怒江小水電群純電源局部電網(wǎng)解并網(wǎng)探討

李保權(quán)

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司怒江供電局，云南怒江 673100）

怒江小水電群純電源局部電網(wǎng)解并網(wǎng)探討

李保權(quán)

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司怒江供電局，云南怒江 673100）

首先分析怒江電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，發(fā)電輸電用電環(huán)節(jié)特點。怒江地區(qū)水電資源豐富大量的小水電機組分散在各個地區(qū)，地區(qū)電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有明顯的小水電集中匯集、遠距離送出的長鏈狀特征，發(fā)電側(cè)遠離負荷中心等特點。小水電棄能消納與經(jīng)濟運行優(yōu)化調(diào)度方面全面分析，提出了110kV小水電群純電源局網(wǎng)解并網(wǎng)方法與控制策略，對小水電群集中區(qū)域的電網(wǎng)有一定參考意義。

小水電 純電源 解并網(wǎng) 控制策略

怒江州位于云南省西北部，地處滇西橫斷山縱谷的北段，是金沙江、瀾滄江和怒江“三江并流”世界自然遺產(chǎn)的核心腹地。氣候為亞熱帶山地季風(fēng)氣候，雨季南晚北早，雨量北多南少，北部的福貢和貢山每年2～4月，南部的瀘水和蘭坪每年5～10月為雨季，素稱“雙雨季”。怒江州水利資源豐富，境內(nèi)有怒江、瀾滄江、獨龍江3大干流及其支流183條，年均自產(chǎn)水量230.6億立方，入境水量725.31億立方，占全省水資源總量的22.9%。總水能蘊藏量2132萬kW，占云南省水能可開發(fā)量的19.9%。除干流外，支流小電可開發(fā)裝機容量可超過162萬kW。怒江州礦產(chǎn)資源也十分豐富，已探明有鋅、鉛、錫、金等28個礦種，294個礦床。怒江州在政府加快實施“礦電經(jīng)濟強州”戰(zhàn)略背景下，中小水電開發(fā)利用迅速，已開發(fā)共有90座中小水電站，總裝機容量128.47萬kW。怒江州由于特殊地理氣候自然條件限制，地區(qū)發(fā)電所需要的一次能源分布分散且離負荷中心較遠，110kV網(wǎng)架結(jié)構(gòu)呈遠距離送出的長鏈狀特征，電源與負荷分布不平衡。

1　運行現(xiàn)狀分析

1.1怒江電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

220kV網(wǎng)架是怒江地區(qū)骨干電網(wǎng)，是下級電網(wǎng)發(fā)展和延伸的基礎(chǔ)，怒江電網(wǎng)與主網(wǎng)的連接主要由兩個通道即兩個鏈式結(jié)構(gòu)與省網(wǎng)相連。一個是220kV福貢變、蘭坪變經(jīng)220kV線路與大理地區(qū)聯(lián)網(wǎng)運行；另一個是220kV崇仁變經(jīng)220kV線路與大理地區(qū)聯(lián)網(wǎng)運行。地區(qū)電網(wǎng)主要由貢山縣、福貢縣、瀘水縣、蘭坪縣的110kV及以下電壓等級電網(wǎng)組成。

1.2發(fā)電輸電用電環(huán)節(jié)特點

怒江地區(qū)電網(wǎng)是云南電網(wǎng)西部典型的地區(qū)水電送出型電網(wǎng)，地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)水電資源相當(dāng)豐富，大量的小水電機組分散在各個地區(qū)，為了適應(yīng)小水電在地理位置上分布的特點，地區(qū)電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有明顯的小水電集中匯集、遠距離送出的長鏈狀特征。110kV及以上網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，電源與負荷分布不平衡，發(fā)、供電矛盾也比較突出。

近年來電網(wǎng)建設(shè)力度加大，新增設(shè)備不斷投產(chǎn)運行、電網(wǎng)設(shè)備檢修、解決小水電棄能消納與經(jīng)濟運行等因素考慮，時常需要進行110kV純電源端局部電網(wǎng)運行方式倒換，以充分利用怒江電網(wǎng)與主網(wǎng)連接的兩個通道外送電能。然而，對110kV純電源端局部電網(wǎng)運行方式倒換也進行了探討，合環(huán)調(diào)電方式倒換方式將形成110kV、220kV、500kV多個電壓等級的電磁環(huán)網(wǎng)，考慮到環(huán)網(wǎng)內(nèi)薄弱設(shè)備不滿足故此種方式不可采用；進行停電冷倒方式操作，涉及廠站較多且操作量大、耗費時間較長，不利于小水電經(jīng)濟運行；對110kV純電源端局部電網(wǎng)采用解并網(wǎng)方式進行了探究，優(yōu)化調(diào)度操作且可以減少小水電電量損失。

