瑞麗江一級水電站孤網運行淺析

呂佳軍 朱 彬 熊 智

（云南聯合電力開發有限公司，云南 昆明650000）

0 引言

瑞麗江一級水電站位于緬甸北部撣邦境內緊鄰中緬邊境的瑞麗江干流上，是中國水電第一個成功的境外BOT項目，為緬甸提供了大量清潔能源，有效緩減了緬甸電力不足情況。2014年8月16—24日，為滿足云南電網220 kV瑞瑞雙回線π接至220 kV漢弄變的施工要求，瑞麗江一級水電站與云南電網脫網，直接向達貢山鎳礦供電孤網運行。現對孤網運行情況做一總結。

1 瑞麗江一級水電站及主要設備簡介

瑞麗江一級水電站總裝機容量600 MW，裝機6臺，單機容量100 MW。電站按一廠兩站接線設計，發電機—主變壓器組采用單元接線，1、4、5號機組經220 kV Ⅰ母接中方電網，2、3、6號機組經230 kVⅡ母接緬方電網。中方系統有4回出線，分別為220 kV瑞達Ⅰ、Ⅱ回線和瑞瑞Ⅰ、Ⅱ回線；緬方系統有3回出線，分別為230 kV緬甸Ⅰ、Ⅱ回線和66 kV南坎線路。

調速器為SAFR－2000微機水輪機調速器，其主要參數如下：比例增益KP為0.01～20，積分增益KI為0～201／s，微分增益KD為0～20 s，永態轉差率bp調整范圍為0%～10%，人工轉速死區調整范圍為0～0.75 Hz；勵磁系統為NES5100勵磁調節器；監控系統為北京中水科的h9000系統。

電站中緬方系統完全獨立，孤網運行不涉及緬甸電網。

2 孤網基本概念

孤網是指孤立運行或與大電網解列后處于孤立運行工況的電網。瑞麗江一級水電站僅通過兩回220 kV線路（同桿塔）與中方電網連接，而緬甸達貢山鎳礦僅由瑞麗江一級水電站供電。當中方線路檢修或故障跳閘時，就會出現孤網運行情況。

孤網運行最突出的特點，是由負荷控制轉變為頻率控制，要求調速系統具有符合要求的靜態特性、良好的穩定性和動態響應特性。用戶負荷變化的情況下自動保持電網頻率的穩定，稱為一次調頻功能。運行人員通過操作調速系統的給定機構來調整孤網頻率，使之維持在額定頻率附近，稱為二次調頻。

3 孤網運行情況

經3次孤網試驗，根據達貢山鎳礦冶煉爐性質、特點，優化了機組各系統孤網運行參數。孤網運行從2014年8月16日7：20開始，8月24日14：54結束，期間機組運行平穩，孤網穩定，未發生機組跳閘或線路跳閘事件。

3.1 孤網期間運行方式

220 kVⅠ母運行，瑞達Ⅰ、Ⅱ回線運行，瑞瑞Ⅰ、Ⅱ回線檢修；4號機組與系統解列，空載帶廠用電運行；1、5號機組帶達貢山總降孤網運行。緬方系統正常運行。

3.2 設備運行情況

孤網運行期間，機組油溫、瓦溫、振動擺度值均在規定范圍內。機組頻率基本在（50±0.35）Hz范圍內，偶爾會超出此范圍但也很快能調整到正常范圍內運行。其中1號機組一次調頻平均約43 s動作一次，5號機組一次調頻平均約99 s動作一次。由于機組調速器參數設置不同，1號機組一次調頻次數較5號機組頻繁。由于調速器動作頻繁，調速器油壓裝置油泵啟停次數明顯比正常運行時多，其中1號機調速器油壓裝置油泵約15.3 min啟動一次，5號機調速器油壓裝置油泵約11.2 min啟動一次，壓力油罐表面溫度無明顯變化，在28～31℃范圍內。孤網機組運行情況如表1所示（數據來自監控系統數據庫）。

表1 孤網機組運行情況

母線及線路電壓均保持在210～240 kV的要求范圍內運行，電壓最高到238.568 kV，最低到218.328 kV。

4 孤網運行負荷異常波動分析

孤網運行期間，達貢山鎳礦發生了3次負荷大幅突變。達貢山負荷最大突變量約60 MW，由冶煉爐動力變壓器跳閘引起。機組調速器、勵磁系統快速響應，沒有造成機組過速跳閘，機組、母線及線路過電壓。此次異常波動如圖1、圖2所示。

圖1 有功／時間變化曲線

圖2 無功／時間變化曲線

由圖3可見，頻率先升后降，波動范圍為52.863～49.532 Hz，甩負荷后機組導葉被快速壓至全關，并調相運行。

圖3 頻率／時間變化曲線

5 總結與建議

通過這次孤網運行，在孤網機組參數設置、孤網運行注意事項、孤網操作、負荷調整等方面積累了一定的經驗，總結如下：（1）2臺機組孤網運行時，一臺機組的調速器bp＝0，另一臺機組bp≠0；bp＝0的機組帶25%～35%的總負荷，用作一次調頻，bp≠0的機組帶65%～75%的總負荷，用作二次調頻。這樣就避免了負荷來回拉扯現象。轉速死區一臺設0.15 Hz，另一臺設0.30 Hz，這樣就能合理分配一次調頻次數，延長調速器油壓裝置油泵啟動間隔。（2）盡量依靠勵磁、調速器自動調節功能穩定孤網，減少人為調整有功或無功負荷。嚴禁從監控系統上位機上通過有功閉環或無功閉環調節機組有功或無功，會引起系統功率波動。（3）在用戶甩負荷后，1號機組導葉將會快速壓至全關，此時要及時根據情況調整5號機組負荷，避免1號機組長時間調相運行。同時1號機組的逆功率保護應切除，防止發生用戶甩大負荷情況下機組逆功率保護動作跳機。（4）孤網運行時，要密切關注孤網機組調速器油壓裝置油泵啟停、頻率、瓦溫、油溫、振擺等變化情況，加強巡檢力度，發現問題及時處理，確保孤網運行安全。（5）嚴格按要求及孤網運行步驟進行孤網運行操作，特別是與電網解列進行孤網及從孤網并入電網時的操作，確保系統安全穩定。

［1］國家能源局.NB／T42034—2014 孤網運行的小水電機組設計導則［S］.北京：中國電力出版社，2014.

［2］沈祖詒.水輪機調節［M］.3版.北京：水利水電出版社，1998.