电网经济调度方法探究

电网经济调度方法探究
摘要：电网调度除了技术调度手段外，还要施行经济调度方法，在保证电网安全稳定运行的基础上，达到降低电网运行成本的目的，并有效的节约电能。

文章主要结合笔者的工作经验，对电网经济调度方法进行探究。

关键词：电网经济调度；电压；检修
伴随着能源的紧张，节能成为了当今社会可持续发展重要内容，特别是对于电能，需要合理的利用，电网调度可以为生产生活提供保障，但加以经济调度方法的应用，可以在提高电网稳定性基础上，提高其经济性。

1、精心编制运行方式
认真做好负荷预测，精心编制好电网运行方式，优化电网结构，缩小供电半径，避免潮流长距离和多电压等级变换输送。

对于存在两回或两回以上供电线路或其它多种供电方式选择时，应进行潮流和线损分析，对几种可能的供电方式进行计算(如某变电站原来由甲线主供，乙线备用，经潮流和线损计算后发现，如果改由乙线主供将使线损降低0.05％)，在兼顾可靠性的基础上，综合确定一种网损较小的运行方式作为正常运行方式。

再结合季节性负荷特点，制定大负荷、小负荷等时期的电网特殊运行方式，采取措施尽量避免非正常方式，或者减少非正常方式的运行时间。

2、实现无功就地平衡
无功功率在电网中的传输将增加导线的有功功率损耗。

实现无功功率的分层分区就地平衡，不仅可改善电压质量，而且有利于提高电网运行的经济性。

地区供电公司应严格按照无功功率“分级补偿、就地平衡”的原则，采取分散补偿与集中补偿相结合的方式，合理安排和新增无功补偿设备，最好采用可调式电容器，避免有的变电站配备的电容器容量过大不能投入运行。

应严格考核大工业用户功率因数，要求其装设电容器组和无功电能表，并对其采取奖罚制度。

调度必须与生技部门相互配合，及时对系统无功补偿容量进行计算分析。

对补偿容量不足的变电站，应通过升级改造加装电容器组。

变电站升级改造、主变
增容时，应根据增加的有功负荷，同时增加无功补偿设备。

调度员要督促做好电容器投退和主变调档工作(电压高时先调主变档位，后退电容器；电压低时先投电容器，后调主变档位)，合理进行无功补偿，尽量做到就地平衡，提高线路功率因数，避免无功功率的长距离和重复来回输送。

有条件的供电公司可以采用电压无功综合调节装置，实现无功补偿设备和有载调压变压器分接头的综合自动调整，有效提高变电站10 kV母线负荷功率因数，提高电压合格率。

3、合理调节运行电压
线损计算公式是：Ap=[3P 2R]／[u(COSφ)]2×10-3，由此可以看出，线路的损耗与电压的平方成反比，所以，提高运行电压可有效降低线路损耗。

但是，该公式仅仅计算出线路损耗，而事实上，线损除了线路损耗外还包括变压器损耗。

变压器损耗包括空载损耗(铁损)和短路损耗(铜损)两种。

空载损耗为不变损耗，短路损耗只与负载率有关，从这一点上看，电压的高低似乎与线损无关。

但是，“空载损耗为不变损耗”是在一定条件下(即电压、频率一定时)成立的，而事实上电压是不可能不变的。

当电压变化时，空载损耗与变压器的一次电压成正比。

对于地区供电公司来说，变压器在后半夜大多处于轻载状态，线损大部分是变压器的空载损耗。

此时，降低运行电压就成为降低线损的最有效途径。

所以，既不是电压高则线损低，也不是电压低则线损低，要想降低线损必须合理控制电压。

电力系统的调压措施可以分为两种类型：—类是依靠调节发电机、变压器的输出端电压达到调节网络电压的目的；另一类则是依靠增减无功功率，改变无功功率分布，改变网络参数等途径。

