對縣級發電企業無功考核的幾點看法

唐義娜

【摘 要】針對目前小水電站，尤其是縣級發電企業，因受上網電壓影響無功上網電量不足，而小水電無功上網電量是電力系統考核小水電站電能質量的重要指標，無功上網電量又直接與小水電的經濟運行掛鉤。對這一問題筆者結合本企業的情況對小水電無功考核進行分析，對小水電無功考核提出幾點建議和處理方法。

【關鍵詞】小水電 無功考核 分析 研究

1 前言

多年來，縣級的發電企業都普遍面臨著在豐水期發電“黃金”季節無功負荷出力不足，發電電壓偏高這一現象。發電企業由于發電電壓高，并網點附近的電壓往往偏高，甚至造成附近低壓用戶的電器設備燒損，危及設備安全運行，由于發電不能達到額定參數運行，導致了硬性按照發電機額定功率因數值考核發電無功負荷不足，欠發無功功率被處罰數額較大，直接影響到發電企業的經濟效益，使本來盈利不強的發電企業成本增加。為促進發電企業提升效益，針對這一問題，本文主要通過開展大新縣發電無功負荷與電網運行電壓的調研，對大新縣電網和小水電的運行分析，對小水電無功考核問題提出幾點看法。

2現行小水電無功考核的情況

電力系統中大部分負載屬感性負載，如異步電動機、變壓器等。這些負載在消耗有功電力（做功功率）的同時，還需感性無功電力（建立磁場功率）。這就要求發電機在向電網供給有功電力的同時，也要供給一定的無功電力，才能滿足電網需求。發電機在額定工況下，向電網供給有功電力和無功電力的比例是根據電力系統的需要而設計的，即確定設計額定工況下力率（功率因數）。Cosφ=PS S2=P2+Q2式中，Cosφ——功率因數；P——有功功率（kW）；Q——無功功率（kVar）；S——視在功率（kVA）。功率因數高，表示發電有功分量大，無功分量??；發電機容量能充分利用。反之，有功分量小，無功分量大，發電機容量不能充分利用。

根據廣西壯族自治區物價局文件《關于廣西各縣小水電與縣網并網運行的無功電量電價問題的通知》桂價工字【1997】199號規定，小水電上縣網的電量，力率按發電機銘牌規定考核；小水電用縣網的電量，力率按“電價手冊”規定進行電費調整計費。因此一直以來，大網對小水電確定的力率考核標準為0.8（不得高于0.8）?？h供電公司對縣內小水電也都是以發電機銘牌功率因數0.8的力率考核?？梢哉f為了充分發揮發、供、用電設備能力，提高供電質量，減少電能損耗，挖掘無功潛力，加強無功管理的政策、規定，這是完全必要的。對較大用戶實行力率調整電費，對部分離負荷中心較近的小水電站，枯水期間系統無功不足，電壓偏低的情況下，要小水電站多發些無功，努力做到無功功率就地平衡，這無論是從技術上還是從經濟上對電網、電站都是可行的。但是，由于供電部門不考慮電網實際情況，片面強調規定小水電站都要按發電機銘牌超發無功容量，致使電網損耗增加，發電機機端電壓過高，無論對電網或電站運行都是不利的。因為小水電力率考核0.8問題?？梢哉f是歷史的問題，當年無功補償電容不普及，無功主要來源是發電機，所以發電機的標定功率因數是0.8。而今這么多年過去了，無功補償電容已經普及了而且價格也低廉，每千乏30元，若用發電機發無功則需要3000元，所以無功就地補償就十分經濟性了。所以，供電部門再按以前的模式對小水電無功的考核辦法就不是太合理了。

首先，對小水電站無功考核既不考慮系統是否缺少無功和電壓水平，也不考慮是豐水期還是枯水期，均按產權分界點的功率因數0.8考核。

其次，關于計量點，即無功考核點的問題，小水電站要負擔升壓變壓器的有功、無功電能損耗。少數電站還以變電所作為站、網的產權分界點，即電站除負擔升壓變的電能損耗外，還要負擔輸電線路的電能損耗。由于小水電站功率因數按產權分界點0.8考核，則發電機實際運行功率因數遠低于額定功率因數0.8。而由于升壓變壓器及并網線路無功損耗較大，電力送至并網點時力率將大幅升高，發電機出口在額定工況下力率為0.8時，并網點力率將升至0.8以上，甚至更高。

