电网电能质量提升实践思考

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摘要：分享了合江县电网电能质量提升的实践，合江县在做好电网建设规划的同时，针对农网改造村用电瓶颈问题，通过对供电片区、用电台区负荷、电量、电压等进行综合分析，分期分批投入资金，通过新装、增容、搬迁变台、改接低压线路等方案进行负荷调整，提高用户电能质量，取得了良好效果。

关键词：电能质量；电网规划；电网数据；台区改造

电网电压质量直接关系用户的正常用电，是保障供电服务的基本条件，事关和谐供用电关系构建和供电企业服务能力。泸州玉宇电力有限责任公司自2012年由四川能投集团管理后，投入10多亿元资金进行合江县电网建设。特别自2017年以来，为提高城区及农村电压质量，全面提升用户“获得电力”优质服务，重点针对全县范围内未进行升级改造的2000年一、二期农网改造村用电瓶颈问题，实施了电压质量提升工程。通过对供电片区10kV配网、用电负荷、用电量、电压等进行综合分析，提出相应解决方案，从2017~2019年，连续3年分期分批投入资金1500余万元，通过实施新装、增容、搬迁变台，改接低压线路进行负荷调整等电能质量提升工作，对提高用户电压质量、缓解供用电矛盾取得了良好效果。

1电网规划建设

电能质量提升，第一要解决的是做好电网规划，按用电负增长规律提出变电站新建、扩建增容方案，增大供电能力，缩短10kV供电半径，解决电网供电能力不足问题。合江电网从2012年转入四川省能投集团管理以来，认真做好落实工作，“十二五”期间做了大量投入，新建了220kV龙谭变电站，在110kV马街、甘雨、城北变电站的基础上，新建设了白米变电站。“十三五”期间，针对电网存在的问题，制定了建设规划，具体情况如下。1.12016年电网存在的主要问题。合江电网经过几十年的发展，已形成以龙潭变为枢纽，以110kV网络为骨架的输变电网络，但还存在如下问题。（1）电网结构不尽合理，供电能力不足，电网薄弱，由于小水电站平均规模过小，又缺乏必要的火电补充，且用电负荷大于电网最大出力，所以整个电网的调节性能差，供电质量较低。（2）电网内的变电站布点不够，供电半径大，线损过大，且导线截面小，造成供电可靠性低；10kV供电线路除已通过农网改造的部分外，配变台区布置不合理，且较少，造成农村低压线损大，供电质量差。（3）全县无功主要采用集中和分散的方式进行补偿，总无功补偿容量5612kvar，其中集中补偿5462kvar，分散补偿150kvar，主要安装在供电半径较长的地区。（4）改造面不够，资金缺口大，估计在5亿元左右。1.22015~2020年电力电量预测。合江县统计年鉴表明，2012~2014年全县GDP总体上升，合江县幅员面积为2422平方公里，辖27个乡镇、37个社区。合江县内除榕山片区的天华公司由国家电网四川公司直供外，其他地区均由地方电网供电。全网共分为13个供电片区供电，全县综合用电负荷的同时率在0.9~0.95之间。2014年全县的最大负荷达到131.8MW，全网用电量为4.91亿kW•h。针对各片区负荷增长点，主要电源点规划如下：（1）城北供电片区。2012~2014年的电力电量增长率为9.98%。预计供区年均增长率为11.45%，到2020年负荷增到69.32MW，规划建110kV梨子湾变电站。（2）榕山供电片区。2012~2014年的该片区的历史电力电量增长率为10.02%。预计到2020年该供区范围内负荷增到25.14MW，年均增长率为16.13%，规划建110kV新榕山变电站。（3）九支片区规划建110kV石佛变电站。1.32020年全县变电容量计算。电力弹性系数是指用电量的年平均增长率与国民均增长率的比值，从合江县经济发展概况和历史负荷发展情况，“十二五”期间电力弹性系数为0.734。“十三五”规划合江县GDP平均增长率为13%左右，取电量增长率为10%、11%、12%做规划。从合江电网负荷预测的结果看，合江县“十三五”期负荷年平均增长率为10.9%，到2020年，合江电网最大供电负荷为235.7MW。按照相关规程要求，若取220kV变电站容载比2.0，扣除110kV及以下电站出力，到2020年，合江电网需要的220kV变电容量为423.9MVA。“十三五”期间合江电网需要新建110kV变压器3座，新增容量为65.2MVA，到2020年合江电网110kV变电容量达到486MVA，全网负荷达到235.73MW，扣除35kV及以下电站出力，110kV容载比为2.3。合江电网将形成以龙潭变作为全网的枢纽站，满足“N-1”安全标准，运行方式更为灵活，供电能力及供电可靠性将大大提高，对负荷的发展适应性更强。1.4电网运行数据。2018年主要变电站最高负荷203.36MVA时，220kV龙潭变电站负荷率为0.736；110kV马街、甘雨、白沙3个变电站负载率分别为：1.06、1.01、1.04，变压器出现过载。110kV和35kV变压器容量与220kV变压器容量与之比为：309.1/240=1.288。结论：需要增加新的变压器容量，才能满足电网发展需要。2019年主要变电站最高负荷246MVA时，220kV龙潭变负荷率为0.935，重载；因新建设了110kV梨子湾、石佛、新榕山变3个变电站，变压器负载率别为0.527、0.719、0.35；原来过载的3个变电站负载率分别为0.867、0.568、0.743，因新建设和改造了部分变电站，让用电负荷得到了重新分配。110kV和35kV变压器容量与220kV变压器容量与之比为469.6/240=1.957。以上数据说明，按规程要求做好电网建设规划在提高电能质量的根本保障。针对不对区域选择合理的电力弹性系数预测用电负荷是高水平规划的基础。同时，220kV变电站因负载率太高及需增容建设。

