移动式变电站在季节性负荷地区的应用研究

(国网宁德供电公司，福建 宁德 352100)

1 引言

近年来，随着经济的快速发展，在电力负荷急剧增加的同时，季节性负荷也在全国范围内出现，并呈现逐年增大的趋势，由此产生电力负荷特性恶化等诸多问题，需采取措施应对。本文以福建省某茶区为例，通过负荷特性分析法中的曲线法直观的分析其季节性负荷特性，并将车载移动式变电站接入该地区电网，提供一种有效缓解季节性负荷的方法。

2 季节性负荷的产生及其影响

季节性电力负荷在福建不同地区均有存在，会在某些季节出现很大的尖峰负荷。如安溪、平潭、福州等地因用电制茶、春节居民返乡高峰、夏季空调等降温电器的大量使用，存在着大量季节性负荷。尤其是某茶区，其中、低压系统存在季节性负荷带来的严重超载问题尤为突出，每年5月、10月制茶高峰期间，所有制茶机械同时运转，网供负荷要上升40%～60%，部分110kV主变负荷会陡增近7～10倍，形成罕见的尖峰负荷，导致局部区域、局部时段出现低电压现象。而在非制茶季节，所有制茶机械停用，用电仅为普通照明用电，变压器几近空载运行，用电负载率低，设备利用率低，供电效率低[1-2]。

季节性负荷首先会对主变产生影响。当负荷过高时，主变接近满载，导致在某些时间段内会出现短时供电紧张的局面。因此，需要全面分析季节性电力负荷的变化规律，采取相关措施来缓解季节性负荷突增造成的电网容量不足的情况。本文拟以福建某茶区为例，进行研究分析。

3 季节性负荷特性分析研究

负荷特性的分析方法主要有三种，分别是曲线法、指标法和比较法。而曲线法是最为直观的一种分析方法，通过绘制负荷曲线并对不同时间的负荷曲线做比较，从而发现负荷特性的变化规律，其主要用于定性分析负荷特性[3]。本文拟通过曲线法，通过绘制该地区近几年的年、月、日电力负荷曲线，分析负荷的变化规律来解释负荷特性，并进行分析。这种通过绘制曲线法来分析电力负荷特性的方法能更清晰的分析整个茶区的电力负荷特点，使车载移动变电站的接入具有更强的理论基础。

3.1 年负荷特性分析

表1为该茶区2014-2016年最大负荷的变化情况。由年最大负荷的变化情况可知：2014-2016年该茶区电网负荷发展较快，季节性负荷非常明显，电网的最大负荷值基本上出现在5月和10月的春秋季，年最大负荷从2014年的561.475MW增长到2016年的579.683MW，增长了18.208MW，年均增长率为1.62%。2015年最大负荷较2014年增长了0.346MW，增长率为0.06%；2016年较2015年增长了17.862MW，增长率为3.18%，这三年的年最大负荷增速最大达到3.18%。从近三年电网用电负荷增长率看，安溪电网用电最大负荷呈较快增长态势，在每年的5、10两个月出现尖峰负荷，季节性负荷明显。

表1 2014—2016年最大负荷的变化情况

表2为2014年—2016年的季不平衡系数，季不均衡系数指一年内12个月各月最大负荷日的最大负荷之和的平均值与年最大负荷的比率[3]。分别为0.777、0.797、0.811，说明负荷发展不均衡，每年呈小幅增长趋势，近三年季不均衡系数基本保持在0.79左右。

3.2 月负荷特性分析

从图1的月最大负荷变化曲线来看：

(1)该地区各个季节负荷分布较不平稳，并且呈现明显的周期性、季节性。月最大负荷高峰值一般出现在5、10月份，月最大负荷低谷值一般出现在2、6、9、11月份，季节性特征明显。