綜上所述，可見，小水電并網點力率按0.8考核不合理，這是導致小水電無功賠償的主要原因之一。

自供電部門對小水電實行無功考核以來，由于考核的不合理，幾乎使我縣所有并網小水電站每年都要賠償一定數量的無功電費，直接影響小水電站的經濟效益。僅以大新發電分公司為例，其無功賠償情況如表1：

3電網無功負荷運行的分析

電網電能運行質量的主要指標之一是電壓的穩定且在電力行業規定范圍內運行，運行中電壓的穩定、高低取決于電網無功功率的平衡，即電源端無功功率與用戶無功負荷兩方面的平衡。電源無功功率包括：①發電機發出的無功功率、②系統無功補償設備、③110kv及以上電壓架空線路及各級電壓電纜的充電功率、④從電力網外可能輸入的無功功率；而用戶無功負荷包括：①系統用戶無功負荷，主要是異步電動機無功負荷、②線路和變壓器的無功損耗、③并聯電抗器消耗的無功功率。從用戶無功負荷的性質看其電網在運行中將會隨時變化，電網無功功率平衡點也會隨之變化，勢必使電源無功功率隨之變化；電源無功功率的構成主要有電站或電源端和系統無功功率補償中隨著用戶設備的投退不斷的調整無功的輸出，以滿足電網無功功率的平衡；電網運行中用戶無功負荷的大小由電網用戶負荷的性質及負荷大小決定，因此電網負荷力率應為隨著用電負荷性質、容量大小而實時變化。從以上分析中可知保證電網電壓運行質量不應以固定的力率來衡量電網的電壓運行質量，應以電壓是否穩定、是否在電力行業規定的范圍內來保證電網電能質量。

4大新縣電網和小水電的運行分析

4.1大新縣小水電基本概況

大新縣地處崇左市西南部，水利資源豐富。近年來，在政府各項優惠政策鼓勵下，大新縣的小水電事業蓬勃發展，目前已經建成并投運的小型水電站20余個，總裝機容量6.4萬千瓦。其中屬廣西桂水電力股份有限公司大新發電分公司的小水電站有5座，分別為那岸電站（含5#、6#機組）、中軍潭電站（含3#機組）、格強電站、上利電站及碩龍電站，轄內總裝機容量5.2萬千瓦，其余16座為私營小水電站，總裝機容量1.97萬千瓦。大新發電分公司所屬電站均以35kV電壓等級并網運行，其余私營小水電站以10kV電壓等級并網運行。這些小型水電站建設的迅猛發展對推動大新縣經濟發展及對大電網的電力補充起到了很大的作用。

4.2大新縣電網基本結構和運行情況

目前大新縣電網與廣西主電網有三個并網點，整個供電區域分為城區、雷平、下雷三片，正常方式下分片區運行。其中那岸電站3#、4#機組發電供往下雷片；那岸電站1#、2#機組、格強電站、上利電站發電供往城區片；中軍潭、碩龍電站發電供往雷平片。

大新縣供電電能質量穩定，在與大網220kv變電近區及大用戶供區的城北變、城南變、仁愛變中軍變等35kv電壓均為36kv，而堪圩及寶圩變這兩個用電容量小供區35kv電壓均為39kv；五個電站發電運行電壓均在額定或調定的電壓以上運行，功率因數除碩龍二級低于0.8外，其它4座電站均高于0.8，甚至在0.9以上。大網考核大新縣水利電業有限公司的力率為0.85，目前只有下雷片區功率因數是0.83，略低于大網考核的0.85的要求，其余兩片區城區片和雷平片，均在0.9以上。從大新縣電網運行結構分析，電網電力電源有當地的水電站發電和大網電力兩個電力電源同時向大新縣電網送電，受到兩個電力（電源）的調控影響。鄰近于大網220kv變電站的35kv變電站電壓如城北變、城南變、下雷仁愛變都穩定于36kv運行。發電站及變電站近區有大用電負荷的其電壓可穩定略低于變壓器調定的額定值運行如中軍潭電站、中軍變電站。離大網220kv變電站或大用電負荷較遠的發電站和變電站其電壓比變壓器調定的額定值高如那岸電站為38kv、上利電站為40kv、碩龍電站39kv及堪圩、寶圩變電站39kv。

通過在那岸電站做加大無功負荷調整試驗中發現運行電壓均隨著提高，當那岸電站發電機有功負荷為4000kw，無功負荷調到2500kvar時發電機端電壓升到6.9kv，35kv母線電壓升到39kv，那岸電站35kv母線作為碩龍、上利電站的發電輸電通道，從當前電網運行的狀況要如果要提高發電機無功負荷，將導致電壓超額定電壓運行，影響發電設備及電網的安全運行，影響到上利、碩龍電站發電輸送運行。

