摘要：海南电网接入 500kV联网运行以来，随着互联电网逐年交换容量的增加，海南电网用户末端将逐渐呈现电压不稳定趋势，为了定性分析问题的性质，基于联网运行中推进海南电网的优化技改。针对海南电网的运行现状和近期发展规划，以及近年来运行参数的统计和各种运行方式电压计算结果，提出在接入500kV后控制电网电压的定性分析与讨论，以达到提高海南电网供电质量的目的。
关键词：海南联网；海南电网；电压控制；分析讨论
近几年来，海南电网主网发展很快，全网十一五期间电网规划均已实现运行。至2010年时，全省的电力负荷水平、电源建设进度和电网构架基本满足全省GDP增长的需求。随着500kV海南联网接入海南电网后，对海南电网的发展产生了优化地方电网改造、区域电网电量交换的作用。同时，海南220kV电网中枢点电压控制，在海南电网优化改造中得到充分重视。针对海南电网运行的电压控制问题，以及对相关系统无功配置问题展开讨论，对完善海南电网技改具有实用意义和参考价值。
一、海南电力系统概况
1.海南电源与负荷现状
2010年底，海南电网全社会发电装机容量4547MW，发电类型及装机容量，详见表1。
2009年海南省全网统调最大电力负荷2320MW，统调发电量121.1亿kW?h，非统调电源发电量14.30亿kW?h，共135.4亿kW?h。全省统调负荷，同比递增15.3%，全年完成售电量同比增长16.1%。
海南电网负荷分布主要集中在北部和西部地区，以海口为中心的北部地区负荷，占全省的48.5%；以儋州、昌江、东方为中心的西部地区负荷，约占25%；以三亚为中心的南部地区负荷，约占16.4%。
2.海南电网现状
2009年前，海南是孤立运行的统一电网，主网架最高电压等级为220kV，经多年的电力系统建设，海南电网已逐步发展成为以火电为主、水电为辅，220kV输电线路为骨干网架，分层、分区结构较为完整的统一电网。
海南电网220kV主网架已初步形成规模，220kV主网架已环岛运行。截止2009年底，全省投运220kV变电站16座，主变28台，总变电容量3840MVA；220kV线路35条，总长度1465?。110kV及35kV电网已覆盖全省各市、县，110kV变电站69座，变电总容量3230MVA，线路2650?，35kV变电站138座，变电总容量950MVA，线路2640?[1]。
3.海南电网存在的主要问题
（1）电源部分：1）全省电力负荷增长很快，2009年以前发电装机容量不足，电力平衡缺口已逐年呈现出不足。2）电源结构不合理，海南煤电占比重相对较高，由于煤炭能源供应问题，造成不同程度的发电年利用小时数受限。3）电源分布不合理，海南的主要电源集中在北部和西部地区，中部和东部地区发电装机容量不足。
（2）电网部分：1）目前220kV主干网架运行薄弱，仅形成环岛单回路电网结构。2012年后，可形成全岛双回路运行。但部分变电所仅有一台主变，供电可靠性差。各市、县仍以长距离的110kV线路供电，许多市、县电网不能达到n-1运行要求，电网安全运行存在隐患。2）电网结构不合理，存在较多的220kV与110kV电磁环网问题。3）电网变电容量分布不均衡，局部地区变电容量不足，造成负荷潮流无功电压分布不合理。4）电压等级设置不合理，220kV电压等级至10kV电压等级之间多出一级35kV电压等级，造成不必要的电能损耗。5）供电质量不高，可靠性差。无功补偿容量不足，电压调控能力差，特别是南部电网缺乏无功电源支撑，电压波动较大。
二、海南电网电压控制的迫切性
海南电网存在的问题，是孤网历史形成的局限性。海南联网的500kV线路接入，对目前220kV主网架电压波动过大，配网电压超出规定范围的问题，经定性计算分析认为，其主要表现的原因有以下几个方面：
（1）统调电源与非统调电源相互匹配不能在调峰时同时运行，水电在枯水季节显出装机不足，导致电网潮流交换大，而且频繁，使得220kV电网电压波动幅度大且频繁（△V=f（p，Q））。引起二次侧供电压随之变化，常常出现供电线路始末电压超出规定范围现象。
（2）目前海南大部分地区电网的供电功率因数偏低，按满足规定要求处于低限[2]。供电网始端的电压已随220kV系统电压的升高变化。若提高功率因数，则始端电压会更高，二者形成了突出矛盾，致使电网网损增加。
