基于PSD的生物质电厂调相调压计算研究

郭洪梅¹，戴光燕²，王作伟¹

（1.国网吉林省电力有限公司松原供电公司，吉林松原138000；2.松原电力勘测设计有限公司，吉林松原138000）

　　摘要：文章简要介绍了乾安县电网现状，根据电力系统的相关规程规定，应用PSD电力系统分析软件对接入系统的生物质电厂进行调相调压计算分析。在此基础上，提出生物质电厂采用抽头为69/10.5（kV）的变压器接入系统。

　　1引言

　　电力系统的允许电压水平同无功功率平衡密切相关，电厂主变压器分接头的选择对系统电压的调整及区域无功功率的平衡具有重要意义，合理地选择变压器的分接头可以调整电压^[1-2]。变压器分接头的选择一般应满足两个条件：一是变压器负载侧对供电电压的需求，二是复合相关导则的规定^[3]。由于发电机机端电压允许波动±5%，且发电机一般具备有满负荷时功率因数在0.85（迟相）～0.97（进相，甚至0.95）的运行能力，调整范围宽，通过机端电压的调整即可以灵活实现机组无功出力和母线电压的调整^[4]。电力网中变压器的运行电压对电网中的损耗有重要影响，通过改变电网电压改变功率传输过程中在变压器和供电线路上产生的功率损耗^[5-6]。

　　2乾安生物质工程电力系统概况

　　2.1乾安县电网现状

　　乾安供电区位于松原电网的西部，主要由乾安220kV变电站供电。乾安220kV变电站内现有2台主变压器，均为120MVA。截止2016年底，乾安县域内共有66kV变电站10座，变压器13台，主变压器容量188.2MVA。

　　2.2生物质能电厂概述

　　乾安县生物质能发电厂现有建设规模为1台130t/h高温高压循环流化床秸秆锅炉，配1台30MW凝汽式汽轮发电机组，发电机出口电压为10.5kV，以发电机—双卷变压器单元接线形式接入66kV母线，导线采用JL/G1A-240/30，全长3.1km。

　　3变压器分接头选择应注意的问题

　　3.1生物质工程计算导则

　　根据《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》中要求“并入电网的发电机组应具备满负荷时功率因数0.85（滞相）～0.97（进相）运行的能力。对于新建机组应满足进相0.95运行的能力”。生物质工程发电机组应具有滞相0.85和进相0.95的调相功能。同时，还要求“发电厂和220kV变电站35～110kV母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的-3%～7%”。

　　3.2变压器调压方式及调压范围

　　《电力系统电压和无功电力技术导则》（中华人民共和国能源部-1989）SD325-89中规定，发电机升压变压器，一般可选用无励磁调压型。变压器分接开关调压范围应经调压计算确定。无励磁调压变压器一可选±2×2.5%（10kV配电变压器为±5%）。对于有载调压变压器，63kV及以上电压等级的，宜选±×（1.25～1.5）%。位于负荷中心地区发电厂的升压变压器，其高压侧分接开关的的调压范围应适当下降2.5%～5.0%。

　　3.3计算系统

　　计算系统主要考虑乾安县66kV及以上电网，计算负荷为扣除10kV及以下电厂出力的负荷。计算乾安县66kV变电站的功率因数冬大运行方式时取0.95，冬小方式时取0.92。

　　3.4计算工具

　　PSD电力系统分析软件工具，是一个大型电力系统分析软件包，由中国电力科学研究院系统所开发研制。PSD软件主要有PSD-BPA潮流及暂态稳定程序；PSD-SCCP电力系统短路电力计算程序；PSD-SSAP电力系统小干扰稳定性分析程序；PSD-OPF无功优化程序；PSD-VSAP电压稳定分析程序等功能。本文结合PSD-BPA模块对生物质电厂进行调相调压计算分析。

　　3.5运行方式

　　调相调压计算采用冬大、冬小两种运行方式。当主变额定电压是69/10.5kV时，冬大运行方式下：主变变比为1.025～0.95，冬小运行方式下：主变变比为1.025～1；当主变额定电压是66/10.5kV时，冬大运行方式下：主变变比为1.05～1，冬小运行方式下：主变变比为1.05～1.025。

　　4算例分析

　　应用PSD电力系统分析软件工具，借改变变压器变比对接入系统的光伏发电项目进行调相调压计算。针对生物质能发电厂联网方案，采用冬大和冬小两种运行方式，升压站主变抽头分别选择69/10.5（kV）和66/10.5（kV）进行计算，计算结果见表1。

　　当主变额定电压是69/10.5kV时，冬大运行方式下：主变变比为1.025～0.95时，发电机功率因数0.915～-0.952，冬小运行方式下：主变变比为1.025～1时，发电机功率因数0.989～-0.987，满足要求；同时66kV侧电压变化率1.21%～6.36%，满足-3%～7%的要求。

　　当主变额定电压是66/10.5kV时，冬大运行方式下：主变变比为1.05～1时，发电机功率因数0.974～-0.969，冬小运行方式下：主变变比为1.05～1.025时，发电机功率因数-0.994～-0.922；同时66kV侧电压变化率1.52%～5.45%，满足-3%～7%的要求。

　　综上所述，当本工程机组具有滞相0.85和进相0.95的调相能力时，推荐主变69±2×2.5%/10.5kV，可以满足相关节点电压的运行要求。

　　参考文献

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　　[2]陈珩．电力系统稳态分析[M]．北京：水利水电出版社，2008．

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　　[4]SD325-89电力系统电压和无功电力技术导则[S]．中华人民共和国能源部，1989．

　　[5]李向荣．变压器分接头与广西电网无功电压水平的关系分析[J]．广西电力，2007（1）：9-13．

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