小水電系統運行穩定性的因素及改進措施

【摘要】在我國，按照現行部標來說，小水電是指由地方投資、集體或個人進行集資而興辦的水電站；近年來，小水電不斷發展，進步迅速；其優點也很明顯，從資源的豐富性、技術的成熟性、成本的經濟性、調度的靈活性、環保節能性等方面都能做到兼顧與綜合；但因環境、技術、資金等方面的限制，仍然存在一定的問題，尤其是在系統運行中的穩定性不夠高，這無疑成為小水電進一步發展的阻礙；因此本文根據當下影響小水電運行中穩定性的成因作出分析與研究，并提出針對穩定性的改進措施。

【關鍵詞】小水電；穩定性；改進措施

水電屬于可再生能源，通常的大型水電站是屬于傳統能源，而小水電則屬于新能源；世界上最開始的水力發電就是以小水電開始實現的，中國的水電資源十分豐富，它既是大電網的有力補充，也是當下遠離大電網的山區或農村電力能源的重要組成部分；他們只有對水力資源進行合理的利用，積極發展小水電，才能改善生活的同時解決農副產品的加工與生存，甚至是鄉鎮、縣辦工業等各方面的用電需求；在不少貧困區縣，小水電站的發展是實現脫貧致富的一個重要途徑。但目前很多小水電站都是由地方政府或集體、個人類集資建設而成，因此會受到一定的資金、環境、技術等方面影響，導致其建設標準不高；甚至很多工程在建設中是邊設計邊施工而進行，致使小水電的建設質量無法得到保證；資金的不充足往往導致在建設過程中急于求成、因陋就簡，沒有做好長規劃與打算；在水電設施投產之后，隨之而來的則是對技術管理工作的疏忽，使得小水電系統在運行中的穩定性存在很大差異，常常發生周波過高、發電機電壓升高而崩潰的現象，使得地方山區突發性停電，陷于一片漆黑；因此，只有針對性的提出措施，才能提高小水電運行的穩定性，進一步實現小水電的持續發展。

一、影響小水電穩定性的因素

1.1運行系統布局不合理：隨著農村及山區用電需求不斷增加，小水電系統供電量加大，一部分新增用戶為了近距離接用電源，使得水電系統網絡以“樹枝”狀形成縱深發展，而以往的配電線路則逐漸變成輸電線路，從而造成線路導線的截面偏大、供電半徑變大、局部線路運行超過負荷，增大了運行系統損耗；在隨著運行時間延長，系統的絕緣性降低、故障發生率變高?？梢哉f，在運行系統中任何一個環節的不合理都會影響整個電網，形成連鎖反應，造成系統崩潰，極大的影響了供電穩定性，還影響了小水電的企業效益。

1.2技術設備落后，事故幾率高：由于小水電設備簡單，自動化普及使用率不高，有關于一系列并網和解網的操作都是由工作人員手動執行，工作強度大，事故發生率高，其系統運行的穩定性受到很大影響。①部分地區小水電由于其發電負荷超過了本身發電能力，在與大網并網中，若發生突發性脫網，超負荷的用電量會引起小網的電壓頻率急劇下降，不堪重負之下，造成小水電站系統崩潰，停機跳閘。②小水電在豐水期所產生的電能充盈，并網后會向大網輸送有功功率，在這個過程中，若突然脫網，會致使系統甩負荷，機組過速，電壓頻率快速升高，直接威脅到設備系統的絕緣和安全。③解網后，小水電系統在調整操作后恢復局部運行；但如果大網恢復送電時又需要并網。那么地方水電系統的調度則要先通知各機組停機，在進行聯網開關合閘，對機組母線輸送大閘電壓，各機組才能依次開機并網[2]；而這一過程導致的停電達數分鐘至數十分鐘不定，給人民生活用電造成了很大的損失，尤其是對于部分廠而言，其用電要求高，若停電時間過長，存在一定的潛在安全隱患。

1.3保護裝置不配套：由于繼電保護設置和系統整定不合理，無法全方位的滿足小水電系統運行要求。地方小水電的建設因設備簡單、繼電保護裝置簡單，沒有設置專門的繼保機構，使得整個系統的繼電保護無論是從整定計算、型式的選擇，還是各級保護裝置間的配合，都沒有專業人員進行安裝、調試、設計；而隨著用電量負荷增加，系統參數隨之改變，而繼保整定值停留在原來數值上沒有進行相應調整；因此，當運行系統發生故障時，其保護裝置經常發生拒動、誤動、越級跳閘等現象，造成大面積的停電。

二、對小水電穩定運行的改進措施

針對當下影響小水電運行穩定性的各方面因素，不僅制約了企業經濟效益，也對小水電的進一步發展造成了阻礙，因此，要盡快解決這一切影響系統運行穩定性的因素，還得根據具體情況作出具體措施。①完善管理制度：對小水電系統運行加強管理，完善各項相關制度，建立健全的規章規程；對在崗人員進行定期培訓，提高地方小水電企業職工的整體素質，嚴格把控設計、建設、操作等流程，避免因人員技能、品質等綜合素質造成運行中的事故隱患。②增加資金投入：對小水電在農村或山區的資金投入，不合理的部分高、低壓線路布局作出整改，根據小水電的負荷情況，增加開關站、變電站的建設，調整運行系統的網架結構及方向，對在配電線路上無節制的接用電源等不合理行為作出改變與控制[3]。同時引進國外先進技術和設備，實現自動化操作，減少人力資源的投入，確保運行中的穩定性與安全性。③加強保護裝置：對運行系統的各項數據，安排專門的工作人員進行收集與整理，并根據這些數據來重新選擇并計算，以做好各級保護裝置之間的配合、調試工作，當設備系統發生故障時，確保保護裝置可以準確迅速的對故障設備進行切除，保證系統的正常運行；對于部分超負荷輸送，可以選擇使用備用電源自動投入、自動重合的裝置，提高供電過程中的穩定性。

三、結語

綜上所述，小水電作為我國最早利用、使用最廣泛的發電系統，其運行中的穩定性對整個電網運行都有著重要的意義；小水電是一種傳統但又典型的再生新能源，在供電需求逐漸增大的今天，只有正確認識到小水電在運行穩定性中所存在的問題，如不合理的運行系統布局、技術設備的落后、保護裝置的不配套等因素，才能根據其具體問題作出具體分析，并實施行之有效的維護措施，從完善系統管理及人員的管理制度、增加對小水電建設的資金投入以及對繼電保護裝置的加強，都是最終實現小水電系統運行的穩定性，讓小水電得到可持續性發展。

參考文獻 ：

[1]張靜， 余樂. 小型水電站穩定運行管控[J]. 城市建設理論研究：電子版， 2015（1）.

[2]劉生琳， 郝廣平， 王錦程，等. 小水電群對電網穩定性的影響及對策[J]. 甘肅科學學報， 2015， 27（4）：83-86.

[3]鄭海燕. 小水電站運行中的事故處理與防范分析[J]. 科技創新與應用， 2015（11）：188-188.