小水電對(duì)麗水電網(wǎng)運(yùn)行的影響及對(duì)策分析

王智平，黃 靜

（1.麗水電業(yè)局，浙江 麗水 323000；2.浙江電力調(diào)度通信中心，杭州 310007）

隨著近幾年的跨躍式發(fā)展，麗水電網(wǎng)初步形成以500 kV為支撐、220 kV為中心、110 kV為主體、以外部受電為主供、水電為重要補(bǔ)充的供電網(wǎng)絡(luò)，已成為浙江省供電地域最廣（占1/6）、供電半徑最長(zhǎng)、生態(tài)特征最顯著的地區(qū)電網(wǎng)。

截止2010年4月底，麗水電網(wǎng)擁有500 kV變電所1座，220 kV變電所8座、升壓站1座，110 kV變電所30座、升壓站26座，110 kV及以上變電總?cè)萘? 885.5 MVA（其中主網(wǎng)5 515.5 MVA）；麗水地區(qū)并網(wǎng)水電裝機(jī)容量約占全省并網(wǎng)水電的40%，境內(nèi)共有并網(wǎng)電站803座，總裝機(jī)容量248.383萬(wàn)kW。

由于麗水地區(qū)唯一的500 kV萬(wàn)象變供區(qū)核心尚未真正形成，網(wǎng)架相對(duì)薄弱，單一故障安全準(zhǔn)則（N-1）問(wèn)題較多，供電可靠性不高，加上水電“西電東送”、用電負(fù)荷“晝夜峰谷倒置”、局部電網(wǎng)擾動(dòng)等因素，嚴(yán)重影響了麗水電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1 小水電送出受限

麗水市西部的龍泉、慶元、遂昌、景寧等縣（市），小水電資源豐富，總裝機(jī)容量較大。但是西部縣（市、區(qū)）經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，用電負(fù)荷較少，豐水期有大量水電電力送出；而東部的蓮都、青田、縉云等縣（區(qū)）經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)、小水電總裝機(jī)容量相對(duì)較少，且用電負(fù)荷較大，需要從外部大量受進(jìn)電力。麗水電網(wǎng)總負(fù)荷較小，占全省負(fù)荷的2.5%，占全市小水電站總裝機(jī)的45%，小水電大發(fā)期間，大量電力需要外送。由于電網(wǎng)建設(shè)明顯滯后于小水電電源建設(shè)，受220 kV緊宏、雙遂線穩(wěn)定限額及緊水灘發(fā)電廠的影響，西部龍泉、慶元、遂昌等縣市豐水期過(guò)剩水電送出最大受限率高達(dá)60%～70%，景寧縣水電送出受220 kV鶴溪變單主變的容量限制，最大受限率達(dá)40%～50%。因此，小水電送出受限矛盾長(zhǎng)期存在，一定程度影響了生態(tài)水電能源的充分利用。

針對(duì)小水電送出受限的問(wèn)題，建議采取以下措施：

（1）創(chuàng)新水電調(diào)度思路，充分利用該區(qū)域內(nèi)有調(diào)節(jié)性能的水庫(kù)電站，錯(cuò)開(kāi)洪水、雨季等利于小水電發(fā)電的氣候條件進(jìn)行檢修，熱帶氣旋、暴雨來(lái)臨之后讓徑流電站先發(fā)電，均衡化調(diào)度發(fā)電可使電網(wǎng)有限輸送能力效用最大化，是當(dāng)前緩解水電送出受限的最有效措施。

（2）加快電網(wǎng)建設(shè)，尤其是電網(wǎng)關(guān)鍵送出通道，如麗水電網(wǎng)東西部之間即遂昌經(jīng)松陽(yáng)220 kV北山變到500 kV萬(wàn)象變的220 kV線路和慶元220 kV松源輸變電工程。要從根本上解決問(wèn)題，可考慮在云和、景寧片區(qū)建設(shè)500 kV變電站。

2 慶元電網(wǎng)穩(wěn)定問(wèn)題

220 kV緊宏線遷改工程前后，由于馮家山電站2號(hào)機(jī)組勵(lì)磁不穩(wěn)，導(dǎo)致慶元電網(wǎng)發(fā)生低頻振蕩和擾動(dòng)。分析原因后得到的初步結(jié)論是：由于慶元電網(wǎng)與系統(tǒng)電氣距離過(guò)長(zhǎng)，如果緊宏線開(kāi)環(huán)或者220 kV宏山變至慶元變的110 kV宏元、宏慶線分列重負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，稍有擾動(dòng)就會(huì)引發(fā)低頻振蕩。由于電網(wǎng)不穩(wěn)定使水電送出矛盾進(jìn)一步加劇。針對(duì)慶元電網(wǎng)不穩(wěn)定的問(wèn)題，建議采取以下措施：

