摘要：本文基于节能降损和改善系统运行稳定、提高供电电压质量水平的总原则，根据阳西地区的用电负荷特征，对220kV坝基头（阳西）变电站（以下简称阳西站）电力供电区近期和远期的电网状况和用电负荷进行了分析预测。通过采用电力系统分析综合程序软件（PSASP）对阳江电网进行潮流模拟，得出了阳西站近期和远期无功配置的优化合理方案。
关键词：节能；负荷；潮流；模拟；优化
0.引言
阳西县位于阳江市西部，阳西县未来负荷发展主要有两个增长点：一是工业园区的开发建设，广东阳西生态型民营科技工业区位于县城北郊，广湛高速公路入口，与 325 国道相接，地理位置十分优越，规划面积 40km2；二是临港新区的开发，阳西县拥有优异的岸线资源，未来重点打造综合渔港经济区和广东省西翼重要能源基地。随着近年来阳江市和该县经济的迅速发展，用电负荷增长很快，电网规模已经难以适用社会用电需求。阳西县目前只有110kV变电站进行供电，新建的阳西站将是该县唯一座220kV变电站。因此，该站在相当长一段时间内对阳西县和阳江电网将起着重要作用，对该站进行无功优化是十分必要的。
2.阳西站基本情况介绍
2.1接入系统方案
（1）220kV最终出线6回，本期出线4回，即：解口220kV春城－河东（河春线）、碟岭－茂名电厂（蝶茂线）线路接入本站。新建本站至河春线、蝶茂线西侧解口点同塔双回线路长约2×9km，单回路长约0.7km，新建本站至河春线、蝶茂线东侧解口点同塔双回线路长约2×9km，单回路长约0.5km，新建线路导线截面采用2×400mm2。
（2）110kV最终出线12回，本期出线5回，分别为：
1）解口110kV福安－长兴单回线路接入本站，新建本站至长兴站侧解口点线路长约1.5km，至福安侧解口点线路长约0.7km；
2）、新建本站至110kV长兴站线路1回、长约9.5km，其中新建双回路同塔、挂单回导线段长约7.7km，利用已建双回线路同塔挂单回路导线段长约1.1km；
3）、新建本站至110kV福安站线路1回、长约20.5km，其中新建双回路同塔、挂单回导线段长约19.4km，利用已建双回线路同塔挂单回路导线段长约1.1km；
4）、新建本站至110kV八甲站线路1回、长约50km；
以上新建110kV线路导线截面均为240mm2。
2.2阳西站建设规模如下表1。
表1 阳西站建设规模表
阳西站供电区目前有小水电装机容量20MW，无其它电源，远期无新建电源规划。根据负荷预测，2018年该站夏大方式下最高负荷为78MW，冬大方式下最高负荷为70MW。
3.无功补偿配置原则
根据《广东电网规划设计技术原则》，变电站无功补偿配置具体考虑原则：电网的无功补偿按分层分区和就地平衡原则配置,采用用户端分散就地补偿与地区变电站集中补偿相结合的方法,以利降低电网损耗和有效的控制电压质量。
根据南方电网有限责任公司颁发的《电力系统电压质量和无功电力管理办法》中，对220kV变电站无功补偿总容量和单组容量的配置提出了以下具体要求：
1）220kV变电站的最大单组无功补偿装置投切，引起所在母线的电压变化不宜超过电压额定值的2.5％。
2）一般情况，无功补偿装置接于35kV电压等级时单组补偿容量不宜大于12MVar；无功补偿装置接于10kV电压等级时不宜大于8MVar。
3）可满足单组电容或电抗投切时主变220kV母线和110kV母线的电压变化率均在2.5％以内。
4）总补偿度能满足对220kV线路功率因数大于0.95的要求。
因此，在确保合理补偿度的前提下，尽可能减小单组电容或电抗投切所引起的电压波动。
4.初期小负荷下并联电抗器配置
在阳西站投产初期负荷较轻的情况下，以及在其较长的输电线路充电电容的作用下，可能产生较高的终端电压。为验证结果，分别对该站运行初期低压侧不投并联电抗器、投入2×10MVar并联电抗器，投入3×10Mvar并联电抗器三种运行工况进行模拟。
表2 阳西站低压侧并联电抗器投退功率因素及电压变化表 单位：kV
说明：
1）2018阳西县该年冬季最高负荷为SD=70MW，取小负荷SX=SD*30%=21MW。小水电装机容量为20MW,利用容量取20%即为4MW。则通过阳西站下网总负荷为S=21-4=17MW；
2）110kV、10kV母线电压是指阳西站供电区域内所有变电站母线平均电压；
由表2分析，在阳西站运行初期轻载情况下，如果不投并联电抗器，110kV、10kV电压水平都偏高，将对运行设备产生不良影响。而且输电线路功率因素偏低，将产生较大的线路损耗，不利于节能降损。在投入2×10MVar并联电抗器的工况下，10kV电压水平仍稍高，综合各种因素考虑，投入3×10Mvar并联电抗器比较合理。
5.近期和远期大负荷下电容器配置
在远期高负荷情况下，阳西站供电区将要补偿大量无功，为确保无功就地平衡，需要考虑在阳西站增加电容器。分别对近期和远期阳西站大负荷情况下的运行进行模拟。
表3 阳西站电容无功补偿配置计算结果表 单位：kV MW MVar
说明:
1）计算负荷按接近主变容量的90％左右考虑最高负荷；
2）除阳西站低压侧配置并联电容器外，其供电区的110kV变电站也配置了相应容量的并联电容器；
3）要求220kV线路功率因素达到0.95以上，尽量确保无功就地平衡；
4) 根据实际情况，阳西站近期10kV负荷取18MW，远期10kV负荷取70MW，功率因素均取0.9。
根据表3中计算结果，阳西站在近期大负荷情况下需配置8MVar的电容器两台，远期大负荷下需配置8MVar电容器七台。
6.结论
基于节能降损、确保电能质量的总原则，按照南方电网公司无功配置的基本原则要求，对阳西站无功配置优化如下：
在建站初期，建议本站#1主变压器10kV侧配置2×8MVar并联电容器及3×10MVar并联电抗器。考虑到一定的裕度，在扩建#2、#3主变时每台主变10kV侧配置4×8MVar并联电容器，随着负荷增加，电抗器不需增加。
通过科学合理的无功优化，该方案使阳西站的电压质量得到了提高，减少了线损，节省了投资，使得该电网在不同阶段电压均在合格范围内。
220kV阳西变电站按此配置无功补偿容量，阳西电网在各运行阶段潮流分布合理，符合《广东电网规划设计技术原则》及《电力系统电压和无功电力技术导则》（SD325）相关规程要求。
参考文献：
[1] 《电力系统电压和无功电力技术导则》（SD325）
[2] 《广东电网规划设计技术原则》
[3] 《电力系统调度规程》
[4] 《电力系统稳态分析》
[5] 《电力系统设计手册》
论文作者:司艳艳
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
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