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郭洪梅1，戴光燕2，王作偉1
（1.國網(wǎng)吉林省電力有限公司松原供電公司，吉林松原138000；2.松原電力勘測設(shè)計(jì)有限公司，吉林松原138000）
摘要：文章簡要介紹了乾安縣電網(wǎng)現(xiàn)狀，根據(jù)電力系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)程規(guī)定，應(yīng)用PSD電力系統(tǒng)分析軟件對接入系統(tǒng)的生物質(zhì)電廠進(jìn)行調(diào)相調(diào)壓計(jì)算分析。在此基礎(chǔ)上，提出生物質(zhì)電廠采用抽頭為69/10.5（kV）的變壓器接入系統(tǒng)。
1引言
電力系統(tǒng)的允許電壓水平同無功功率平衡密切相關(guān)，電廠主變壓器分接頭的選擇對系統(tǒng)電壓的調(diào)整及區(qū)域無功功率的平衡具有重要意義，合理地選擇變壓器的分接頭可以調(diào)整電壓[1-2]。變壓器分接頭的選擇一般應(yīng)滿足兩個(gè)條件：一是變壓器負(fù)載側(cè)對供電電壓的需求，二是復(fù)合相關(guān)導(dǎo)則的規(guī)定[3]。由于發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓允許波動±5%，且發(fā)電機(jī)一般具備有滿負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)在0.85（遲相）～0.97（進(jìn)相，甚至0.95）的運(yùn)行能力，調(diào)整范圍寬，通過機(jī)端電壓的調(diào)整即可以靈活實(shí)現(xiàn)機(jī)組無功出力和母線電壓的調(diào)整[4]。電力網(wǎng)中變壓器的運(yùn)行電壓對電網(wǎng)中的損耗有重要影響，通過改變電網(wǎng)電壓改變功率傳輸過程中在變壓器和供電線路上產(chǎn)生的功率損耗[5-6]。
2乾安生物質(zhì)工程電力系統(tǒng)概況
2.1乾安縣電網(wǎng)現(xiàn)狀
乾安供電區(qū)位于松原電網(wǎng)的西部，主要由乾安220kV變電站供電。乾安220kV變電站內(nèi)現(xiàn)有2臺主變壓器，均為120MVA。截止2016年底，乾安縣域內(nèi)共有66kV變電站10座，變壓器13臺，主變壓器容量188.2MVA。
2.2生物質(zhì)能電廠概述
乾安縣生物質(zhì)能發(fā)電廠現(xiàn)有建設(shè)規(guī)模為1臺130t/h高溫高壓循環(huán)流化床秸稈鍋爐，配1臺30MW凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)出口電壓為10.5kV，以發(fā)電機(jī)—雙卷變壓器單元接線形式接入66kV母線，導(dǎo)線采用JL/G1A-240/30，全長3.1km。
3變壓器分接頭選擇應(yīng)注意的問題
3.1生物質(zhì)工程計(jì)算導(dǎo)則
根據(jù)《國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無功電力管理規(guī)定》中要求“并入電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)組應(yīng)具備滿負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)0.85（滯相）～0.97（進(jìn)相）運(yùn)行的能力。對于新建機(jī)組應(yīng)滿足進(jìn)相0.95運(yùn)行的能力”。生物質(zhì)工程發(fā)電機(jī)組應(yīng)具有滯相0.85和進(jìn)相0.95的調(diào)相功能。同時(shí)，還要求“發(fā)電廠和220kV變電站35～110kV母線正常運(yùn)行方式時(shí)，電壓允許偏差為系統(tǒng)額定電壓的-3%～7%”。
3.2變壓器調(diào)壓方式及調(diào)壓范圍
《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》（中華人民共和國能源部-1989）SD325-89中規(guī)定，發(fā)電機(jī)升壓變壓器，一般可選用無勵(lì)磁調(diào)壓型。變壓器分接開關(guān)調(diào)壓范圍應(yīng)經(jīng)調(diào)壓計(jì)算確定。無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器一可選±2×2.5%（10kV配電變壓器為±5%）。對于有載調(diào)壓變壓器，63kV及以上電壓等級的，宜選±×（1.25～1.5）%。位于負(fù)荷中心地區(qū)發(fā)電廠的升壓變壓器，其高壓側(cè)分接開關(guān)的的調(diào)壓范圍應(yīng)適當(dāng)下降2.5%～5.0%。
3.3計(jì)算系統(tǒng)
計(jì)算系統(tǒng)主要考慮乾安縣66kV及以上電網(wǎng)，計(jì)算負(fù)荷為扣除10kV及以下電廠出力的負(fù)荷。計(jì)算乾安縣66kV變電站的功率因數(shù)冬大運(yùn)行方式時(shí)取0.95，冬小方式時(shí)取0.92。
3.4計(jì)算工具
PSD電力系統(tǒng)分析軟件工具，是一個(gè)大型電力系統(tǒng)分析軟件包，由中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)所開發(fā)研制。PSD軟件主要有PSD-BPA潮流及暫態(tài)穩(wěn)定程序；PSD-SCCP電力系統(tǒng)短路電力計(jì)算程序；PSD-SSAP電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析程序；PSD-OPF無功優(yōu)化程序；PSD-VSAP電壓穩(wěn)定分析程序等功能。本文結(jié)合PSD-BPA模塊對生物質(zhì)電廠進(jìn)行調(diào)相調(diào)壓計(jì)算分析。
3.5運(yùn)行方式
調(diào)相調(diào)壓計(jì)算采用冬大、冬小兩種運(yùn)行方式。當(dāng)主變額定電壓是69/10.5kV時(shí)，冬大運(yùn)行方式下：主變變比為1.025～0.95，冬小運(yùn)行方式下：主變變比為1.025～1；當(dāng)主變額定電壓是66/10.5kV時(shí)，冬大運(yùn)行方式下：主變變比為1.05～1，冬小運(yùn)行方式下：主變變比為1.05～1.025。
4算例分析
應(yīng)用PSD電力系統(tǒng)分析軟件工具，借改變變壓器變比對接入系統(tǒng)的光伏發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)相調(diào)壓計(jì)算。針對生物質(zhì)能發(fā)電廠聯(lián)網(wǎng)方案，采用冬大和冬小兩種運(yùn)行方式，升壓站主變抽頭分別選擇69/10.5（kV）和66/10.5（kV）進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表1。
當(dāng)主變額定電壓是69/10.5kV時(shí)，冬大運(yùn)行方式下：主變變比為1.025～0.95時(shí)，發(fā)電機(jī)功率因數(shù)0.915～-0.952，冬小運(yùn)行方式下：主變變比為1.025～1時(shí)，發(fā)電機(jī)功率因數(shù)0.989～-0.987，滿足要求；同時(shí)66kV側(cè)電壓變化率1.21%～6.36%，滿足-3%～7%的要求。
當(dāng)主變額定電壓是66/10.5kV時(shí)，冬大運(yùn)行方式下：主變變比為1.05～1時(shí)，發(fā)電機(jī)功率因數(shù)0.974～-0.969，冬小運(yùn)行方式下：主變變比為1.05～1.025時(shí)，發(fā)電機(jī)功率因數(shù)-0.994～-0.922；同時(shí)66kV側(cè)電壓變化率1.52%～5.45%，滿足-3%～7%的要求。
綜上所述，當(dāng)本工程機(jī)組具有滯相0.85和進(jìn)相0.95的調(diào)相能力時(shí)，推薦主變69±2×2.5%/10.5kV，可以滿足相關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓的運(yùn)行要求。
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