210kV配网电能质量提升工作的具体措施

2.1加强供电所管理。我公司有城区、佛荫、九支、白沙、榕山5个供电片区。为防止因管理不到位造成管理线损增大，以及三相负荷不平衡、供电线路过长、变压器低负载等造成理论线损增大等，采取将供电工作进行层层分解，将高、低压线路维护，台区的报修、报装、表计抄见、发行，计量装置的检查、核对等工作都落实到人头，包括台区线损率的高低，与个人的绩效工资益都挂钩。2.1.1加强对计量装置的管理力度用电管理人员及台区责任人密切关注表计运行情况，利用抄表对表计运行情况、电流互感器二次接线是否牢靠，表和互感器间接线是否正确，互感器配比是否正确合理，接头有无氧化现象，表计是否有事故等进行检查。调整不合理的电流互感器配比，处理氧化接头及其他影响正常计量的缺陷。同时，测量台区总表电压和抽测用户未端电压，为电能质量提升提供支撑数据。2.1.2做好台区电量统计与线损分析表计抄回后，由专人进行过卡核算，对台区电量进行统计与分析。对突增突减的用户要及时通知抄表人员进行二次核对，以更正误抄、误核现象，并尽快核算出台区线损情况，开展对比分析，找出原因，为电能质量提升提供准确变台负荷率和线损数据。2.1.3测试调整变压器三相不平衡现象采取相应的调整措施，以减少因变压器三相不平衡运行造成的低压供电线路和变压器自身损耗的加大。2.2做好电能质量的分析工作。按生计部按提出的要求对收集的供电片区各变台统计数据开展分析，根据轻重缓急，编制改善治理实施计划，在结合资金情况落实实施方案、完成时间和责任人。各变电所重点上报统计数据有电能质量差的台区，负荷率高、线损率高、线路长的变台，变压器型号等。针对收集数据，生计部提升电能质量的解决措施主要有：①对长期存在过载现象的农村配电台区，优先采取小容量、短半径、密布点的方式进行改造。②对因日负荷波动较大造成短时过载的配电台区，采用增大变压器容量或更换过载能力较强变压器的方式进行改造。③更换低压老旧线路，增大导线截面。以此做出电能质量提升的方案，上报公司审批，在有限的资金投入情况下，分期分批解决存在的重点问题。2.3加强调度对10kV母线电压的调节。从电网10kV线路运行数据看，重负荷的时间少、轻负荷的时间多，网损中80%以上是变压器铁损，线损和变压器铜损合计仅占20%以下。当电压下降5%时，铁损降低20%。因此，合理控制10kV母线电压是电压质量的要求，也是降损的要求。具体的做法是：①在变电站增加电容补偿设备，通过投切电容组数调母线电压。②通过有载调压变压器调节分接头调节母线电压。

3实施效果

2017~2019年，电力公司连续3年分期分批投入资金1500余万元，通过开展电压质量提升工作，实施精准低电压治理，3年共新装（增容）变压器256台，新建10kV线路65km，新建和改造低压线路76km，对提高用户电压质量，缓解供用电矛盾起到积极有效作用，取得了良好效果。截止到2019年9月，合江县地方电网内拥有水电站70座，装机5.85万kW，年发电量近1.8亿kW•h。拥有变电站21座，总容量达744.7MVA，其中：有220kV变电站1座、容量240MVA，220kV线路29.51公里；110kV变电站8座、容量366MVA，长225.93km；35kV变电站12座，容量138.7MVA；线路327.8km；10千伏线变电台区3532座，容量602.08MVA，10kV线路2109km；0.4kV低压线路14651km；用电户数29.5万余户。2018年公司年全社会用电量7.24亿kW•h。2019年最大负荷246MVA与2018年最大负荷203.355MVA比增长20%。这个数据超过了规划的2020年合江电网最大供电负荷235.7MW数据。供电可靠率：城区99.74%，农村地区：98.68%。居民端电压合格率：城区99.35%，农村地区：96.15%。

4结语

实施电能质量提升工作，是一项目长期的工作，电力企业需要在做好电网建设改造的同时，将新一轮农网升级改造与乡村振兴、脱贫攻坚等有机结合起来，针对片区供电瓶颈问题提出精准解决办法，坚持以问题为导向，逐村、逐户、逐线摸清现状，制定科学治理方案，抓好项目储备，解决配变布点不足、10kV和低压线路供电半径过长、线径小卡脖子等问题，让电网建设更好地服务于地方经济建设和居民的用电需求。

参考文献

[1]万志军．农村配电网节能改造及电能质量提升技术研究[J]．机电工程技术，2019，48（5）：203-207.

[2]杨青书，李贵璞，单中健，等．配电网综合节能改造及电能质量提升[J]．农村电气化，2018（5）：14-15．

[3]翟德怀．研究农网改造中低压配电线路的设计[J]．通讯世界，2017（22）：310-311．

作者:洪兴华 李正维 单位:泸州职业技术学院