其具体方法有：改变发电机的端电压，改变变压器的分接头，投切电容器、调相机、静止补偿器，串联、并联电抗器等。

电压的调整必须根据系统的具体要求，在不同的节点，采用不同的方法。

对于经济运行的线路而言，固定损耗与可变损耗应基本相等。

固定损耗与可变损耗相差较大时，电网调度部门应从以下两方面进行分析和采取措施：
①固定损耗大于可变损耗。

此时线路和设备处于轻负荷状态，线损绝大部分是变压器的空载损耗，造成实际线损和计算出的理论线损都比较高。

在10 kV配电网中，空载损耗约占总损耗的50％～80％，特别是在深夜，因负荷低，则空载损耗的比例更大。

在这种情况下，需要采取的控制电压措施为：根据变压器空载损耗与线路实际运行电压成正比的关系，适当降低线路的电压运行水平。

通过初步计算，对于线路固定损耗占70％的10 kV线路来说，当线路运行电压降低5％时，线路总损耗(固定损耗+可变损耗)将降低3.58％。

所以说，在线路负荷低时，适当降低线路电压运行水平是降低线损的有效方法。

另外，固定损耗大于可变损耗时，电压过高还会造成变压器、互感器等设备的励磁电流增加，使设备绝缘损坏。

②固定损耗小于可变损耗。

此时线路和设备处于过负荷状态，也会造成实际
线损和计算出的理论线损都比较高。

在这种情况下，需要采取的措施为：根据可变损耗与线路实际运行电压成反比的原理，适当提高线路电压运行水平。

通过初步计算，一般在35 kV及以上供电网络中，提高运行电压1％，可降损1.2％左右。

在满足电能质量要求的前提下，调度员应根据电网运行和负荷变化情况，升高发电机机端电压，要求发电厂多发无功功率，以提高全网电压水平。

当负荷上升时，通过调整有载调压变压器的分接头档位、投入电容器、退出电抗器等方法适当提高110 kV、10 kV母线电压，以提高110 kV电网和10kV配电网的电压水平。

在年负荷高峰期，要求辖区各分公司及时调整配网变压器台档位，适当提高10 kV变压器低压侧380 V配电网的运行电压。

4、科学调整负荷曲线
在负荷高峰时段，输变电设备输送电流增大，与负荷电流平方成正比关系的线损也会增加；负荷降低会使输送电流减小，线损也会减小。

在供电量相同的情况下，负荷峰谷差越大，线损也越大。

变压器的三相负荷不平衡，既影响变压器的安全运行又增加了线损。

对负荷率和线损的相互关系进行分析表明，如果电网负荷率为100％，线损组成部分的可变线损将最小。

因此，严格控制两个峰点负荷，削峰填谷，提高负荷率，减小峰谷差，平衡三相负荷，对降低线损有积极的作用。

调度部门应联合营销部门，采取各种措施提高负荷率。

如：安排用户避峰生产，尽量安排三班制生产和安排低谷时段生产用电；积极推广和实行峰谷电价政策，依靠电价杠杆作用，使用户自觉调整用电负荷和用电时间；采用GPRS无线电力负荷控制装置等技术手段对用户用电进行调控等。

5、组织变压器经济运行
对于有两台及以上主变的变电站，由于变压器之间技术特性存在差别，且变压器的有功损耗和无功损耗是随着负荷成非线性变化的，因此，就存在选取技术参数好的变压器和最佳变压器运行方式的问题。

当变压器经济运行方式的临界运行区确定下来后，就要求调度和变电站值班人员密切注意负荷变化，根据季节性负荷特点，在低负荷时期将负荷集中转移至某台变压器供电，将其余的变压器转为备用状态，以减少变压器的空载损耗。

对于容性负荷较高的电网，该措施降损效果十分明显。

但要注意的是，不是按变压器的瞬时负荷来进行倒闸操作，而是按有规律的较长时间负荷安排操作，把断路器操作次数控制在每日1～2次。

变压器运行台数减少后，供电可靠性降低了，为了保障处于备用状态的主变能随时投入运行而执行定期轮换制度，也增加了主变的倒换操作次数。

当系统负荷出现异常波动和事故抢修等重大事件影响变压器经济运行方式时，调度应根据电网实
际情况来灵活应对。

6、合理安排检修计划
输变电设备的停电改变了电网的正常运行方式，在相同的供电负荷下，增加了输变电设备的输送潮流和线损，对供电的安全可靠性也不利。

因此，调度运行部门在安排年度和月检修计划时，应统筹兼顾，优化停电计划，合理安排检修方式。

尽量做到断路器检修与线路检修同步，一次设备检修与需停电检修的二次设备检修同步；变电站电源进线断路器与本站其它的检修、消缺、清扫工作同步。

把110 kV线路、主变检修与10 kV线路及大工业用户设备检修相配合，或多安排在节假日低负荷时期检修，尽量避免重复停电现象发生，尽可能缩短停电时间以及推广带电作业等，以增加供电量，并降低电网检修运行方式时的线损。

有计划地综合检修供电线路和设备，不但降低了电网损耗，而且减少了停电次数，有利于提高供电企业的社会声誉和经济效益。

7、结语
经济调度是一项复杂的系统工程，需要相关部门的通力协作，需要根据电网结构的变化，不断调整电网运行方式，以取得最大的效益。

调度部门应加强电网经济运行的研究工作，充分利用现有技术手段，加强电网运行历史数据的收集、整理、分析，做到每月对电网运行中设备检修情况、设备运行情况、供电电量、电容器投退、网损等进行综合分析、统计，找出管理中存在的问题，通过制定实施改进措施，使电网长期处于最经济方式下运行。

参考文献：
[1]谭栋，地区电网的经济调度[J]新疆电力,2002,(4)
[2]景生，变压器经济运行[M]，北京：中国电力出版社，1999。