錦屏二級水電站送出斷面潮流分析

張軍威 郭紅偉 黃聞韜

摘要：錦屏二級水電站電量部分通過交流聯(lián)網(wǎng)送出至川渝電網(wǎng)，部分通過錦蘇直流送至江蘇，根據(jù)對錦屏二級水電站的出力及各斷面潮流的運行統(tǒng)計，分析其發(fā)電情況特點，并結(jié)合電網(wǎng)構(gòu)架及電網(wǎng)穩(wěn)定運行等相應(yīng)的限制條件，研究其影響出力的因素，實現(xiàn)滿發(fā)電達(dá)到水能利用率最大化。

關(guān)鍵詞：錦屏二級水電站;送出斷面潮流分析

錦屏二級水電站位于四川省涼山彝族自治州木里、鹽源、冕寧三縣交界處的雅礱江干流錦屏大河灣上，是雅礱江下游河段開發(fā)的第二座大型電站。利用雅礱江150公里錦屏大河灣的天然落差，截彎取直開挖隧洞引水發(fā)電。錦屏二級壩址位于錦屏一級下游7.5公里處，廠房位于大河灣東端的大水溝。由于錦屏一級水電站的尾水注入錦屏二級水電站的庫容，目前兩站實行聯(lián)合調(diào)度，實現(xiàn)水能利用最大化。

錦屏二級水電站總裝機容量為8×600MW，2012年12月30日首臺機組投產(chǎn)發(fā)電，2014年11月26日全部投產(chǎn)，電站設(shè)計為日調(diào)節(jié)水庫[1]。電站設(shè)計為機組及主變?yōu)槁?lián)合擴(kuò)大單元接線，分別通過2回500kV交流線路送至南天變電站，再送至川渝電網(wǎng)，2回500kV交流線路送至錦屏換流站，再逆變?yōu)橹绷鳎ㄟ^±800kV直流送至蘇州。

錦屏二級水電站裝機容量在雅礱江流域梯級電站中最大，且日均耗水率最低1.31，而錦屏一級水電站的為1.67。錦屏二級電站出力對流域電站總出力及發(fā)電量也影響最大，通過分析近幾年錦屏二級水電站出力及相關(guān)斷面運行情況，研究其影響因素，合理安排發(fā)電計劃，提高水能利用率。

1電網(wǎng)構(gòu)架

1.1電網(wǎng)概要

錦屏電站包括錦屏一、二級水電站，位于西南電網(wǎng)，但歸屬國調(diào)直調(diào)，調(diào)度命名分別為錦西電站、錦東電站，送出結(jié)構(gòu)接線如下圖。

1.2電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行邊界

由圖1可知，與錦東電站相關(guān)的斷面潮流包括東天斷面、東錦斷面、錦東送出斷面。根據(jù)調(diào)度相關(guān)資料，錦東電站相關(guān)送出斷面限額如下（MW）：

其中東錦斷面：500 千伏東錦Ⅰ、Ⅱ線構(gòu)成的送電斷面，潮流方向：錦東電廠送錦屏為“+”。錦東電廠送出斷面：500 千伏東錦Ⅰ、Ⅱ線與東天Ⅰ、Ⅱ線構(gòu)成的送電斷面，潮流方向：錦東電廠送錦屏為“+”、錦東電廠送南天為“+”。東天+月錦斷面：500千伏東天Ⅰ、Ⅱ線與月錦Ⅰ、Ⅱ線構(gòu)成的送電斷面，潮流方向：南天送錦東電廠為“+”、月城送錦屏為“+”。東錦+月錦斷面：500千伏東錦Ⅰ、Ⅱ線與月錦Ⅰ、Ⅱ線構(gòu)成的送電斷面，潮流方向：錦東電廠送錦屏為“+”、月城送錦屏為“+”。

1.3錦屏二級水電站出力限制邊界條件

根據(jù)圖1，根據(jù)基爾霍夫定律[3]以及潮流計算[4]可以得到如下：

表示錦東電站出力;