大新發電分公司所屬5座電站的并網點均為電壓等級為35kv的輸電電源點，電站發電機額定電壓為6.3kv，并網點輸送電壓額定值為35kv，該公司電站容量相對于電網用電容量而言容量很小，電站對電網電壓的調整幾乎沒起作用，一直受電網電壓的牽制，電網運行電壓的高低受與電源點電壓及用電負載性質的影響，根據多年的發電運行記錄分析，在豐水期（5月—10月）電網電壓平均為38kv運行，電站發電機組電壓平均在6.5kv運行，從電壓運行上分析電網電壓達到額定值及以上，電站也不必再爭發無功負荷，同時電站發電勵磁系統均為自動調節，電壓超過額定值也自動減小勵磁電流減少無功負荷，而且發電機機端電壓過高影響設備的安全運行，故電站在電網運行電壓的情況下也不應多發無功負荷促使電壓的進一步過高而影響電網運行質量。

5對縣級發電企業無功考核的幾點意見和建議

從大新縣電網基本結構和運行情況及電網無功負荷運行的分析中得以結論：電網電壓運行應以電壓穩定、且在電力行業規定的范圍內運行以保證電網電能質量，不應以固定的負荷力率作為電網的電壓運行質量標準。確保電壓運行質量要以電網實際需要的無功功率進行電源無功功率與用戶無功負荷的平衡以維護保持電壓的穩定。在電網系統中大用戶都裝置有無功補償設備，進行無功功率的補償，故對電源點要求的無功負荷不大，電源點的無功功率主要是對電網運行中的無功損耗及其它小用戶所需的無功負荷，因此整個電網運行中對電源點供應的有功負荷與無功負荷不應以固定比例要求，而是由電網運行的實時需要決定。而且供電區域無功補償管理較好，基本都能就地平衡，主變低壓側的負荷功率因數總體保持在較高范圍內，基本都在0.95以上。此時如對轄區內小水電站仍然按功率因數0.8或0.85考核，勢必增加電網內的無功傳輸，同時引起延線電壓升高、線損增大等問題，因此，當豐水期小水電滿載發電時，此時應由電網調度根據實際情況提高功率因數的考核指標，使無功功率就地平衡，避免大量的無功功率作遠距離傳輸，減少損失、提高電壓質量。

從調研中可以看出，盡管發電站發電機組發電功率因數都偏高，無功功率沒達到額定值，但電壓都在電力行業規定范圍內穩定運行，電網無功功率已達到平衡運行，在加大發電機無功功率時發電機端電壓及35kv母線電壓隨著升高，說明此時電網無功功率過剩。由于大新縣電網的電源點由當地發電站及大網的變電站組成，根據電網運行對電源點無功負荷的需求，當地發電站和大網變電站應按電網運行的實際對電源點的無功功率需求來提供無功負荷，為此為了確保電網電壓運行的穩定及保證電壓在電力行業規定的范圍內運行，促進發電與電網安全、和諧發展，對發電站無功功率的考核筆者有如下幾點建議：

一是加強縣級電網的電力調度，努力提高現有調度人員的業務技術素質。

二是調查分析縣電網無功負荷，搞好無功負荷測試和規劃配置無功補償電容器。

三是小水電站應千方百計盡快將高損耗變壓器更換為低損耗變壓器。

四是小水電機組停發時應將升壓變壓器及時從電網中解列，退出運行，以減少變壓器空載電能損耗。

五是距負荷中心較近的小水電站，如我縣中軍潭水電站等總裝機500KW以上的小水電站，當縣電網無功功率不足時（尤其是在枯水期或機組有功出力不足時），縣電網可調度這類電站多發些無功功率，并由供電部門付費電站一定的無功電費。

六是以月電量進行對無功的考核。

七是以變電站35kv母線電壓為參考值：⑴當母線電壓小于35kv時，以發電站發電機名牌功率因數對發電站輸送電量進行考核。⑵當母線電壓等于或大于35kv時，以大網對縣網的用電考核力率進行考核多拉大網的無功電量Q網與發電站發電機額定力率進行考核所欠發達無功電量Q發比較，當Q網﹥Q發，則對發電站力率考核為發電站欠發無功電量為Q發；當Q網﹤Q發，則對發電站力率考核為發電站欠發無功電量為Q網。

參考文獻：

[1] 周文強.小水電無功電量不足的分析與對策[M].中國電力網，2008.