懷化電網(wǎng)單網(wǎng)運(yùn)行分析

曾昌祥

(湖南省電力公司懷化電業(yè)局，湖南 懷化418000)

自2008年冰災(zāi)以來，一系列新(擴(kuò))建設(shè)備的相繼投產(chǎn)使懷化電網(wǎng)得到快速發(fā)展，但網(wǎng)內(nèi)局部地區(qū)電源外送、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱、電網(wǎng)發(fā)展不平衡的局面依然存在，發(fā)生局部電網(wǎng)全停或局部電網(wǎng)解列的可能性仍然較大〔1－2〕。特別是在電網(wǎng)遭遇雷雨、冰凍等惡劣天氣時(shí)，局部電網(wǎng)發(fā)生故障造成單網(wǎng)運(yùn)行的可能性依然很大〔3－5〕。針對(duì)懷化電網(wǎng)的特點(diǎn)，梳理現(xiàn)階段易發(fā)生電網(wǎng)解列及全停事件的局部電網(wǎng)，將保障懷化電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1)針對(duì)電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)設(shè)備提出有針對(duì)性的改進(jìn)措施，并貫徹實(shí)施，進(jìn)而提高懷化電網(wǎng)的整體運(yùn)行水平及應(yīng)對(duì)各種災(zāi)害的水平。

2)提前做好事故處理預(yù)案，科學(xué)安排變電、線路、檢修工作的重點(diǎn)，有針對(duì)性地加強(qiáng)值班人員配備，明確職責(zé)分工與工作重點(diǎn)，確保電網(wǎng)事故多發(fā)時(shí)期事故的迅速處理，保障電網(wǎng)安全。

3)針對(duì)懷化電網(wǎng)的實(shí)際情況，梳理懷化電網(wǎng)中易發(fā)生電網(wǎng)全停及單網(wǎng)運(yùn)行的區(qū)域，對(duì)相關(guān)區(qū)域的電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行分析，結(jié)合電網(wǎng)一、二次設(shè)備的運(yùn)行情況，提高單網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少單網(wǎng)運(yùn)行的時(shí)間，提高保用戶供電的可靠能力。

1 單網(wǎng)運(yùn)行的供電區(qū)

懷化電網(wǎng)按供電區(qū)域可分為陽塘變、黔城變及飛山變、公坪變、田家變、涼水井變、鳳灘電廠、柘溪電廠7 個(gè)主電源供電區(qū)域，易發(fā)生電網(wǎng)全停及單網(wǎng)運(yùn)行的供電區(qū)域情況如表1。

表1 可能發(fā)生單網(wǎng)運(yùn)行供電區(qū)域

懷化電網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)水電機(jī)組多為燈泡貫流式、軸流轉(zhuǎn)漿式機(jī)組，網(wǎng)內(nèi)小水電機(jī)組數(shù)量較多，發(fā)生地區(qū)單網(wǎng)的可能性較大。

2008年3月至2011年10月懷化電網(wǎng)局部電網(wǎng)單網(wǎng)運(yùn)行歷史情況統(tǒng)計(jì)見表2。

表2 懷化電網(wǎng)局部單網(wǎng)運(yùn)行歷史情況

2 單網(wǎng)運(yùn)行工作不理想原因分析

自2008年冰災(zāi)至2011年10月期間的局部電網(wǎng)單網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，懷化電網(wǎng)單網(wǎng)運(yùn)行的情況并不理想，主要有以下7 個(gè)方面的原因。

1)在重點(diǎn)區(qū)域無單網(wǎng)運(yùn)行方案，無電網(wǎng)單網(wǎng)運(yùn)行方式下有針對(duì)性處理措施，發(fā)生單網(wǎng)運(yùn)行時(shí)調(diào)度人員對(duì)情況不明，無針對(duì)性事故處理手段，事故處理效率低下。

2)缺乏單網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度經(jīng)驗(yàn)和判斷能力。發(fā)生單網(wǎng)運(yùn)行事故后，電網(wǎng)振蕩劇烈，需要調(diào)度員迅速協(xié)調(diào)好網(wǎng)內(nèi)電廠、變電站、用戶等各個(gè)方面，確保網(wǎng)內(nèi)的出力與負(fù)荷穩(wěn)定，維持單網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。調(diào)度員的準(zhǔn)確判斷和工作速度是確保單網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵。從2008年以來單網(wǎng)運(yùn)行的情況來看，因?qū)﹄娋W(wǎng)運(yùn)行情況不明、判斷不準(zhǔn)也是造成單網(wǎng)垮網(wǎng)的主要原因之一。