表示錦蘇直流送出功率;

表示錦西電站出力;

表示東天+月錦斷面送出功率;

由式（1）可以看出錦屏二級水電站不僅受到送出斷面限額的影響，同時也受錦西出力、錦蘇直流送出的限制。

2出力分析

雅礱江流域汛期6月份開始，7月份來水基本可以證錦屏一級滿發(fā)，對應(yīng)的錦屏一級出庫可以滿足錦屏二級滿發(fā)。通過統(tǒng)計2017年至2019年各斷面潮流及電站出力，均無大幅波動。故下面對2017年到2019年7月的斷面及電站出力進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2.12017年7月各潮流斷面及錦屏電站出力

2017年7月，錦蘇直流基本上處于滿負(fù)荷運行，東天+月錦斷面未越限有一定的裕度，但東錦斷面潮流平均值達(dá)到2824MW，且7月中下旬一直處于接近高限運行，月初由于水位控制等原因，錦西電站負(fù)荷不高，錦東電站因來水不足，也不能滿發(fā)[6]。后期雖然錦西達(dá)到滿發(fā)，但錦東電站仍未實現(xiàn)滿發(fā)。

2.22018年7月各潮流斷面及錦屏電站出力

2018年7月，錦蘇直流由于存在隱患僅能實現(xiàn)90%額定負(fù)荷運行，東天+月錦斷面潮流平均值達(dá)到1478MW，且大部分時間運行在接近下限運行;東錦斷面潮流存在一定裕度。錦西電站7月中旬左右實現(xiàn)滿發(fā)，但錦東仍未達(dá)到滿發(fā)狀態(tài)。

2.32019年7月各潮流斷面及錦屏電站出力

2019年7月，錦蘇直流仍然由于存在隱患僅能實現(xiàn)90%額定負(fù)荷運行，東天+月錦斷面潮流平均值達(dá)到-869MW，在7月中上旬，均有一定的裕量，7月下旬后半段處于低限運行;東錦斷面運行呈波動狀態(tài)，7月中旬接近越限運行一段時間，后面均在控制范圍內(nèi)運行;錦西電站于7月下旬實現(xiàn)了滿發(fā)，而錦東在7月中旬實現(xiàn)了滿發(fā)。

2.4錦東水電站出力分析

結(jié)合歷史統(tǒng)計可以看出，錦東電站僅2019年實現(xiàn)滿發(fā)。2017年雖然錦蘇直流實現(xiàn)滿載運行，但錦東電站因受到東錦斷面的限制，未能實現(xiàn)滿發(fā);2018年由于東天+月錦斷面限制，加上錦蘇直流無法滿負(fù)載運行，錦東電站也未能實現(xiàn)滿發(fā);2019年在7月16日，即使錦蘇直流90%的額定負(fù)荷運行的情況下，利用式（1），在掌握斷面潮流的運行情況后，將控制斷面潮流在安全穩(wěn)定運行范圍內(nèi)，通過適當(dāng)減少錦西電站出力，增加錦東電站出力，使其第一次實現(xiàn)滿發(fā)，也實現(xiàn)了錦東電站的水能利用率的最大化。

3結(jié)論

本文錦屏二級電站的出力受限進(jìn)行了研究分析，受到的影響因素如下：

（1）錦東斷面，由于東天線受到川西斷面送出的壓制導(dǎo)致送出過少，當(dāng)錦東滿發(fā)時，可能會造成錦東斷面越限。

（2）東天+月錦斷面，當(dāng)錦蘇直流送出一定時，若要實現(xiàn)錦屏二級的滿發(fā)，必須降低錦屏一級電站的負(fù)荷。

在實際發(fā)電計劃制定過程中，可以根據(jù)對系統(tǒng)情況的掌握，調(diào)整錦屏一級與錦屏二級的出力，盡量使錦屏二級電站實現(xiàn)滿發(fā)，達(dá)到水能利用率的最大化。

（作者單位：雅礱江流域水電開發(fā)有限責(zé)任公司）