 37 10 9 5 31 7 85 10 9 6 12 4 0 叭4 2 0 0 长征变 0 2 开关 2 5 58 20 9 5 21 9 46 1o 9 5 42 4 0 m 卜4 2 0 0 工农变 0 l 开关 2 9 57 3 0 9 7 1 2 1 4 6 00 9 6 34 8 0 0 工农变 0 2 开关 2 0 74 80 9 7 41 5 33 9o 9 7 0 华北电力大学硕士学位论文 中心变 3 5 28 20 9 7 42 3 56 o0 9 6 92 4 0 0 + 3 6 0 0 0 1 开关 中心变 4 60 90 9 8 23 3o 80 9 7 2 0 2 开关 龙湖变 9 31 90 9 8 04 71 50 9 5 0 0 1 开关 龙湖变 2 9 68 40 9 6 22 2 36 80 9 5 74 8 0 0 0 2 开关 双墩变 1 4 55 60 9 3 21 0 73 70 9 4 52 4 0 0 + 3 6 0 0 0 1 开关 小蚌埠 4 81 o0 9 7 83 70 80 9 7 92 8 8 0 0 1 开关 小蚌埠 2 31 00 9 2 0o 8o 60 7 9 l3 0 0 0 0 2 开关 张公山 7 21 80 9 7 04 81 40 9 5 93 0 0 0 0 l 开关 张公山 1 3 73 70 9 6 51 0 33 10 9 5 73 0 0 0 0 2 开关 通成变 6 21 60 9 6 94 51 20 9 6 71 6 0 0 0 l 开关 通成变 6 51 90 9 6 04 60 90 9 8 31 6 0 0 0 2 开关 燕山变 1 0 64 o0 9 3 67 92 60 9 5 l6 0 1 2 木2 + 8 0 1 6 0 2 开关 陈桥变 5 12 10 9 2 74 21 30 9 5 56 0 1 2 * 2 + 8 0 1 6 * 2 0 1 开关 青年变 6 61 90 9 6 24 61 20 9 6 72 4 0 0 + 3 6 0 0 o l 开关 青年变 4 21 40 9 4 63 31 10 9 4 42 4 0 0 + 3 6 0 0 0 2 开关 合计 4 7 5 21 4 4 50 9 5 73 5 2 91 0 8 30 9 5 61 6 8 4 8 8 ( 注：表中无功负荷为补偿前负荷。) 根据运行统计指标表2 5 反映，夏季大负荷期间钟阳变5 2 4 线路( 供五河变) 、 凤阳变5 4 3 ( 供明城变) 、凤阳变5 4 1 线路( 供刘府变) 、凤阳变5 4 5 线路( 供临淮 变) 、燕山5 9 6 线路( 八一化工厂) 、涂山变7 8 7 ( 荆山变) 无功负荷较大，说明所 供变电站无功补偿容量不足，需要采取措施增加无功补偿容量。 华北电力大学硕士学位论文 表2 5l l o k v 线路运行指标 平均功率 p m a x q m a x功率因数p m a x 平均 q m a x 平均 因数 蚌埠变5 6 4 线路 3 7 25 30 9 9 03 0 33 60 9 9 3 蚌埠变5 6 2 线路 2 1 47 80 9 3 95 41 00 9 8 5 凤阳变5 4 3 线路 4 0 58 50 9 7 93 7 66 30 9 8 6 凤阳变5 4 5 线路 2 5 56 90 9 6 51 8 54 40 9 7 3 凤阳变5 4 1 线路 4 8 21 5 60 9 5 12 4 25 60 9 7 5 官塘变5 9 1 线路 2 4 98 10 9 5 19 62 80 9 5 9 官塘变5 9 2 线路 3 2 28 o0 9 7 11 3 82 90 9 7 8 钟阳变5 2 4 线路 7 4 82 5 50 9 4 76 2 01 9 30 9 5 5 钟阳变5 2 3 线路 2 1 93 30 9 8 95 71 00 9 8 6 蒋南变5 3 4 线路 1 5 93 50 9 7 71 1 61 90 9 8 7 蒋南变5 3 2 线路 2 7 36 20 9 7 52 2 84 70 9 7 9 燕山变5 8 5 线路 1 1 32 40 9 7 81 0 41 50 9 9 0 燕山变5 8 6 线路 2 4 o9 40 。9 3 l1 9 。05 。