3)小水電在單網(wǎng)運(yùn)行的情況下穩(wěn)網(wǎng)能力不足，反應(yīng)力度不夠。單網(wǎng)運(yùn)行情況下，電網(wǎng)振蕩較大，對(duì)水電機(jī)組沖擊較大，甚至?xí)斐伤姍C(jī)組的損壞。但同時(shí)，在突然發(fā)生單網(wǎng)運(yùn)行的情況下，需要水電機(jī)組迅速保持穩(wěn)定，盡可能保障水電機(jī)組的運(yùn)行，防止因水電機(jī)組解列而垮網(wǎng)，而在實(shí)際工作中懷化地區(qū)電網(wǎng)在發(fā)生局部電網(wǎng)單網(wǎng)運(yùn)行的情況下，很多小水電為保機(jī)組而緊急解列，造成單網(wǎng)垮網(wǎng)。

4)用戶負(fù)荷特性增加調(diào)度工作難度。在單網(wǎng)形成以后，單網(wǎng)運(yùn)行處于一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)的狀態(tài)，這樣就需要保障出力與負(fù)荷基本平衡。但懷化電網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)電解錳、鎳、硅、電爐等高耗能負(fù)荷在總用電負(fù)荷中所占比重大，產(chǎn)品生產(chǎn)與出爐時(shí)負(fù)荷變化快，因此高耗能企業(yè)負(fù)荷的突然變化也是造成單網(wǎng)垮網(wǎng)重要原因之一。

5)單網(wǎng)穩(wěn)定以后，調(diào)度人員與電站、用戶的協(xié)調(diào)工作不到位。懷化地區(qū)水力資源非常豐富，有相當(dāng)一批小水電機(jī)組沒有在電網(wǎng)調(diào)度管控之內(nèi)，私搭亂接的并網(wǎng)方式現(xiàn)象嚴(yán)重，大部分小水電機(jī)組出力小、無調(diào)節(jié)能力，有水就發(fā)，沒水就停。另一方面，常因一部分高耗能企業(yè)出力與負(fù)荷的突然改變，造成已趨于穩(wěn)定運(yùn)行的單網(wǎng)垮網(wǎng)。

6)因設(shè)備問題，單網(wǎng)運(yùn)行時(shí)無法并網(wǎng)。在單網(wǎng)運(yùn)行基本穩(wěn)定后，就需要迅速選擇適當(dāng)?shù)牟⒕W(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行并網(wǎng)操作。在懷化電網(wǎng)內(nèi)因無同期并列裝置而造成單網(wǎng)被迫垮網(wǎng)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，造成了用電負(fù)荷損失。

7)由于電力網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的問題造成并網(wǎng)操作時(shí)間長(zhǎng)。局部電網(wǎng)單網(wǎng)與系統(tǒng)并網(wǎng)操作中，最佳的方案是找到與解列電網(wǎng)最近的并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行操作。在懷化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中由于網(wǎng)架原因造成操作量多面廣時(shí)間長(zhǎng)，形成并網(wǎng)通道異常復(fù)雜。如110 kV 安江變單網(wǎng)時(shí)若要進(jìn)行并網(wǎng)，只有通過220 kV 公坪變110 kV Ⅰ母并蟒塘溪電站，整個(gè)并網(wǎng)過程牽涉到1 個(gè)220 kV 變電站、2 個(gè)水電站，還要進(jìn)行110 kV 倒母線操作，此類操作工作量大、耗時(shí)長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)大，不利于電網(wǎng)事故處理。

3 對(duì)策與防范措施

1)分析懷化電網(wǎng)的實(shí)際情況，梳理出懷化電網(wǎng)易發(fā)生單網(wǎng)運(yùn)行的區(qū)域，并進(jìn)行重點(diǎn)分析，建立相應(yīng)的資料庫，制定出針對(duì)單網(wǎng)運(yùn)行有效的事故處理預(yù)案。