2　采取控制策略

發(fā)電機以四個象限來區(qū)分運行工況的話，第一象限既發(fā)出有功同時發(fā)出無功，為發(fā)電狀態(tài)；第二象限發(fā)出無功但吸收有功，為調(diào)相狀態(tài)；第三象限既吸收有功又吸收無功為電動機狀態(tài)；第四象限發(fā)出有功但吸收無功為進相狀態(tài)。純電源端局部電網(wǎng)解網(wǎng)操作將形成獨立運行小電網(wǎng)，調(diào)節(jié)發(fā)電機發(fā)電、供電平衡很重要。

2.1純電源局網(wǎng)解網(wǎng)頻率控制問題

純電源局部電網(wǎng)解列后由于沒有用電負荷，故解列后純電源小獨立電網(wǎng)的頻率控制困難，選取一臺發(fā)電機調(diào)相運行，即發(fā)電機吸收電網(wǎng)的有功功率維持同步運轉(zhuǎn)。建立起純電源局部電網(wǎng)內(nèi)發(fā)供平衡的小系統(tǒng)。

2.2純電源局網(wǎng)解網(wǎng)電壓控制問題

通過遠距離高壓線路輸電，由于線路對地電容存在，線路產(chǎn)生大量充電功率。純電源局部電網(wǎng)解列后電壓控制問題突出。加之純電源局部電網(wǎng)解列后選取一臺機組調(diào)相運行吸收局部電網(wǎng)有功，發(fā)出無功功率，使局部電網(wǎng)內(nèi)電壓升高。采取局部電網(wǎng)內(nèi)發(fā)電機進相運行能力調(diào)節(jié)電壓。

2.3快速解并網(wǎng)操作

純電源局部電網(wǎng)解并列操作，充分利用發(fā)電機的調(diào)節(jié)性能，以下操作步驟執(zhí)行：（1）要求將欲解列的純電源小電網(wǎng)內(nèi)所有機組減負荷至空載狀態(tài)運行；（2）要求將欲解列的純電源小電網(wǎng)內(nèi)并列運行且單機容量大的一臺（或多臺）沖擊式水輪發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)由自動位置調(diào)至手動位置（至少保留一臺機組在空載狀態(tài)運行），然后將調(diào)速系統(tǒng)由自動位置調(diào)至手動位置的水輪機噴針開度調(diào)至零，從而在純電源小電網(wǎng)內(nèi)吸收有功建立起發(fā)供平衡的小系統(tǒng)，以確保解列后純電源小獨立電網(wǎng)的穩(wěn)定運行；（3）用欲解列的純電源小電網(wǎng)內(nèi)并列空載運行的任意一臺機組調(diào)整解列點的有功功率為零；（4）用欲解列的純電源小電網(wǎng)內(nèi)并列運行的任意一臺機組調(diào)整解列點的無功功率為零；（5）在確認解列點的有功功率、無功功率為零的前提下可進行解列及同期并列的操作；（6）將調(diào)速系統(tǒng)處于手動位置的調(diào)整至自動位置；（7）根據(jù)新的運行方式分配機組的發(fā)電出力。

3　結(jié)語

本文對怒江小水電群局部電網(wǎng)解列后并網(wǎng)運行遇到的頻率控制問題和電壓較高問題，提出了利用局部電網(wǎng)內(nèi)發(fā)電機組調(diào)相運行能力和進相運行能力配合，解決純電源局部電網(wǎng)解并網(wǎng)操作，這種方法也得到了實際應(yīng)用。對小水電群集中區(qū)域的電網(wǎng)有一定參考意義。

［1］張繞鋼.怒江電網(wǎng)110kV網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究［J］.中國電業(yè)（技術(shù)版），2011（10）：19-21.

［2］劉德州.論小水電站發(fā)電機并網(wǎng)運行的幾種狀態(tài)［J］.小水電，2004（3）：21-22.

［3］葉鋒.陜南小水電群局網(wǎng)解列后快速并列方式研究［J］.陜西理工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2012（3）：15-17.

李保權(quán)（1986—），男，云南紅河州蒙自人，助理工程師，電力調(diào)度技師，單位：云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司怒江供電局，主要研究電網(wǎng)調(diào)度與小水電管理。