表2 2014-2016年的季不平衡系数变化情况

图1 2014-2016年该地区月最大负荷变化曲线

3.3 日负荷特性分析

3.3.1 茶季日负荷特性

图2和图3分别给出了连续三天春茶和秋茶日负荷变化曲线。图3与图4具有很大的相似性，从两图可以看出在茶季日负荷曲线形状基本相似，每日峰荷、谷荷的大小和出现的时刻基本相同，负荷曲线特点基本都是“两峰一谷”，午高峰在10点～12点，晚高峰在16点～20点，晚高峰大于午高峰。

图2 2015年该地区春茶日负荷变化曲线

图3 2015年该地区秋茶典型日负荷曲线

3.3.2 普通日负荷特性

图4给出了连续3天普通日负荷变化曲线。从图上可以看出，每天的负荷差距不大，负荷在220MW～380MW之间变化，所出现的微小波动主要是由于中午和傍晚时段家用电器的使用较多造成的。

图4 2015年该地区普通日负荷变化曲线

综上，该地区具有明显的季节性用电负荷特征，在茶季，因电网的容量不足，尖峰负荷对电网冲击很大，容易造成电网故障。因此，很有必要采取相应措施来缓解季节性电力负荷突增造成的供需矛盾。

4 车载移动变电站容量配置

本文所涉及的车载移动变电站由3辆车载组合构成，以满足灵活移动需要，分别承担变压器、高压侧开关设备、中压侧开关柜、二次综合控制系统、接入线缆的运输任务。考虑到福建省地理形态以山地丘陵为主，公路坡道多，回转空间小，移动变的构成宜采用单体重量低，多辆车载式结构为主，运输车辆长度一般不宜超过12m，以满足大多数变电站内部道路的转弯半径(8～10m)要求。针对福建省具体情况，初步考虑配置参数如下：110kV进线1回，10kV出线4回，供电容量20MVA,运输尺寸：长10～12m，宽3m，高4.2m，运输车辆3辆，单辆车重量小于35吨，设备总重量小于45吨。由于移动变具有较好的灵活性，可通过车辆运到不同地点接入电网，满足了短时高峰负荷的需要，如果不同地区的负荷具有互补性，则可为变电容载比的设计提供了更加灵活的选择，进一步优化资产利用率，实现运营成本的降低。现以该茶区某典型的110kV变电站为例。该110kV变电站现有两回110kV进线，35kV出线5回，10kV出线10回，两台主变(2×31.5MVA)，主结线为桥形接线方式。目前主要用电负荷是制茶季节的尖峰负荷，发生时段为每年5月和10月，平时负荷很小，目前该站最大负荷率已经达90%以上。其尖峰负荷特性如图5所示。

5 移动式变电站装置的接入

为了实现移动变电站的接入应用，现有变电站应提供设备临时接入的条件，以及相应的场地空间，现根据该茶区某典型110kV变电站的现场调查情况，提出移动变接入110kV系统的初步方案，供应用决策时参考。

图5 某变电站2014-2016年全站最大负荷曲线图

经现场勘查，移动变电站可通过车载单元运输到该变电站后，将其顺序停放到站内环形单行道上，如图6所示，按合理排列方式可将其顺利接到110kV和10kV系统上[4-8]。

图6 某变电站移动变电站接入方式平面布置示意图

结果分析表明，移动变电站接入后，该110kV主变的容量达到83MVA，5月份与10月份该主变的最大负荷率分别由原来的88%和91%降到了67%及69%，很大程度上缓解了季节性负荷突增造成的电网容量不足的情况。

6 结语

全国范围内均有季节性电力负荷存在，分析电力负荷季节性变动的目的在于：缓解电力系统供需矛盾，对提高电网可靠性，缓解高峰用电需求具有重要的作用。

本文以福建某茶区的典型季节性负荷为例，分析了其季节性电力负荷特性，并引入了车载移动式变电站接入某110kV变电站，最终结果表明，车载移动式变电站的接入对于季节性电力负荷突增的情况具有很好的缓解作用。