（国网宁夏电力公司石嘴山供电公司 宁夏石嘴山 753000）
摘要：本文对石嘴山电网运行特点、大用户无功补偿设备运行情况进行了分析，指出大用户无功管理存在的问题对石嘴山电网的影响，提出了做好大用户无功运行管理的措施及建议。
关键词：无功电压 大用户 无功补偿
1.引言
电力系统无功功率优化和无功功率补偿是系统安全经济运行、降低损耗的重要组成部分，通过对电力系统无功电源合理配置、无功最佳补偿，不仅可以提高电能质量、降低电网损耗，还可以提高电网运行的稳定性。大电力用户无功补偿设备的合理运行，可以进一步增强系统的输电效率，提高整个系统的经济运行水平。
2.石嘴山电网无功配置及运行情况，大用户无功配置及运行情况
石嘴山电网负荷特点是高耗能及大工业负荷占总负荷的90%以上。截止2014年底，石嘴山电网变电总容量10492.65MVA，网内安装电容器总容量1833.442Mvar。按照《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》的要求，石嘴山电网无功电源配置达到《导则》要求的中下水平。
石嘴山电网无功电压管理主要采用AVC无功电压管理系统自动调节，辅助以监控员人工调节。
2014年电网最大负荷在2880MW（6月3日最大2884MW）左右，预计2015年最大负荷将达到3100MW左右。按照石嘴山电网最大负荷功率因数计算系统无功需量，从各电厂无功出力及系统内无功电源配置情况计算，可以满足各电压等级无功平衡，且石嘴山电网所有变压器已全部实现有载调压运行，通过系统调压、无功补偿，应该可以保证无功电压运行规定的要求。
近年来，石嘴山供电公司加大对大用户的无功设备管理，在进行调度管理时加大对大用户无功设备的配置管理，故大用户无功设备配置总体较高。但在实际运行中，由于大用户的无功设备不能随其负荷变化及时投退，造成了无功的过补偿或欠补偿。
3、存在的问题
经长期电网运行分析认为，石嘴山电网母线电压波动大暨电压合格率较低和功率因数水平较低，主要与电网大用户负荷及无功设备管理有关。大用户无功设备配置总体较高,但配置不合理；石嘴山电网以高耗能负荷为主，在正常生产时大用户无功负荷需求较大，部分用户无功补偿投入不足，变电站至用户受电端线路中有大量无功交换，造成用户侧功率因数及电压水平偏低，变电站供电能力下降，同时加大了系统电压、功率因素调节和无功平衡控制难度（如：220千伏永乐变58113永昌线、220千伏福祥变28327福和线、220千伏陶乐变31116陶昊线、220千伏潮湖变312潮太乙线等用户）；由于避峰生产，大用户集中出炉，且在冶炼出炉和后续炉体填料过程中部分用户无功设备又不能及时退出，造成用户侧无功过补偿，电网电压突然急剧升高，AVC系统计算并调节无功设备需一定时间，从而造成石嘴山电网电压波动大，无功电压管理较为困难，变电站电容器经常承受过电压冲击，且电容器频繁投退，而造成电容器容易损坏，加剧了无功电压管理的难度。
通过调查分析，石嘴山电网大用户在无功运行、管理中存在的主要问题如下：
3.1 由于电网中大功率非线性负荷（电弧炉）比较多，对电网冲击和谐波污染严重、电压波动大，造成部分变电站和用户电容器损坏。电弧炉冶炼工艺要求造成用户负荷波动较大，在冶炼出炉和后续炉体填料间隙过程中（一般为30-40分钟），电弧炉用电负荷、无功需求达到最小值，为避免电容器频繁投切造成电容及高压开关损坏，绝大多数用户不进行电容器操作，造成用户侧无功过补偿或欠补偿。
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3.2 用户专线无功消耗比较多，生成过程中负荷波动大，用户电容器投入后满足负荷高峰时无功需求，在低谷时不及时退出，向系统倒送无功，加大了线损，造成变电站电压波动，导致变电站电容器频繁投切，损坏严重。
3.3 用户对无功补偿重视程度不够，在无功补偿装置出现问题时，因为不影响用电，不及时修复或更换，造成用户侧无功补偿容量减少。
3.4 大用户功率因素按月考核平均功率因素，用户阶段性投切电容器造成变电站无功补偿不足，导致变电站电压偏低、变压器负载加大。在用户无功管理方面，因为缺少有效的实时监测手段，不能达到对用户电容器投入情况的实时监控，用户无功管理困难。
