清远电网的无功运行分析及改造方法徐忠伟1,张步涵1,陈 旭2(1.华中科技大学，武汉430074;
2.广东省电力设计研究院，广州510006)
摘 要:由于清远地理位置的特殊性，小水电比例较大且远离负荷中心，使得清远电网丰、枯水期电网运行方式有很大的不同。从无功补偿的原理，分析了清远电网电压偏高的原因。采用灵敏度分析的方法，计算出清远电网无功补偿的容量及补偿地点，从根本上改善了清远电网电压的异常。
关键词:无功功率;无功补偿;丰水期;枯水期
AnalysisofReactivePowerandReconstructionMethodof
QingyuanPowerGridXUZhongwei1,ZHANGBuhan1,CHENXu2(1.HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China;
2.GuangdongElectricPowerDesignInstitute,Guangzhou510006,China)
Abstract:DuetothelargeproportionofsmallsizedhydropowerinQingyuanpowersystemaswellasthefarlocationfromloadcenter,theoperationmodeisfardifferentduringtherainingseasonsanddryseasons.ThereasonsofthehighvoltageinQingyuanpowersystemarepresentedinthispaper.ThecapacityandsitesofreactiveloadcompensationinQingyuanpowersystemaregivenusingthesensitivityanalysis.Afterreactivecompensation,thevoltageofthepowersystemisimproved.
Keywords:reactivepower;reactivecompensation;rainingseasons;dryseasons
1引言
1.1无功补偿的原理及补偿方法
电感和电容是两种性质相反的元件，供电系统中的用电设备大多是感性负载，用电容器补偿感性负载所需的无功功率，提高系统功率因数，称之为电容补偿，这也是无功补偿的原理。对电网的无功补偿，一般是并联电容器组或并联电抗器。并联电抗器是调节电网无功潮流的感性元件，装设并联电抗器的原因主要有以下两点：1)可以吸收高压线路的容性充电功率，限制系统中工频电压的升高和操作过电压，也可以吸收多余的容性无功。2)城网改造后，配电网电缆化的比例增加，容性充电功率也相应增加，安装一定数量的电抗器，可以调节无功功率。
1.2 清远电网电压异常的原因分析
清远电网在地理分布上有很大的特点，西北部（三县一市）是全市的电源密集区，到2003年底水火电装机容量约103.5万kW，其中火电容量为43.5万kW，但用电负荷很小，三县一市2003年的最高负荷约14万kW。清远市城区及清新县、佛冈县、英德市等三县一区的电源较少，2003年底水火电装机容量约40万kW，其中小火电5万kW，这是全市的重要用电负荷区，2003年的最高负荷约50万kW。
清远电网由于地域特性及负荷分布特性的原因，使得清远电网丰、枯水期电网运行方式有很大不同，丰水期西北部的外送电力丰富，主变容量不足和部分220kV线路线径较小，输电造成主变及220kV线路的满载或过载；枯水期负荷中心区由于无功容量不足而使电网电压水平偏低。
分析清远电网电压异常的原因，主要包含以下方面：小水电装机比例高，大部分为径流电站，无调节能力，难以调度管理。当地负荷小，丰水期大量电力外送，客观上造成丰水期电压偏高；由于负荷发展的不平衡，清远市城区及清新县、佛冈县、英德市等地电源少，负荷发展较快，无功补偿装置不足，且变电站无功补偿配置不合理，使高峰负荷时部分地区的电压偏低。2 改造方法
根据清远电网电压异常的原因，主要采用了电网无功优化的方法进行改造。
2.1电源点建设
2004-2005年，应电力发展的需要，清远市将新建220kV输变电工程三座，包括回澜（18万kVA）、潖江（18万kVA）、银盏（18万千伏安）。扩建安峰站＃2主变（18万kVA）。新建阳山电厂、连州电厂配套送出线路及清远电力外送通道。到2005年底，清远电网有220kV变电站8座，主变容量237万kVA。110kV变电站52座，容量270.5万kVA。基本解决了220kV变电站布点少且集中，110kV电网薄弱，丰水期大量电力难以远距离外送的难题。
2.2无功优化
无功优化的目的是确定电网中无功设备的类型、容量、安装地点及时间，以确保电网的电压质量及稳定性，并使规划期内投资及运行费用总和最小［1］。所谓最优是针对某一目标而言，无功规划以规划期内无功补偿设备的投资费用和系统有功损耗最小为目标，无功规划的目标函数为
式中：PL是规划期内的网损；τ为最大损耗时间；KL为单位网损费用；KCj、QCj分别为第j个补偿地点的单位年投资费用及新增的补偿容量；NC为补偿地点数。
在无功电压优化过程中要达到所选目标函数为最小（或最大）是有条件的，即满足约束条件。本文将无功规划的状态变量取为节点电压V和发电机注入无功QG，其状态变量的不等式约束方程
式中：Vimin、Vimax为各点电压的上下限；QGimin、QGimax[1][2]下一页
来源：中国电力资料网
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