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      淺談山區(qū)小水電的綜合利用

      2022-04-25 21:14:06何泉劉同斌徐強(qiáng)
      消費(fèi)電子 2022年1期
      關(guān)鍵詞:配網(wǎng)調(diào)度小水電發(fā)電

      何泉 劉同斌 徐強(qiáng)

      【關(guān)鍵詞】小水電;發(fā)電;方式安排;配網(wǎng)調(diào)度

      一是小水電擁有規(guī)模?。ㄈ鐖D1)、投入小、建設(shè)周期短、回報(bào)快、對(duì)周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn),促成小水電快速發(fā)展。但小水電主要以徑流式為主。不具備大型蓄水調(diào)控能力,對(duì)天氣依賴大,難以管控。

      二是小水電較為分散,水電資源主要分布在山區(qū)。如茂名地區(qū)小水電主要集中在北部信宜、高州,遠(yuǎn)離供電核心區(qū)域,不利于小水電就地消納。在雨季,北部地區(qū)小水電大發(fā),無法就地消納,倒送主網(wǎng),遠(yuǎn)距離輸送,造成較大損耗;在枯水期,小水電大多數(shù)處于少發(fā)或停發(fā)狀態(tài),不利于地區(qū)能源的綜合利用。

      三是小水電技術(shù)落后(如圖2)。大部分小水電投產(chǎn)時(shí)間早,后期投入小,造成小水電發(fā)展停滯不前。雖然近期部分小水電進(jìn)行升級(jí)改造,保護(hù)裝置電子化,具備自動(dòng)化功能,但通信不暢,造成小水電一直存在無法監(jiān)控,無序發(fā)電狀態(tài),不利于水資源的綜合利用。

      電網(wǎng)新技術(shù)的應(yīng)用,如智能電表、自動(dòng)化開關(guān)等具備遠(yuǎn)程通信功能的設(shè)備投入使用,使小水電實(shí)時(shí)監(jiān)控成為可能。通過計(jì)量系統(tǒng)采集小水電發(fā)電參數(shù),對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行匯總分析,以圖表等形式展示小水電運(yùn)行狀態(tài),解決小水電盲調(diào)的問題。為發(fā)電調(diào)度、方式調(diào)整提供支撐,實(shí)現(xiàn)小水電站調(diào)度和管理的信息化,提高效率,節(jié)約成本。

      (一)開展小水電集中監(jiān)視

      收集原始數(shù)據(jù),基于配網(wǎng)主站三區(qū)系統(tǒng),錄入小水電發(fā)電基礎(chǔ)參數(shù),包括:滿蓄水發(fā)電量W、最大出力Pmax、最小出力Pmin、經(jīng)濟(jì)出力PO,實(shí)現(xiàn)小水電發(fā)電能力預(yù)測(cè)功能,為調(diào)度控制提供依據(jù)。同時(shí)提供實(shí)時(shí)監(jiān)控小水電出力界面,本項(xiàng)目通過接口的方式實(shí)時(shí)獲取計(jì)量系統(tǒng)小水電配變數(shù)據(jù)P、Q、I、配網(wǎng)線路模型結(jié)構(gòu)和錄入小水電發(fā)電基礎(chǔ)參數(shù)形成龐大的數(shù)據(jù)群組。提供實(shí)時(shí)監(jiān)控小水電出力界面,通過配網(wǎng)單線圖與供電所實(shí)時(shí)關(guān)系進(jìn)行匹配,建立“區(qū)域一供電所一變電站一線路一小水電配變”五級(jí)節(jié)點(diǎn),形成小水電監(jiān)視數(shù)據(jù)列表。

      (二)開展小水電頂峰發(fā)電安排

      隨著近期新冠疫情防控逐漸緩和,經(jīng)濟(jì)恢復(fù)正常發(fā)展,部分地區(qū)用電緊張,出現(xiàn)錯(cuò)峰用電情況。為充分利用小水電發(fā)電能力,通過系統(tǒng)對(duì)小水電進(jìn)行分析,掌握小水電運(yùn)行規(guī)律及發(fā)電特性,結(jié)合天氣來水情況,合理對(duì)小水電進(jìn)行調(diào)控,提高區(qū)域內(nèi)小水電綜合利用,積極組織小水電開展頂峰發(fā)電,使小水電在削峰上發(fā)揮更加積極的作用。

      (三)提供技術(shù)支撐

      配網(wǎng)方式調(diào)整需考慮因素較多,特別是在偏遠(yuǎn)、網(wǎng)架薄弱地區(qū),除了相序、相位、電壓外,方式調(diào)整存在很多制約,如供電半徑長(zhǎng)、線路末端電壓低、受限于線徑轉(zhuǎn)供電能力不足等。在特殊情況下,為提高供電可靠性,可以充分利用小水電,為方式安排提供支撐。

      如35kV思賀站供電區(qū)域網(wǎng)架薄弱,由35kV思合線單電源供電,10kV對(duì)外聯(lián)絡(luò)線路只有兩條,而聯(lián)絡(luò)線徑過細(xì),轉(zhuǎn)供電能力不足。35kV思賀站10kV上網(wǎng)小水電14座,容量7100kW。

