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　　500kV主變壓器有載調壓的效應指標及相關調控策略研究魏博張勇軍潘文博2（1.華南理工大學電力學院，廣州510640；2.梅州供電局，廣東梅州514021）可能造成系統電壓失粉。研究有載調壓時變壓器檔位調節對于電網無功電壓和潮流分布的影響，提出變壓器一檔調節電壓和無功效應指標以便定量衡量電網電壓和無功變化。結果表明，對于分布式電源較多的地區，不宜單獨進行500kV主變壓器有載調壓；對于純負荷片區或多數上網電廠為定無功運行方式的，可以考慮有載調壓。

　　維持電力系統靜態電壓穩定與合格的控制手段主要有變壓器有載調壓、無功補償調節和發電機出力控制等。以往對無功電壓問題、電壓偏高下的調控措施研究已有一定的進展，變壓器有載調壓因具有操作成本低、適用范圍廣、調壓效果明顯等優點而被廣泛應用。概述了國內外有載調壓變壓器對電壓穩定性影響的研究方法，分析了對影響電壓穩定的參數及原因等。

　　上述對分布式電源上網的無功電壓影響，感性無功補償等因素進行了研究，而對于變壓器檔基金項目：國家自然科學基金項目（51147006）。

　　位不合理引起的電壓偏高問題，特別是500kV主變壓器調壓對下層電網影響的研究略顯薄弱。有載調壓作為造成系統電壓失穩的三大誘因之一，一旦調壓失穩會對電網安全帶來巨大威脅。正是基于此類考慮，有載調壓在500kV電網中的應用一直十分謹慎，通常在帶負荷情況下變壓器檔位并不調整。另一方面，廣東電網作為工業大負荷受端，負荷的大、小周期性波動均十分劇烈，一直面臨著調壓困難的問題，迫切需要調節500kV檔位來達到改變電壓、節省下層無功資源的目的。因此對于是否應該進一步推廣500kV有載調壓，需要認真論證和決策。

　　本文基于所開發的無功優化軟件ORP，針對某實際電網進行仿真，提出變壓器調節效應指標，定量衡量變壓器抽頭檔位變化引起的電網電壓及無功變化，以此推廣論證廣東電網500kV主變壓器抽頭調整所能帶來的調節效益及其對系統的影響，進而為廣東500kV有載調壓設備配置和規劃安裝工作提供了理論指導。

　　1數學模型建立如的某地區電網500kV主干部分的簡化模型，包括發電機、500kV變壓器、線路、負荷等，忽略下層電網結構，利用模型進行機理分析，推導500kV主變壓器有載調壓引起的電壓、無功變化規律。

　　中，表示系統等值節點電壓，其左側無窮大電源代表省網，F500表示500kV站500kV母線電壓，F220、廠220分別表示等值理想變壓器的高、中壓側母線電壓，忽略低壓側。Xs表示連接R與00的輸電線路電抗，而表示等值變壓器電抗，尤為高-中壓側變比，表示流經變壓器的功率，戶G+為地方電廠等值出力，表示等值負荷，0T=0L-.假定Xs、Xt上消耗的無功功率分別為A、A0T，則有由，以及系統各元件注入無功因變壓器調整一檔帶來的相對變化。

　　?檔調節電壓效應指標AWap一檔調節電壓效應指標用以表征變壓器抽頭調節一檔所引起電網各節點電壓的變化情況，定義式如下壓變化量標幺值。

　　從這一指標可以得知電網中各節點電壓對該變壓器調檔的靈敏度，通過對這一指標的排序即可直觀地了解全網節點的電壓響應程度。

　　?檔調節無功效應指標AQTap一檔調節無功效應指標用以表征變壓器調整一檔帶來的系統各元件注入無功的相對變化。定義式如下入無功標幺值（以100Mvar為基準）。

　　這一指標能反映由變壓器調檔導致的無功變化情況，對于無功過剩引起的全網電壓偏高，變壓器調檔往往伴隨著無功的大幅度變化，并有可能導致電網無功分布更不合理的情況。因此，采用一檔調節無功效應指標反映因變壓器調檔引起的節點無功變化，根據指標大小作為是否允許調檔、調檔幅度、需要如何配合的依據。