（1）根據(jù)目前電網(wǎng)實(shí)際，嚴(yán)格控制限額。盡可能采用110 kV宏元、宏慶線雙線并列運(yùn)行方式。若需安排兩線分列運(yùn)行，負(fù)荷一般應(yīng)控制在13萬(wàn)kW以內(nèi)（原限額為16～17萬(wàn)kW）。

（2）在該片區(qū)相對(duì)容量較大的水電機(jī)組上安裝電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）。

（3）建設(shè)慶元220 kV松源輸變電工程，先架設(shè)單回至鶴溪變的220 kV線路和安裝1臺(tái)主變；再增加第2臺(tái)主變和增設(shè)1回220 kV線路至龍泉220 kV宏山變。

3 水電上網(wǎng)峰谷比

為了適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰的要求，目前麗水電網(wǎng)小水電實(shí)行上網(wǎng)峰電價(jià)格為谷電價(jià)格兩倍的電價(jià)政策，并要求控制上網(wǎng)水電峰谷比不超過(guò)7.4∶2.6。因此小水電峰電上網(wǎng)電量越多，麗水地區(qū)電網(wǎng)企業(yè)利潤(rùn)空間越小，甚至出現(xiàn)虧損。為了提高企業(yè)效益，麗水地區(qū)電網(wǎng)企業(yè)希望控制小水電峰電比例，少發(fā)峰電。電網(wǎng)調(diào)峰的要求與地區(qū)電網(wǎng)企業(yè)效益產(chǎn)生了矛盾，建議采取以下措施：

（1）由于徑流式電站和裝機(jī)容量較小的有調(diào)節(jié)性能水庫(kù)電站多處于自行調(diào)度的狀態(tài)，無(wú)法控制峰谷比例，只有調(diào)節(jié)性能較好的電站可以控制峰電比例。因此在現(xiàn)有電價(jià)政策下，建議按照核定的總體峰谷比平均水平，共同制定實(shí)際可操作的控制峰谷比例的規(guī)則，由調(diào)度員動(dòng)態(tài)控制調(diào)節(jié)相關(guān)控制曲線。

（2）建議進(jìn)一步放開(kāi)對(duì)地區(qū)電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部經(jīng)營(yíng)考核時(shí)的峰谷比限制，使麗水小水電能更好地滿足電網(wǎng)調(diào)峰的要求。

（3）建議將縣級(jí)供電企業(yè)逐步收購(gòu)為省公司、國(guó)網(wǎng)公司資產(chǎn)，彌補(bǔ)用電負(fù)荷較少的縣（市）局因水電過(guò)網(wǎng)費(fèi)逐步取消、水電峰谷比較高等因素帶來(lái)的經(jīng)營(yíng)虧損，以利于生態(tài)水電資源的合理利用。

4 迎峰度夏用電指標(biāo)

2009年7月份連續(xù)干旱15天，麗水地區(qū)負(fù)荷連創(chuàng)新高。7月20日，麗水地區(qū)最高負(fù)荷達(dá)102.8萬(wàn)kW。由于用電指標(biāo)是根據(jù)上年7-8月高峰用電水平進(jìn)行分配，而麗水地區(qū)網(wǎng)供負(fù)荷與來(lái)水情況有較大關(guān)系，因此在連續(xù)出現(xiàn)干旱天氣時(shí)，實(shí)際用電負(fù)荷與用電指標(biāo)有較大缺口，建議采取以下措施：

（1）合理安排有調(diào)節(jié)能力水電廠的水庫(kù)調(diào)度，在迎峰度夏前保持較高水位，在用電指標(biāo)缺額時(shí)能充分發(fā)揮頂峰發(fā)電作用。

（2）考慮麗水電網(wǎng)連續(xù)多年臨時(shí)增加指標(biāo)20萬(wàn)kW，建議在每年分配迎峰度夏用電指標(biāo)時(shí)一并考慮帶帽指標(biāo)。

5 電網(wǎng)故障恢復(fù)供電

2009年8月15日，由于110 kV聯(lián)絡(luò)線故障跳閘，云和電網(wǎng)與系統(tǒng)解列，孤立運(yùn)行42 min左右，因沙鋪礱電站調(diào)頻不穩(wěn)定導(dǎo)致云和電網(wǎng)瞬時(shí)失電，后由110 kV線路備自投動(dòng)作恢復(fù)主網(wǎng)供電。以上事故說(shuō)明，小水電豐富地區(qū)在局部電網(wǎng)故障時(shí)，由片區(qū)小水電調(diào)頻維持獨(dú)立電網(wǎng)暫時(shí)供電模式將向以備自投動(dòng)作恢復(fù)主網(wǎng)供電為主模式的轉(zhuǎn)變。