      在主網(wǎng)設(shè)備檢修或故障的情況下,單獨(dú)依靠10kV對(duì)外聯(lián)絡(luò)線路,無法對(duì)35kV思賀站負(fù)荷進(jìn)行全部轉(zhuǎn)供,對(duì)供電用戶影響較大。為提高供電可靠性,在主、配網(wǎng)網(wǎng)架不完善的情況下,充分利用思賀站并網(wǎng)的小水電。并以10kV聯(lián)絡(luò)線路與大網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)絡(luò),以35kV思賀站10kV母線為中心,對(duì)小水電合理調(diào)度,嚴(yán)控小水電發(fā)電,形成比較孤立的小電網(wǎng)運(yùn)行,力求做到小電網(wǎng)自供自給。此特殊方式運(yùn)行,需對(duì)35kV思賀站供電區(qū)域負(fù)荷性質(zhì)、小水電發(fā)電能力做好充分分析,并制定詳細(xì)方案。

      從35kV思賀站負(fù)荷曲線(圖3)可以看出。小水電集中在7時(shí)至24時(shí)發(fā)電,0時(shí)至7時(shí)停發(fā)。配合10kV聯(lián)絡(luò)線路,對(duì)小水電進(jìn)行調(diào)控,在特殊時(shí)期35kV思賀站可以依靠小水電發(fā)電做到小電網(wǎng)自供自給。

      一是通過分析35kV思賀站負(fù)荷特性,將用電、發(fā)電負(fù)荷進(jìn)行區(qū)分,可以高度還原35kV思賀站供電負(fù)荷情況,提高負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性,再與小水電發(fā)電負(fù)荷進(jìn)行匹配,制定小水電發(fā)電計(jì)劃。

      二是對(duì)35kV思賀站上網(wǎng)小水電進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)分析。通過系統(tǒng)對(duì)各小水電數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析,將小水電分為徑流式、具備一定調(diào)控能力、階梯式等三種類型。各類小水電發(fā)電特性差別較大,徑流式主要受天氣影響,隨著降雨量大小變化而變化。難以把控;具備一定調(diào)控能力的小水電,雖然可控,但要精確計(jì)算發(fā)電能力,存在較大困難;階梯式小水電,上游小水電站帶動(dòng)下游水電站的能力,上游電站開機(jī)后水流到達(dá)下游電站時(shí)間、流量、發(fā)電能力等都需系統(tǒng)支撐和詳細(xì)評(píng)估,才能充分掌握小水電發(fā)電能力。

      三是方式安排,對(duì)負(fù)荷特性、小水電發(fā)電能力進(jìn)行充分分析后,通過系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)荷、發(fā)電量進(jìn)行模擬,以梯式小水電為調(diào)控主力,與用電負(fù)荷進(jìn)行匹配??赏ㄟ^系統(tǒng)對(duì)小水電發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行模擬,對(duì)小水電進(jìn)行分類調(diào)控,再與10kV聯(lián)絡(luò)線路配合,盡量使35kV思賀站10kV母線負(fù)荷平衡,10kV聯(lián)絡(luò)線負(fù)荷容量與可調(diào)節(jié)小水電相互配合,確保在特殊運(yùn)行方式下,保證供電穩(wěn)定。在極端情況下,無10kV聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行聯(lián)網(wǎng),35kV思賀站可形成孤島運(yùn)行。

      四是在特殊運(yùn)行方式下,在只有一條10kV聯(lián)絡(luò)線與大網(wǎng)聯(lián)絡(luò)的情況下,小水電發(fā)電質(zhì)量直接決定了供電范圍內(nèi)的電能質(zhì)量,需要加強(qiáng)對(duì)小水電站有功、無功、電壓監(jiān)控,確保發(fā)電質(zhì)量,防止電壓變化過大,造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。對(duì)各小水電數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析,設(shè)置監(jiān)控閥值,對(duì)小水電發(fā)電過程,進(jìn)行全程監(jiān)控、調(diào)控。

      通過系統(tǒng)可對(duì)用電負(fù)荷、小水電發(fā)電負(fù)荷分別進(jìn)行分析,最大限度還原供需關(guān)系,為方式調(diào)整、調(diào)度運(yùn)行提供有力支撐。同時(shí)為負(fù)荷預(yù)測(cè)、發(fā)電計(jì)劃安排提供數(shù)據(jù)參考,為方式轉(zhuǎn)換提供負(fù)荷模擬曲線,做好小水電發(fā)電調(diào)度。通過系統(tǒng)對(duì)小水電集中監(jiān)控。解決小水電長(zhǎng)期盲調(diào)的狀況,定期開展對(duì)小水電發(fā)電質(zhì)量監(jiān)控及分析,為配網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、電壓質(zhì)量提供參考數(shù)據(jù),同時(shí)也為配網(wǎng)方式調(diào)整、方式安排提供支撐數(shù)據(jù)。

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