电力调度自动化系统在无功设备优化运行管理上的研究与应用--中国期刊网

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电力调度自动化系统在无功设备优化运行管理上的研究与应用

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：张立芹

[导读] 摘要：供电服务中心通过投入运行SVG无功设备等措施，提高电网功率因数，实现降低损耗冲减电费，给中心创造可观的经济效益。

        （中原油田供电服务中心河南濮阳 457001）
        摘要：供电服务中心通过投入运行SVG无功设备等措施，提高电网功率因数，实现降低损耗冲减电费，给中心创造可观的经济效益。电力调度自动化系统通过在线监测等功能，进一步加强电网无功设备优质运行管理，在确保功率因数达标的同时降低电网损耗，提高中心的经济效益。
        关键词：调度自动化；优化运行；降本增效
        中原油田供电服务中心担负黄河北油气生产用电。国家电网公司每月根据《功率因数调整电费办法》对供电服务中心进行功率因数考核，功率因数小于0.9或者无功过补都将对中心进行经济处罚。
        一、概况
        1、油田电网电源点功率因数现状
        上级电网公司对供电服务中心6座110千伏变电站、3座35kV变电站14条线路进行功率因数考核，其中110kV线路11条，35kV线路4条，每月结算时根据《功率因数调整电费办法》进行奖罚。通过对上级电网公司考核线路功率因数统计数据我们得到年平均功率因数在0.94—0.98，考核值上下限0.9-0.95,满足上级电网要求，原因为中心近年来加大对各变电站电容器管理，确保设备能正常运行。
        2、油气生产线路功率因数现状
        供电服务中心前线供电系统有6座110kV变电站，及所属的17座35kV变电所（开闭所）、54条油井线路组成，对这些线路上一年供电服务中心油井线路功率因数进行统计发现平均功率因数大于0.9线路占总数的19%；平均功率因数大于0.85小于0.9线路占31%，平均功率因数小于0.85大于0.8线路占总数的10%，平均功率因数小于0.8线路占总数的40%。供电服务中心对油井线路经济运行的考核指标为功率因数不小于0.8，低于这个指标会造成网损损耗大，供电成本增加。
        进一步对平均功率因数小于0.8的9个变电站的21条线路年平均功率因数小于0.8的线路的年平均功率因数、平均功率因数小于0.8的天数、月平均天数三个指标进行统计分析，发现其中四个变电站21条的油井线路功率因数长时间达不到中心要求。
        通过对油田电网电源点及油井线路功率因数的统计、分析，电源点的功率因数都能达到国网考核要求，但油井线中有40%达不到中心的功率因数要求，网损损耗大，需要变电站及时投入无功设备进行无功补偿才能确保国网考核变电站电源点功率因数达标。目前供电服务中心只有三座110kV变电站和一座35kV变电站的并联电容器组改造为SVG（静止无功补偿发生器），能够根据线路的负荷情况进行动态无功补偿。未改造的变电站不能根据负荷变动自动进行无功设备的投退。无功设备投退不及时，对电网经济运行产生两方面影响。一是油井线功率因数不达标，未及时投入电容器造成变电站电源点功率因数下降，达不到国网考核标，而受到国网的经济处罚；二是油井线功率因数达标，而变电站电容器仍在投运，可能造成无功反补，也会受到国网的经济处罚。
        二、采取措施
        电力调度室根据现状，充分发挥电力调度自动化系统的对电网运行数据的实时在线监测功能，采取多重措施提高功率因数，减少支出费用，降低供电成本，具体措施如下:
        1、在调度自动化系统中，设置一个“油田电网无功在线监测”及“油井线无功及功率因数监测” 界面，将所有考核线路的无功功率和功率因数集中显示。
        2、在调度自动化系统中对所有考核线路的功率因数遥测值进行下限值设定，如果电源点低于0.9、油井线低于0.8则该线路的功率因数则会变为告警色“红色”，并推出告警窗信息。
        3、通过开发利用调度自动化系统的编程功能，分别对各考核线路功率因数与无功功率数据编程进行逻辑运算。

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        程序如下：
        If ((@3<0)||(@2<0.9));
        @1=1;
        else @1=0;
        解释：当某考核线路功率因数<0.9时，或者无功功率<0时，则产生一个告警信息”XX变无功监测告警”。
        @1：线路无功监测告警遥信值
        @2：线路实时功率因数遥测值
        @3：线路无功值
        并且在油田电网无功监测界面上对每条线路设置光字牌告警提示，红色为告警，绿色为正常。同时通过报文提示、推出无功监测界面和语音三种告警方式提醒值班人员。
        4、通过程序运算优化无功设备运行。将SVG等无功设备的开关状态、无功需求量及方式的变化相结合，编制相应的程序，实现报文提示和语音告警，提醒值班人员优化无功设备的运行，达到降低运行损耗的目的，以及延长SVG的运行寿命。
        程序1
        If(@2&&@3&&@4&&@5<2500)
        @1=30;
        Else @1=0;
        程序2
        if((@2||@3)&&(@2*@3==0)&&(@5>4500)&&@4)
        @1=30；
        Else @1=0;
        解释：
        当I段与II段SVG设备与母联开关同时运行时，如果35KV的无功低于设定的2500kVar阙值时，且超过设定延时时间（120S )，提示李拐变无功优化退一台；
        当I段与II段SVG设备单独运行时，如果35KV的无功大于设定的4500kVar阙值时，且超过设定延时时间（120S )，提示李拐变无功调整投一台。
        @1：SVG无功优化退/调整投
        @2：I段SVG设备遥信值
        @3：II段SVG设备遥信值
        @4：母联开关遥信值
        @5：变电站无功总加遥测值
        5、调度值班人员根据无功监测报警进行相应操作：（1）根据实际负荷运行情况的投退电容器；（2）调整电压保证线路电压质量。（3）及时通知低压维护人员投退线路上的电容器，做好就地补偿，就地平衡。
        三、实施效果
        按照以上方案实施后，对54条中心油井线路功率因数情况统计结果：油井线平均功率因数大于0.9的线路占比56%；大于0.85小于0.9的线路占比6%；功大于0.85小于0.8的线路占比13%；小于0.8的线路占比25%，与实施前比较取得显著效果。
        总结
        通过对油田电网电源及油井线功率因数及无功补偿在线监测，达到了线路指标不达标实时报警效果，使调度员能够第一时间掌握油田电网进线线路的无功功率及功率因数出现不达标的状况，及时调运行方式，保证油田电网不再发生因功率因数不达标的状况，有效避免上级电网管理部门的经济处罚，确保供电服务中心的效益有受损失。同时电网功率因数得到了显著提高，实现了损耗降低，达到降低供电成本的目的，给中心创造了可观的经济效益。
        参考文献
        [1]任丕德, 刘发友, 周胜军. 动态无功补偿技术的应用现状[J]. 电网技术, 2004, 28(23):81-83.
        [2]张永健．电网监控与调度自动化（第三版）：中国电力出版社，2009.