3.5 部分大用户单组电容器容量过大，各组容量相等，绝大多数是手动投切，对系统无功缺额不能实现动态补偿，单组电容器由于容量较大在投切时造成系统过补偿或欠补偿。
4、措施及建议
4.1 针对无功配置提出的建议
1）石嘴山电网高耗能负荷集中在几个工业园区，各园区变电站可适当增加集中补偿电容器备用容量，在个别电容器损坏时可以及时投入备用容量，以满足无功需求、稳定电压水平。此项工作2014、2015年石嘴山电网正在有计划的进行，目前完成了部分220千伏变电站无功设备备用容量的增投，后续将进行主带高耗能负荷的110千伏变电站的无功设备备用容量的增投。
2） 石嘴山电网220千伏变电站110千伏母线所带大用户数量较35千伏母线少，但110千伏母线所带大用户负荷特别大，在用户侧无功补偿不足的情况下，会导致变电站中压侧功率因数很低，在变电站集中补偿时，无功补偿容量很大，在这种情况下，无功补偿在低压侧是不经济的，为避免低压侧向中压侧传送大量无功，太多的占用变压器中低压绕组容量，可以考虑在高耗能负荷集中的变电站主变中压侧适当安装电容器。
3）石嘴山电网电业电容器采用等容量分组配置。220千伏主变一般一台主变配置三组电容器；110千伏主变一般一台主变配置两组电容器或者一台电容器，且配置的电容器容量多数一样。这种分组方式在负荷变化比较大、峰谷差悬殊时，容易导致无功过补偿或欠缺，并且两组电容器同时投退对系统冲击较大。如果采用不等容量分组方式，AVC自动计算系统所需无功，或者人工根据需求投退相应容量的电容器，可以提高补偿效果。
4）主网补偿推广无功静止补偿装置（SVC），可以动态补偿系统无功，提高功率因素水平，有效消除电弧炉造成的三相不平衡。由于静止补偿装置（SVC）造价高，在用户侧推广的可能性不大，可以在用户接入系统设计审查时，对用户提出小容量、多分组要求，用户可以多种容量组合选择投切无功设备，同时避免单台补偿装置损坏时无功缺口大的问题。
5）在用户接入系统设计审查过程中，要求用户按无功平衡要求配置补偿设备，提高功率因素控制水平。
4.2 无功补偿设备的运行管理建议
1） 加强变电站无功电压设备运行管理。及时总结AVC系统运行情况，根据电网运行情况及时调整AVC运行策略，保证AVC调节的实时性和正确性。
2） 加强用户对无功补偿的认识。电力营销部门要从技术层面向用户宣传无功补偿与节能降损的关系，结合用户负荷，计算用户无功补偿平衡后对用户产生的经济效益，促进用户无功补偿的积极性。完善用户无功管理考核办法，采取有效措施要求用户在需要无功补偿时及时投入电容器。
3）调度监控综合自动化系统扩展用户负控管理功能，负控终端接入用户电容器开关、遥测信息量。石嘴山电网所有母线电压、各变电站功率因数均已实现实时监控及越限信息报送，建议将大用户在负控主站系统增加无功优化功能，提供报警信息上送调度监控系统，并分时记录用户无功补偿情况，使得电网监控员能够实时、准确监视电网及大用户负荷及无功设备运行情况，作为监控员采取准确的措施调节无功电压的主要依据。
4） 按照电力系统无功补偿配置及运行要求，结合地区电网及大用户负荷性质等特点，加强用户无功设备及时投退的管理。电网调度员和监控员对用户电容器投退进行实时的监测和控制，尤其要强化负荷波动节点的管控。监控员掌握由于大用户无功设备不能及时投退，从而造成主网无功电压不合格及功率因数低的情况，要及时与用户联系人联系沟通，及时投退无功设备，满足系统要求。
5）综合自动化系统采集数据为调控值班员提供用户无功数据，并作为考核用户功率因素的依据。有关部门尽快出台统一标准和考核办法，使得对用户功率因素考核有据可依，强化用户无功管理的自主意识。
论文作者:田小玲
论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿
论文发表时间:2016/4/22
标签：石嘴山论文; 用户论文; 电网论文; 电容器论文; 负荷论文; 变电站论文; 电压论文; 《电力设备》2015年第10期供稿论文;