（3）2009年底，海南增加了一批送变电项目的投运，使得无功电源需求不断增加，虽然海南电力负荷增长很快，但从2009年电网潮流电压的计算结果来看，全网电压水平总体上仍在逐步升高。
（4）海南电力系统的规划和建设，在逐步改善“重有功，轻无功”的状况，目前无功补偿装置和其他调压手段及配备，在很大程度上直接影响了全网电压的有效控制。
海南电网在开展电网电压问题的研究同时，以采用综合措施进行有效控制，对于保护高电压设备，及保持电网安全运行具有积极的意义，有助于提高电网供电水平和供电质量，同时有利于电网经济运。
三、对控制中枢点电压作用的讨论
海南电网220kV变电所，中枢点电压控制是根据变电所在电网中的地位、可靠性，在兼顾电网现状和发展的前提下，确定其运行电压的变化范围，以较小的合理值及采取相应的控制手段，达到控制和稳定整个系统电压的目的。开展研究海南电网中枢点电压控制及讨论主题分析目的为：
（1）合理地进行全网中枢点电压控制，根据电力系统运行的实际情况及电压发展趋势，有计划、有步骤、有重点应用在送变电工程建设中，正确配置无功补偿设备和调压措施。
（2）基于全网调度运行提供的基础数据，保持系统电压参数基本不变时，可使电网调整量减少。在相关计算中，将电压相对不变的中枢点设定为PV点，使得系统计算更趋近于实际情况。
（3）为电力系统规划设计中，正确选择发、送、变电及无功补偿设备参数提供重要的依据，如：选定发电机组的额定功率因数，送电线路的导线型号。尤其是在确定新建核电电源和变电所主变压器，及调压范围和电网中电容、电抗器配置方面有突出的意义。
（4）保证供电、配电的电压质量创造条件，一次变电所的高压侧电压和主变变比确定后，其所带的供电、配电电网的电压就只决定于负荷水平，减少了不确定因素，从而采取有效措施控制其电压波动幅值。
（5）对220kV电网中枢点电压实施控制，可基本固定网内无功电力的流向和流量，有利于全网经济运行方式实施和有效降低网损，使现有输变电设备经济、安全、满载输送有功电力。
四、海南电网中枢点电压控制初步计算结果
基于海南电网电压控制的基本情况，通过对有关资料收集计算，海南电网中枢点电压控制初步定性计算结果和原则为：
1.海南电网电压中枢选择
海南电网电压中枢点点选取的原则是：与电网联系紧密，地处负荷中心、潮流汇集点的220kV母线。计算年限按2012年前后水平考虑。
1）北部地区：福山500kV变电站220kV母线；大丰220kV变电所。
2）西部地区：洛基220kV变电所、鹅毛岭220kV变电所。
3）东部地区：官塘220kV变电所。
4）南部地区：大茅220kV变电所。
这些中枢点的电压水平，代表了各地区220kV系统的电压水平，监视点宜选在三亚鸭仔塘220kV变电所。
2.中枢点电压计算结果
以海南电力设计院提出的2010年全网潮流计算数据为依据，各中枢点及监视点的电压数学期望值，见表2。
参照表1中各中枢点数学期望值，根据有关电压计算得出，各中枢点电压在2012年前后宜控制在230kV，由于运行方式的变化及负荷的增减，允许的电压波动范围，见表3。
3.关于海南各地区无功补偿的计算与讨论
在全网220kV系统中枢点电压确定后，为达到理想的电压变化范围，以减少网损为目标。经初步定性计算，在变电所的变电二次侧配置电容器，其补偿范围见表4。
五、结语
海南电网接入 500kV联网运行以来，随着互联电网逐年交换容量的增加，海南电网用户末端将逐渐呈现电压不稳定趋势，为了定性分析问题的性质，基于在联网运行过程中推进海南电网优化电网技改时机。开展接入500kV后，控制海南电网各节点电压的定性分析与讨论，具有现实意义。同时，也具有在海南联网工程建设中，尽可能不留下由于工程建设所带来的技术盲区。
海南电网接入500kV联网运行电压控制分析与讨论，其提出的建设性意见，是在有限的资料来源与计算条件下，定性分析与讨论，当采信时应与系统规划设计结论相结合，以达到提高海南电网供电质量的目的。
参考文献：
[1] 海南电力设计院.海南电网“十二五”电力系统设计初步研究成果[R].2011,(6).
[2] 吕懿.浅谈海南电网无功优化[J].沿海企业与科技,2010,(8).
（责任编辑：熊怡）