淺談發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)與孤網(wǎng)運(yùn)行

段中華

摘 要：本文重點(diǎn)介紹了機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行和孤網(wǎng)運(yùn)行的特點(diǎn)，并詳細(xì)闡述了機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行和孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行特點(diǎn)和注意事項(xiàng)，以及兩種運(yùn)行方式優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：并網(wǎng);孤網(wǎng)運(yùn)行;頻率;安全運(yùn)行

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.166

我國(guó)的系統(tǒng)電廠和各企業(yè)的自備電廠中發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行方式一般有并網(wǎng)運(yùn)行和孤網(wǎng)運(yùn)行兩種。這兩種運(yùn)行方式都有不同的運(yùn)行技術(shù)特點(diǎn)，并且運(yùn)行中的差異非常大。因?yàn)闄C(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)機(jī)組運(yùn)行非常的平穩(wěn)，所以大部分電廠都是并網(wǎng)運(yùn)行，并網(wǎng)運(yùn)行的抗風(fēng)險(xiǎn)能力也非常強(qiáng)，但是隨著實(shí)際生產(chǎn)過程中各個(gè)企業(yè)為了降低用電成本和提高供電的可靠性，建設(shè)了許多自備電廠，這些自備電廠大多采用孤網(wǎng)運(yùn)行的方式，或是當(dāng)公司的公用電網(wǎng)供電中斷時(shí)機(jī)組進(jìn)入孤網(wǎng)運(yùn)行模式，以便保證自備電廠機(jī)組的連續(xù)可靠生產(chǎn)運(yùn)行，避免企業(yè)因供電中斷造成重大安全事故和經(jīng)濟(jì)損失。

1 發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行

1.1 并網(wǎng)的模式

發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)運(yùn)行通常是指發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)電網(wǎng)相連接并列運(yùn)行的方式，此時(shí)發(fā)電機(jī)的頻率、電壓、相位與系統(tǒng)上的其它發(fā)電機(jī)組完全相同。并網(wǎng)運(yùn)行又分為“普通并網(wǎng)”和“并網(wǎng)但不上網(wǎng)”兩種模式。

普通并網(wǎng)是指發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的同時(shí)可以向系統(tǒng)電網(wǎng)輸送電量的運(yùn)行方式。

并網(wǎng)但不上網(wǎng)的模式是指發(fā)電機(jī)組雖然與系統(tǒng)電網(wǎng)并網(wǎng)，但卻不允許發(fā)電機(jī)組向系統(tǒng)電網(wǎng)輸送電量，也就是只可以由系統(tǒng)電網(wǎng)向電廠送電的模式，這種模式一般適用于企業(yè)由自己建造的電網(wǎng)并有用電單位，這是企業(yè)的機(jī)組發(fā)的電量由企業(yè)自身全部自用，企業(yè)除了能夠使用系統(tǒng)電量的同時(shí)也利用了系統(tǒng)電網(wǎng)的穩(wěn)定性，有利于自備機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2 機(jī)組并網(wǎng)的條件

現(xiàn)在的汽輪發(fā)電機(jī)組一般選用自動(dòng)準(zhǔn)同期的并列方式，汽輪發(fā)電機(jī)組要想與系統(tǒng)并網(wǎng)必須滿足一下條件：

（1）發(fā)電機(jī)的電壓與系統(tǒng)電網(wǎng)電壓大小相同，一般誤差不允許超±5%的范圍。

（2）發(fā)電機(jī)的相位與系統(tǒng)電網(wǎng)的相位一致，一般相位差不超過±10о。

（3）發(fā)電機(jī)的頻率與系統(tǒng)頻率相同，一般誤差不超過±0.2HZ，原則上以發(fā)電機(jī)的頻率高于系統(tǒng)頻率比較合適。

（4）發(fā)電機(jī)的相序與系統(tǒng)電網(wǎng)的相序必須完全一致。

1.3 發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)的方法

發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)方法有準(zhǔn)同期和自同期兩種。準(zhǔn)同期并列的方法是在發(fā)電機(jī)的頻率、電壓、相序和相位與系統(tǒng)電網(wǎng)完全一致是合上發(fā)電機(jī)的出口短路器與系統(tǒng)并網(wǎng)的方式;自同期并列的方法是發(fā)電機(jī)先不加勵(lì)磁，帶發(fā)電機(jī)的頻率與系統(tǒng)電網(wǎng)頻率相同時(shí)，合上發(fā)電機(jī)出口斷路器與系統(tǒng)相連，然后再逐步增加發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流升壓，由系統(tǒng)將發(fā)電機(jī)拖入同步的運(yùn)行方式，這種并網(wǎng)方式在并網(wǎng)時(shí)會(huì)從系統(tǒng)吸收大量的無功功率從而導(dǎo)致系統(tǒng)電壓降低，并且在斷路器合閘瞬間沖擊電流較大，這種方式現(xiàn)在一般不采用，只在小容量老式機(jī)組上還有使用，目前廣泛采用的是自動(dòng)準(zhǔn)同期的并網(wǎng)方式，這種方式由微機(jī)判斷達(dá)到同期條件是自動(dòng)發(fā)信號(hào)斷路器合閘并網(wǎng)。