地、縣兩級(jí)調(diào)度的水電站大部分都安裝了高低壓解列裝置，為以備自投動(dòng)作恢復(fù)主網(wǎng)供電為主模式提供了條件。但由于麗水小水電站規(guī)模不一、布點(diǎn)分散、T接線眾多、電源與供電線路混雜，很難在電網(wǎng)故障情況下切除小水電電源線路。

針對(duì)電網(wǎng)故障恢復(fù)供電問(wèn)題，建議重新設(shè)置并網(wǎng)電站機(jī)組的高低頻率和電壓解列裝置動(dòng)作值，縮小頻率動(dòng)作區(qū)間和調(diào)整時(shí)限，加快故障情況下并網(wǎng)運(yùn)行水電站切機(jī)的速度，盡快使備自投動(dòng)作恢復(fù)主網(wǎng)供電。

所有總裝機(jī)容量6 000 kW以下的電站頻率整定區(qū)間調(diào)整為51～48 Hz、動(dòng)作時(shí)限為0.5 s，電壓125～70 V、動(dòng)作時(shí)限為0.5 s；6 000 kW及以上的電站頻率整定區(qū)間調(diào)整為50±1 Hz、動(dòng)作時(shí)限為3～5 s，高壓切機(jī)整定值為發(fā)電機(jī)母線電壓額定值120%、動(dòng)作時(shí)限1～2 s，低壓切機(jī)整定值為發(fā)電機(jī)母線電壓額定值70%、動(dòng)作時(shí)限為3～5 s。慶元、景寧縣屬于負(fù)荷輕、小水電多、網(wǎng)架相對(duì)薄弱片區(qū)，對(duì)于在裝機(jī)容量6 000 kW以上的電站高低頻率和電壓解列裝置的動(dòng)作時(shí)限可適當(dāng)放寬，切機(jī)動(dòng)作時(shí)限及低壓切機(jī)動(dòng)作時(shí)限均延長(zhǎng)到8～10 s，便于在孤立電網(wǎng)功率相對(duì)平衡情況的由較大水電站機(jī)組調(diào)頻運(yùn)行。

6 電網(wǎng)無(wú)功電壓

由于小水電電源重心偏離用電負(fù)荷重心，豐水期關(guān)口220 kV無(wú)功倒送難以控制，電壓變化范圍較大，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量，麗水地區(qū)關(guān)口功率因素合格率長(zhǎng)期徘徊在較低水平（2009年平均僅為62.5%，全省倒數(shù)第一）。2010年2月，針對(duì)電網(wǎng)特點(diǎn)，將小水電無(wú)功倒送的劣勢(shì)轉(zhuǎn)化為機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行的優(yōu)勢(shì)，取得了明顯的效果，使麗水地區(qū)關(guān)口功率因素合格率迅速提高到98.85%。

針對(duì)電網(wǎng)無(wú)功電壓?jiǎn)栴}，建議采取以下措施：

（1）調(diào)整并網(wǎng)電站功率因數(shù)考核辦法，鼓勵(lì)水電機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行。

（2）各220 kV集控站、各縣級(jí)調(diào)度SCADA主站系統(tǒng)增加關(guān)口功率因素統(tǒng)計(jì)考核及無(wú)功倒送報(bào)警功能，實(shí)現(xiàn)地、縣兩級(jí)調(diào)度和變電運(yùn)行人員緊密協(xié)同優(yōu)化無(wú)功電壓運(yùn)行。

（3）實(shí)施220 kV變電所VQC優(yōu)化策略，在電壓優(yōu)先的前提下，倒送有功時(shí)退出電容器運(yùn)行。同時(shí)節(jié)日用戶電容器與負(fù)荷同步退出。

（4）增加就地?zé)o功平衡的手段，修復(fù)投運(yùn)220 kV宏山變、鶴溪變電抗器，考慮在220 kV遂昌、楓樹(shù)變裝設(shè)一定容量的電抗器。

（5）盡快建設(shè)麗水電網(wǎng)AVC區(qū)域無(wú)功優(yōu)化主站系統(tǒng)，逐步連接各子站，實(shí)現(xiàn)全區(qū)范圍110 kV、220 kV變電所的電容器合理投切。

7 結(jié)語(yǔ)

在全國(guó)小水電豐富、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的地區(qū)電網(wǎng)中，小水電對(duì)麗水電網(wǎng)運(yùn)行的影響，有一定的代表性，小水電滿發(fā)與電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的矛盾將隨著經(jīng)濟(jì)和電網(wǎng)的發(fā)展而改善，所采取的技術(shù)手段與管理措施也需要根據(jù)不同的情況，邊實(shí)踐、邊改進(jìn)，穩(wěn)步推進(jìn)而顯現(xiàn)效果。

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