110千伏孤島小系統電網調度操作分析

摘 要：在電網的薄弱環節，若同時發生線路事故，特別是有聯絡線在檢修時，就可能會造成小系統事故。小系統運行時電網方式異常薄弱，需要調度控制人員謹慎處理。文章將以杭州地區110千伏孤島小系統運行方式下的調度處置為例，說明此運行方式下地區調控員的處置原則。

關鍵詞：電力調度；110kV小系統；處置原則

1 背景

杭州電網屬于典型的受端電網，80%以上的電源由外界供給。若發生110kV小系統的情況下，對供電的影響非常大，文章將對此電網解列情況作出深入的研究及探討。

2 地調小系統處置原則

電網解列后，事故處理原則如下：

如解列開關兩側均有電壓，并具備同期并列條件時，調度機構值班監控員無需等待值班調度員指令，可自行遙控操作恢復同期并列；對于發電廠或處于有人值班的變電站，如解列開關兩側均有電壓，并具備同期并列條件時，運維人員無需等待值班調度員指令，可自行恢復同期并列。解列后，解列部分電網的頻率和電壓調整應遵照本規定執行。為了加速同期并列，可采取下列措施：（1）調整解列電網的頻率，當無法調整時，再調整正常電網的頻率；（2）將頻率較高部分電網降低其頻率，但不得低于49.5Hz；（3）將頻率較低部分電網的負荷短時停電切換至頻率較高的部分電網；（4）將頻率較高部分電網的部分機組與電網解列，然后再與頻率較低部分電網并列；（5）在頻率較低部分電網中切除部分負荷；（6）如有可能，可啟動備用機組與頻率較低部分電網并列；（7）在電網事故情況下，為加速處理，允許兩個電網頻率相差0.5Hz、電壓相差20%進行同期并列。

3 實例分析

220kV*A變（下供110kVa1電廠、a2電廠）與220kV*B變（下供110kVb1電廠）全部220kV進線由于永久性故障跳閘，相關情況如下：（1）110kVa1電廠、a2電廠與A變110kV母線形成小系統A；穩定后頻率48.5Hz，A變110kV母線電壓102kV。（2）110kVb1電廠與B變110kV母線形成小系統b；穩定后頻率51Hz，B變110kV母線電壓122kV。（3）后被告知A變與B變間相關110kV聯絡線短時無法恢復（預計恢復需1～2天），電網相關其余設備均正常。

4 處理情況

首先明確故障情況，失電區域及范圍，小系統運行情況，相關繼電保護及低周減載等安全自動裝置動作情況；確定相關區域小系統運行后，告知相關單位（縣調，運維站，大用戶和電廠），尤其明確縣調不得自行將兩個不同系統并列（必須先斷后通）；然后按以下步驟進行處理：

（1）穩定小系統。

調整頻率，將兩個小系統的頻率在15分鐘內均調整至49.0Hz以上；在30分鐘內均調整至50±0.5Hz以內。（系統有功電源僅為發電機）

小系統A為兩個電廠并網的低周狀態。要求系統內電廠備用機組全部開啟，已并網機組出力全部加足，另外有自備機組的大用戶機組發電并網，如計算不夠則按小系統負荷數（或總出力）的3%一個周波令縣調及客服中心進行拉限電。此時調頻需要設定第一電廠和第二調頻電廠，如設定a1為第一調頻廠，則應令a2保持發電機滿出力運行，并協助a1調頻；a1則在發電機出力上升運行中根據負荷波動自行調整出力將頻率調整至50Hz左右，不得超過50±0.5Hz。

小系統B為單電廠并網高周狀態，可令b1進行調頻。令其自行調整出力將頻率降低至50Hz左右，不得超過50±0.5Hz。

通知縣調，可將部分負荷通過先通后斷原則由小系統a切至小系統b，每次調整負荷的頻率波動不得大于0.2Hz。

小系統A若備用機組開啟后尚有裕度，可在系統頻率穩定后按拉限電順序及低周減載輪次由低到高逐步恢復送電。

調整電壓，將兩個小系統的電壓盡量調整至合格范圍內（1小時內將220kV母線電壓恢復至90%以上）。（系統無功電源包括發電機，電容器，電抗器，調相機，靜止補償器等）

與縣調聯系，相關變電站停用VQC/AVC等裝置（不包括AGC、電廠側AVC及純電壓控制設備），此時不考慮功率因數，僅調節電壓。

小系統內盡量避免通過調整主變有載調壓分接頭來調節系統電壓，當系統普遍無功不足導致電壓偏低是禁止調節主變有載調壓分接頭。

電壓基本穩定后由發電廠通過改變發電機無功輸出進行電壓的微調，此時小系統A需同樣明確第一調壓電廠。

電壓不足時可適當降低發電機有功出力來提高無功輸出。

穩定負荷，對小系統下送負荷進行超短期負荷預測，要求縣調及客服中心對負荷進行相關控制。

（2）小系統穩定后。積極尋求于大系統并網的機會，如暫時無法和大系統并網，則有條件先兩個小系統并列。

并網條件：兩個系統頻率相差不超過0.5Hz、電壓相差不超過20%。

注意恢復時兩個系統之間要進行同期并列，需尋找最佳并列點，并要盡可能對小系統沖擊小。如小系統A和小系統B的容量均在300MW以內，則頻率差及電壓差盡量控制到最小。同期并列時必須投入可靠的同期裝置。

對于小系統間并網可能引發的系統震蕩，有條件的話盡量選擇選擇在電廠側并網，停用無震蕩閉鎖的距離保護。

（3）“N-1”情況。確認短時無法和大系統取得聯系的情況下，需考慮N-1情況。

與縣調聯系，停用相關備用電源自投裝置（包括110kV線路備自投及110kV主變的中低壓側備自投）

考慮N-1情況下失去一臺機組或單線運行電廠的情況（如b1電廠），考慮最的不利情況，令縣調調整負荷，系統內機組留出必要的旋轉備用。

考慮小系統無法維持的情況，令縣調調整重要負荷，發電車等設備趕赴重要地點待命。

考慮日負荷變化情況，將負荷指標或負荷曲線下發給縣調及相關調頻調壓電廠。

（4）保護方式調整。閑暇時考慮相關保護配合情況，此時相關聯絡線及電廠保護范圍全部處于異常方式，保護并不配合。

隔離部分設備，減少保護誤動概率：如A變停役一臺主變，用一臺主變送35kVI、II段母線。小系統聯絡線兩側都必須投入可靠的速斷保護。簡化繼電保護配置，減少運行方式改變對保護的影響，必要時可以停用相關后備保護如A變主變的110kV后備保護等。

由于電廠側110kV主變中性點必然接地，所以不考慮中性點接地方式。

參考文獻

[1]于浩，趙天煜.提高調度人員事故處理能力[J].科技風，2014，2.

作者簡介：童潔，國網浙江省電力公司杭州供電公司調控中心工作人員。

陳煜，國網浙江省電力公司杭州供電公司調控中心工作人員。