淺談猴子巖水電站線路電壓過高原因分析與處理

蔡佳潤

摘 要：介紹了猴子巖水電站開關站線路電壓長期過高的情況，對比流域內其他同類型機組電壓情況，從地理位置、負荷情況兩方面對猴子巖電壓過高問題進行分析。對照其他電站的電壓控制方式，提出解決方案，對其他處于偏遠地區的水電站電壓控制具有一定參考價值。

關鍵詞：開關站電壓;電網首端;進相運行;電壓調節

一、猴子巖電站簡介

猴子巖水電站位于四川省康定縣境內，是國家2010年西部大開發重點工程之一、國家支持藏區發展能源建設重點開發項目、大渡河干流梯級開發第9級電站。電站裝機容量1 700 MW（4×425 MW），猴子巖500 kV開關站采用4/3接線方式，出5回500 kV線路，至丹巴500 kV變2回，單回線路長約45 km。至康定500 kV變3回，單回線路長約63 km 。4路發變組間隔，共形成3個完整串，作為電網樞紐變電站，主要承擔丹巴地區各水電站及猴子巖電站向康定輸送電能任務。

500 kV開關站接線如圖1-1所示。

二、電壓曲線及控制要求

電壓合格率是衡量電能質量的重要指標之一，根據《四川電力系統調度控制管理規程》的要求，發電廠的運行值班人員，應按照調控機構下達的電壓曲線要求監視和調整電壓，將運行電壓控制在允許的偏差范圍之內。原則上應采用逆調壓方法調整母線運行電壓，即：

當高峰負荷時，應按發電機P-Q 曲線的規定限額，增加發電機無功出力，使母線電壓在電壓曲線的偏上限區域運行，必要時可采用降低有功出力增加無功出力的措施;

當低谷負荷時，應降低發電機無功出力，具有進相能力的機組應按需采用進相運行方式，使母線電壓在電壓曲線的偏下限區域運行;

當平段負荷時，應合理調節機組無功出力，使母線電壓運行在電壓曲線的中間值。

同時，根據《國網四川省電力公司關于下達 2018 年至 2019 年枯水期四川電網 220kV 及以上電壓監測考核點典型電壓曲線的通知》，猴子巖電站 2018 年至 2019 年枯水期500kV典型電壓曲線如圖2-1所示。

如圖，根據電網要求，猴子巖母線電壓在高峰段（8：15-11：45、14：30-22：15）應滿足526-536kV，其余時段應滿足525-535kV。

三、目前電壓控制方法

根據《四川電力系統調度控制管理規程》的要求，電力系統中的無功功率應實行分層、分區、就地平衡的原則，避免長距離輸送。

電網電壓調整主要有以下措施：

1.調整發電機、調相機無功出力，調整風電場和光伏電站風電機組或并網逆變器、靜止無功補償器（SVC）和靜止無功發生器（SVG）的無功出力。

2.投切電容器、電抗器。

3.調整有載調壓變壓器分接頭。

4.改變電力系統運行方式。

5.在不影響系統穩定水平的前提下，按預先安排斷開輕載線路或投入備用線路。

6.對運行電壓低的局部地區限制用電負荷。

四、猴子巖常用方法效果

目前，猴子巖采用的調壓方式為調整發電機無功出力，吸收電網過剩的無功功率，達到降壓的目的。

發電機正常運行時，向系統提供有功的同時還提供感性無功，定子電流滯后于端電壓一個角度（即其有功功率和無功功率表的指示均為正值），此種狀態即遲相運行。當逐漸減少勵磁電流使發電機從向系統提供無功而變為從系統吸收無功，定子電流從滯后而變為超前發電機端電壓一個角度（即其有功功率表指示為正值，而無功功率表則指示負值），此種狀態即進相運行。

猴子巖發電機在正常運行方式下，與流域內同類大型水電機組大崗山電站、瀑布溝電站500kV開關站母線電壓、機組總無功值對比如圖4-1、4-2、4-3所示：

由對比數據可以看出，猴子巖電站機組無功進相經常超過-50Mvar，其機組進相深度遠大于其他兩站（-20Mvar），猴子巖電站開關站母線電壓經常超過534kV，接近定值上限，而其他兩站為530kV。由此可知，猴子巖電站在機組進相較多的情況下母線電壓控制情況不如其他兩站。

五、猴子巖電壓持續較高原因分析

結合猴子巖機組的運行特點，分析有以下原因：

1.地理位置因素：猴子巖電站位于丹巴變電站與康定變電站之間，考慮到輸電線路的電容效應，線路末端電壓最高。在節假日或午夜等系統負荷處于低谷時，其過剩無功必導致電網電壓升高，甚至超過系統運行電壓容許的規定值，不僅影響供電的電壓質量，還會使電網損耗增加，經濟效益下降。

2.送出功率限制因素：電網康甘斷面送出功率限額3200MW，猴子巖負荷占用通道約20%，大部分時間內，負荷只需兩臺或單臺機組運行，導致無功容量不足。

六、可參考的電壓控制方法及展望

雖然發電機調壓對近區線路效果明顯，但機組進相運行總是以降低發電機穩定運行性能為代價的，進相運行時存在靜態穩定、端部漏磁發熱、機端電壓限制、機組定子過電流限制、最低勵磁限制等諸多問題，因此在考慮安全、經濟等問題的前提下，可思考其他解決方案。對比大崗山電站、瀑布溝電站，其線路或母線裝設有電抗器，對于其輸電線路的電壓分布及抑制工頻暫態過電壓等問題均有幫助，對于猴子巖電站可酌情考慮，同時，適當提高線路末端電站電壓合格范圍對該問題也有所幫助。

參考文獻：

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