刘传仁 瓦房店供电局,116300 辽宁省瓦房店
1 引言 供电可靠性是供电企业现代化科学管理工作的重要内容之一,与供电企业的经济效益和服务质量息息相关。 瓦房店西部地区电网自1986年9月16日万宝一次变投入运行后,岔山、万宝一次变系统与石城、宝复左线构成环路供电网络,开口于谢屯变的三谢线,如图2所示。长期以来,一直停电切换电源。当瓦房店西部地区电网由于运行方式改变或矿谢、三谢、复三线停电检修时,对环内的66 kV谢屯、仙浴湾、三台、长兴、横山、望海甸等6个变电站和横山风力发电场,须进行停电切换负荷。使西部地区许多对供电连续性要求较高的重要负荷被迫停电切换,给该地区的工、农业生产和人民生活造成很大影响,降低了电网的供电可靠性,也使系统的操作复杂化,而且威胁着电网的安全。 为了解决这一问题,经过认真计算、论证和分析,决定在万宝一次变、岔山一次变与宝复左、石城线采用带电切换电源的方式。1997年10月28日将此方案付诸实施,效果良好。从此,避免了开环停电,供电可靠性得到了提高,系统操作也大大地简化了,达到了预期的目的,确保了电网安全运行,又增加了经济效益。 2 计算依据 进行潮流分析计算时,电网可根据其特点,简单地分为开式网络和闭式网络。在闭式网络计算中运用分布系数法。对调度运行人员有很大的实用价值。虽然计算分布系数的工作量很大,但由于利用分布系数能够很快地决定负荷改变后的功率分布,当网络结线方式不变,而只改变节点电源或负荷时,计算将会大大简化。 分布系数法的关键在于计算电网的分布系数,待分布系数算出后,便可以利用式(1)进行各支路的功率分布计算。
(1)
式中 Pi 、Qi 为支路i的功率;Pj、Qj为节点j的负荷;αji、βji为负荷j在支路i的分布系数。 在计算分布系数时,首先需选定平衡节点和环绕方向。平衡节点选取的原则是: 能够吸收和送出任意多的有功功率和无功功率的点,在实际计算中,一般选取功率变化比较大、支路比较多的电源节点作为平衡节点。环绕方向:分布系数有方向性,当其方向与预先选定的环绕方向相同时则为正值,否则为负值。 由式(1)看出,支路i的功率Pi和Qi是由两部分组成的,其中αji Pj和βji Qj分别为节点j的有功负荷和无功负荷在回路i中的有功分布;αji Qj和βji Pj分别为节点j的无功负荷和有功负荷在回路i中的无功分布。当节点负荷仅有有功功率(或无功功率)时,可能在回路中出现无功功率(或有功功率),一般称这部分功率为均衡功率。电网不均一性越强,产生的均衡功率越大。在均一的电网中,当电网各支路的电阻和电抗比值相等时,是不会出现均衡功率的,此时分布系数的虚部β为零。 如图1所示,以一并联支路的电力网为例,选取平衡节点A,环绕回路方向如图所示,令,则支路①中的功率分布即为分布系数1。
图1 两个并联支路的电网 Fig.1 Two parallel branch network
在均一线路中,成立,即
R2X1-R1X2=0
所以分布系数的虚部等于零。由此可知,在均一电网中,分布系数是个实数,可以用各支路阻抗的模数来计算,计算将大为简化,此时式(1)可以改写为
(2)
在实际潮流计算时,大多数电力网均可近似地视为均一网,使得计算非常简单。 3 实例计算 典型潮流方式取1997年10月28日10时潮流记录,其功率分布如图2所示。系统等值阻抗为有名值,并归算到66 kV侧。图中的功率单位为MW、Mvar,加括弧的数据为阻抗。 首先计算各节点的分布系数,并将计算结果标 注在简化网络图上,如图3所示。 最后用分布系数法求得各支路的功率分布,示于图3(图中不加括弧的数字)。实测功率分布也标注在图3(带括弧的数字)。网络的功率分布,有功分点在金城变66 kV母线上,无功分点在谢屯变66 kV母线上。
图2 系统运行方式 Fig.2 The system running way
图3 简化网络及其功率分布 Fig.3 Simplified network and power distribution in it
比较计算和实测结果,两者误差很小,电网有功、无功串动也较小,说明本文提出的方法的正确性和实用性。 4 效果分析 由于实施了宝复左线与石城线并环切换电源运行方式,不仅使系统的操作简化,确保了电网安全供电,提高了电网的供电可靠性,也提高了经济效益。若每年按6次停电,每次停电2 h来计算,66 kV供电可靠率可提高0.033%(每年可减少停电72户时);每年可多供电能144 MWh;风力发电每年可多发电48 MWh。 由此可见,本文的方法经实践应用证明,不仅提高了电网的供电可靠性,而且经济效益明显,如表1所示。
表1 综合经济效益和社会效益比较 Tab.1 Effects of economic compared with social benefit
类 别
电价 元/kWh
节省电能 /kWh
增加效益 /元
备 注
利润
0.304
144000
43770
利润所得
售电
0.465
144000
66960
售电收入
工业产值
8.000
144000
1152000
社会效益
风力发电
1.000
48000
48000
利润收入
5 结论 (1)利用本文提出的方法实施了万宝、岔山一次变系统经宝复左、石城线并环切换电源,从设备参数来看,环内设备运行安全可靠;从功率分布计算分析可知,有功、无功串动较小,且与试验实测结果一致(误差很小);从环内保护分析,环内保护灵敏度均满足要求,不用投资,也不费事,便使瓦房店西部地区电网不间断地向用户供电,经济及社会效益相当可观,每年可减少经济损失超过115万元。 (2)然而,并环切换电源方法在瓦房店地区电网应用是有一定前提条件的。该方法仅限于石城线与宝复左线间进行;万宝一次变2台主变压器与220 kV母联并联运行方式下方能进行;当220 kV母联解列时,1号主变与宝岔线必须均在同一220 kV母线上时方准进行;为保证主变压器不过载运行,当万宝一次变单台主变运行时,二次电流在90%额定电流以下时方可进行。
参考文献 1 东北电力调度局. 电力系统运行和计算.北京:水利电力出版社, 1977 2 南京工学院主编. 电力系统.北京:电力工业出版社, 1982
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