2 發(fā)電機(jī)孤網(wǎng)運(yùn)行

（1）孤網(wǎng)運(yùn)行模式，一般是指不與系統(tǒng)大電網(wǎng)相連的小容量電網(wǎng)的運(yùn)行模式。在這種情況下，小電網(wǎng)中只有一個(gè)或幾個(gè)發(fā)電機(jī)組并列運(yùn)行，這種模式運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)的頻率受負(fù)載變化的影響較大，頻率變化幅度比較大，當(dāng)遇到系統(tǒng)甩負(fù)荷時(shí)容易造成發(fā)電機(jī)跳閘擴(kuò)大事故。孤網(wǎng)一般可分為下面幾種方式。

1）小電網(wǎng)中有多臺(tái)機(jī)組并列運(yùn)行，單臺(tái)機(jī)組的容量與電網(wǎng)的容量比大于8%。2）電網(wǎng)中只有一個(gè)機(jī)組運(yùn)行，這種形式稱為單機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)行模式。3）系統(tǒng)甩負(fù)荷時(shí)，發(fā)電機(jī)組帶廠用電運(yùn)行，這種情況稱為孤島運(yùn)行，是單機(jī)孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的一種特殊工況。

（2）孤網(wǎng)運(yùn)行的調(diào)節(jié)特點(diǎn)：當(dāng)機(jī)組孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行人員要通過發(fā)電機(jī)的頻率變化進(jìn)行相應(yīng)的負(fù)荷調(diào)整，當(dāng)頻率低于50HZ時(shí)要開大汽輪機(jī)調(diào)節(jié)氣門，增加機(jī)組的有功功率，當(dāng)系統(tǒng)頻率高于50HZ時(shí)，要關(guān)小汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)氣門，減少機(jī)組的有功功率，孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度比較大，要求負(fù)荷變化速度和鍋爐增減燃燒量的速度都比較高，運(yùn)行極不穩(wěn)定。

（3）孤網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組對(duì)汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的要求。1）孤網(wǎng)運(yùn)行的機(jī)組要求汽輪機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)的靈敏度非常高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)比較快，遲緩率較低。2）對(duì)于單機(jī)孤網(wǎng)運(yùn)行的機(jī)組，一般采用手動(dòng)加減負(fù)荷的方式，不建議投負(fù)荷自動(dòng)的運(yùn)行方式。3）電網(wǎng)的線路側(cè)要有可靠的低周減載保護(hù)，以便在頻率過低時(shí)，及時(shí)的切除部分負(fù)荷，以保證機(jī)組的安全運(yùn)行。

（4）孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)保證電能質(zhì)量合格的技術(shù)措施。1）孤網(wǎng)運(yùn)行的機(jī)組要采用數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以便提高汽輪機(jī)組的調(diào)節(jié)速度，減少運(yùn)行中頻率的偏差。2）孤網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)應(yīng)采用微機(jī)靜止勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置，以便減小發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)的電壓差。

（5）孤網(wǎng)機(jī)組備用電源以及廠用電機(jī)啟停的操作注意事項(xiàng)。1）備用電源：一般選擇柴油發(fā)電機(jī)作為事故應(yīng)急電源或啟動(dòng)電源，或者采用系統(tǒng)電網(wǎng)的電源作為啟動(dòng)電源。2）廠用輔機(jī)的啟停：當(dāng)廠用電源采用系統(tǒng)大電網(wǎng)時(shí)，輔助設(shè)備的啟動(dòng)和停止不受限制，如果是單純的孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，機(jī)組的大型輔機(jī)宜采用軟啟動(dòng)或變頻啟動(dòng)的方式，以減少對(duì)系統(tǒng)的沖擊，輔機(jī)啟動(dòng)前應(yīng)先與電氣、鍋爐和汽機(jī)專業(yè)聯(lián)系，以便做好準(zhǔn)備工作，適當(dāng)?shù)奶岣呦到y(tǒng)頻率和電壓。

3 結(jié)束語(yǔ)

孤網(wǎng)運(yùn)行的模式已經(jīng)有較多的自備電廠采用，但無論時(shí)并網(wǎng)運(yùn)行方式還是孤網(wǎng)運(yùn)行方式，運(yùn)行中都要加強(qiáng)機(jī)組的監(jiān)視和調(diào)整，尤其是孤網(wǎng)運(yùn)行的機(jī)組，能否提高運(yùn)行人員的事故處理能力是決定機(jī)組能否安全運(yùn)行的關(guān)鍵，孤網(wǎng)運(yùn)行雖然存在較多的安全隱患，但只要做好機(jī)組的運(yùn)行管理，不僅能夠給企業(yè)提供低價(jià)的電能，也能提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖耀南.電氣運(yùn)行與控制[M].高等教育出版社.