70 9 5 8 涂山变7 8 1 线路 3 5 71 3 60 9 3 42 2 67 40 9 5 l 涂山变7 8 5 线路 4 9 46 90 9 9 01 0 33 50 9 4 6 涂山变7 8 7 线路 2 8 58 50 9 5 82 1 24 10 9 8 2 高湖变5 1 1 线路 3 4 91 4 00 9 2 81 9 92 30 9 9 4 高湖变5 1 2 线路 3 0 58 80 9 6 12 2 74 70 9 7 9 高湖变5 1 9 线路 ( 1 0 1 )( 4 9 )( 0 8 9 9 ) 4 41 o0 9 7 5 高湖变5 1 3 线路 1 8 o9 20 8 9 05 31 0o 9 8 1 合计： 5 9 1 9 1 6 6 50 9 6 33 7 7 38 4 50 9 7 6 综上所述地区电网无功电容器配置情况，供电端变电站无功补偿装置容量充 足，受电端变电站电容器补偿装置容量相对不足；市公司所辖变电站电容器配置容 量相对充足，县公司所辖变电站电容器配置容量相对缺乏，特别是县公司下级3 5 k v 变电站电容器安装容量普遍不足；新上变电站无功补偿容量充足，老旧变电站电容 器补偿容量相对不足；2 2 0 k v 变电站电容器配置容量充足、l l o k v 及以下变电站电 容器安装容量相对不足。 2 0 1 3 年预计市公司调度管辖的3 5 k v 母线关口最大有功负荷3 3 万千瓦，电容 器安装容量1 3 5 万千乏，容性补偿度o 4 。l o k v 关口最大有功负荷5 3 万千瓦，电 9 华北电力大学硕士学位论文 容器安装容量1 8 万千乏，容性补偿度o 4 。县公司最大有功负荷6 5 万千瓦，电力 电容器安装容量1 5 万千乏( 不包括下级3 5 k v 电容器) ，无功补偿度o 2 3 ，低于地 区平均水平。 预计2 0 1 3 年市公司所辖3 5 k v 无功补偿装置安装总容量仍然富余，无功补偿 装置仍然存在投运率不均问题，轻负荷季节部分电容器投不上、大负荷季节电容器 缺补现象仍然存在。 2 1 2 无功电源存在的问题及解决措施 ( 1 ) 无功补偿装置运行管理存在的问题 近年来加强对电网无功的管理工作，重视无功补偿装置配置，电网无功电源相 对较为充足，彻底改变了2 0 0 0 年以前电网无功电源缺乏、电网电压普遍偏低的局 面。同时由于大电厂无功自动控制系统的投入，电网无功自动调节能力提高，无功 电源和电压质量得到进一步改善。近两年蚌埠公司经过对无功补偿装置的不断调 整、改造，地区无功补偿装置逐步趋于合理，各关口无功接近平衡。但是受地区电 网结构及负荷结构特点影响，实际运行中无功补偿装置难以完全适应电网运行要 求，还存在一些问题。 地方电厂并入系统，无功电源送入系统，特别在轻负荷时段，无功过剩电压升 高，省调a v c 总站在下发地区无功指令时，不考虑地方电厂无功影响，地区a v c 系统为了满足上级无功指令，自动退出下级电容器无功补偿装置，造成一些关口电 容器投运率不高。 随着电网改造的进一步加大，新上变电站不断增加，变压器长期轻载运行，造 成无功补偿装置长期投不上。轻负荷季节变压器普遍轻载，各关口无功负荷较小， 而单组电容器容量配置较大，多数时间电容器不能投，电容器投运率低。 受地区负荷性质的影响，特别是铁路牵引站的运行，冲击负荷较大，这样严重 影响系统电压质量，影响电容器的正常运行。 客户电容器配置、运行监管不到位，力率标准执行不严，客户电容器管理空缺， 高压大用户无补偿缺乏。 部分2 2 0 k v 变电站供县区1 1 0 k v 变电站，县区无功补偿配置不足，缺额较大， 为了满足省调无功指令要求，需投入2 2 0 k v 变电站低压侧3 5 k v 电容器装置以补偿 变压器无功损耗以及11 0 k v 侧无功负荷，造成无功潮流不合理流动。 电容器装置缺陷有时不能及时消除，造成个别关口无功负荷得不到补偿，不能 满足无功就地平衡要求。 新上2 2 0 k v 变电站无功补偿容量均按标准配置，安装在低压母线上，因此低 压母线上配置电容器补偿容量较大、容量过剩，造成电容器投运率较低。 1 0 华北电力大学砍士学位论文 ( 2 ) 解决措施 加强电容器日常运行管理，对设备缺陷及时处理保证电容器正常可投。如凤阳 变3 6 2 、3 6 3 、3 6 4 、工农变2 4 、龙湖变2 3 、长征变0 6 、张公山0 7 电容器。 县公司应重视无功补偿装置配置及运行管理工作，对电容器配置不足的变电站 进行统计分析，制定整改计划，提高无功补偿水平，如五河、临淮、刘府、明城等 变电站。 调整运行方式，合理分配关口负荷，提高变压器负载率，提高电容器投运率。 改造调整配网结构使各变电站变压器负荷分配合理，避免变压器轻重分配不均现 象，如中心变2 拌、龙湖变l 撑变压器轻载。 调整变压器运行方式，将轻载变压器退出运行，提高变压器负载率，从而提高 电容器投运率。 建议新上变电站电容器配置时，增加电容器台数，同一关口按比例配置小中大 多组电容器，以适应不同负荷时段无功补偿需要。避免电容器容量配置单一性，运 行中出现轻负荷季节电容器投不上，大负荷季节电容器容量不够现象。 有条件逐步对部分配置不合适的变电站电容器进行调整。如：胜利变