　　在此基礎上，按照電壓等級的不同，以AQTap-500和AVTap-500表示注入500kV主變壓器的一檔調節無主變壓器500 kV側kV母線功效應和電壓效應，以A0Tap22.和AFTap22.表示注入220kV線路的一檔調節無功效應和電壓效應。

　　一檔調節效應指標能夠體現變壓器調檔引起的電網無功電壓的變化，通過分析不同節點對應的指標值，能夠找出變壓器為合理的調檔策略，避免盲目調檔引起系統無功電壓情況惡化。

　　一般情況下，接入22.kV主網的發電廠都是作為PV節點，即定電壓運行的，因此調整50.kV主變壓器的抽頭檔位對22.kV層面的電壓影響作用較小，在實際運行中單純調整變壓器抽頭位置對電壓的調節作用有限。但是如果從規劃的角度考慮，配合發電廠的調壓，則能起到很好的作用，嘗試將下層電廠作為PQ節點，即定無功運行，再調整50.kV站的檔位，分析其對22.kV電網的調壓作用，可根據得到的電壓指導調整對應的發電廠，詳細過程將在以下小節論述。

　　3實際算例現行的廣東電網變電站管理機制是除西電東送交直流落點及附近部分50.kV站點外，其余50.kV和所有22.kV站點皆由省中調負責調度管理。但實際情況由于人力資源有限，22.kV站主變壓器檔位由中調負責整定與考核，調節范圍一般在整定檔位值浮動2檔，實際由各地調負責實時操作。由于檔位調整范圍的約束與站內可控無功資源的限制，可能導致主變壓器中壓側母線電壓運行在偏低或偏高的非期望區間。

　　以華南某地區典型實際電網作為算例。該地區電壓長期偏高。盡管目前采用了各種調壓手段，但依然無法調節電壓至令人滿意的范圍。且電網運行難以滿足無功分層分區就地平衡的需要，不但不利于經濟運行，也威脅著運行的安全性。

　　3.1小方式下主變壓器調檔對電壓和無功的影響3.1.1考慮22.kV上網發電廠定電壓運行小方式下，該地區負荷相對較輕，易出現電壓偏高乃至越上限問題。以典型夏小方式為建模基礎，考慮各22.kV上網發電廠都采用定電壓運行，50.kV主變壓器中壓側有載調壓從初始的13檔上調至12檔及下調至14檔時，與上層電網相連的50.kV關口節點及其電壓、功率變化見下表1.上表中注入有功、注入無功表示從系統等值節點注入該地區電網的功率，全網總有功、無功損耗為關口統計損耗。50.kV站既是調檔所在節點，又是連接系統等值節點與地區電網的樞紐節點，調檔對嘉應站本身的效應見下表2.表1調檔引起的關口節點電壓無功變化狀態注人有功功率/MW注人無功功率/Mvar全網有功損耗/MW全網無功損耗/Mvar 50.kV母線1電壓/kV 12檔13檔14檔Flap（標幺值）節點名從表中可見，調檔對50.kV站本身的電壓改變很小，而無功改變很大。

　　中橫坐標表示下層電網各22.kV變電站，縱坐標表示一檔調節電壓效應AFap.從圖可見，50.kV主變壓器對不同站點有不同的一檔調節電壓效應AFap，且同一站點不同電壓側的AFTp也略有不同，基本上全網節點AFapE，平均AFap為0.000603.結合電網接線圖發現，AFp較大的站點與50.kV站電氣距離較近；AFTap.的站點與50.kV站電氣距離相對遠。同一站點的三側電壓Aap相近是由變壓器的工作機理決定的，呈現基本一致的調壓效應。

　　下層電網各側的一檔調節電壓效應AVTapFig.從可見，50.kV主變壓器上（下）調一檔前后，部分22.kV線路的注人無功出現變化，且對不同線路500kV主變壓器一檔調節無功效應AQap220各不相同，變化范圍為丁心海，黃涌，雷軍，等。2008年春節期間鄂豫500kV電網電壓偏篼問題仿真。電網技術，2008，32（增刊2器的一次升流試驗數據分析，可知本文提出的電流簡化計算公式和相量圖與試驗所測數據在工程應用誤差范圍內，便于驗證一次升流試驗實測數據的正確性。