2)加強(qiáng)調(diào)度員對(duì)電網(wǎng)單網(wǎng)運(yùn)行的事故處理能力。調(diào)度員應(yīng)學(xué)習(xí)單網(wǎng)運(yùn)行方案、單網(wǎng)運(yùn)行初期的運(yùn)行特點(diǎn)，掌握電網(wǎng)事故解列后單網(wǎng)運(yùn)行特征。在發(fā)生類似事故時(shí)，第一時(shí)間做出準(zhǔn)確判斷，保證電網(wǎng)能單網(wǎng)運(yùn)行成功，變電運(yùn)行、變電檢修專業(yè)人員應(yīng)加強(qiáng)電網(wǎng)單網(wǎng)運(yùn)行事故處理預(yù)案的學(xué)習(xí)，使各級(jí)專業(yè)人員做到反應(yīng)快、聯(lián)系快、操作快。

3)增強(qiáng)小水電機(jī)組的調(diào)度能力。掌握網(wǎng)內(nèi)小水電機(jī)組的情況，特別是以往未接受調(diào)度管轄的小水電機(jī)組運(yùn)行情況;梳理小水電機(jī)組調(diào)度對(duì)象，并對(duì)其加大業(yè)務(wù)培訓(xùn)力度，定期開展廠網(wǎng)業(yè)務(wù)聯(lián)系，增強(qiáng)調(diào)度員與調(diào)度對(duì)象之間聯(lián)系，強(qiáng)化對(duì)《地區(qū)電力調(diào)度規(guī)程》的理解與掌握;保持24 h 業(yè)務(wù)聯(lián)系電話暢通，確保第一時(shí)間聯(lián)系上小水電機(jī)組調(diào)度對(duì)象。

4)增強(qiáng)對(duì)網(wǎng)內(nèi)用戶的管理，特別是高耗能用戶的管理。向網(wǎng)內(nèi)用戶宣貫只有穩(wěn)定運(yùn)行的電網(wǎng)才可能有可靠供電，只有服從統(tǒng)一調(diào)度指揮才能保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行的理念。在發(fā)生電網(wǎng)單網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，用戶需主動(dòng)與電網(wǎng)調(diào)度聯(lián)系，并服從電網(wǎng)調(diào)度的統(tǒng)一指揮，只有在利于電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的情況下才可進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)。

5)加強(qiáng)網(wǎng)內(nèi)用戶負(fù)荷特性分析研究。針對(duì)網(wǎng)內(nèi)各類高耗能、電鐵、礦山井下作業(yè)等用戶，分析其用電時(shí)段、負(fù)荷大小、負(fù)荷運(yùn)行曲線及對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響，制定有針對(duì)性的防范措施與保供電預(yù)案，把電網(wǎng)影響用戶供電因素及用戶負(fù)荷影響電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的因素均降至最小。

6)適當(dāng)改進(jìn)網(wǎng)內(nèi)相關(guān)設(shè)備和局部重點(diǎn)電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，在技術(shù)層面保障并網(wǎng)操作的可行性。在局部區(qū)域增加同期并網(wǎng)裝置，使單網(wǎng)運(yùn)行易發(fā)的供電區(qū)域能夠順利進(jìn)行并網(wǎng)操作。

4 結(jié)束語

自2008年冰災(zāi)結(jié)束以后，隨著懷化電網(wǎng)的不斷發(fā)展，懷化電網(wǎng)發(fā)生局部電網(wǎng)全停及黑啟動(dòng)的次數(shù)明顯減少，但單網(wǎng)運(yùn)行的情況仍時(shí)有發(fā)生。在網(wǎng)內(nèi)發(fā)生單網(wǎng)運(yùn)行情況時(shí)，首先應(yīng)采取有力措施保障電網(wǎng)單網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，確保單網(wǎng)內(nèi)電壓和頻率均在正常范圍內(nèi)，防止單網(wǎng)劇烈振蕩而垮網(wǎng);其次應(yīng)迅速選擇合適的并網(wǎng)地點(diǎn)進(jìn)行并網(wǎng)操作，在最短的時(shí)間內(nèi)使單獨(dú)運(yùn)行的小網(wǎng)并入大網(wǎng)。總之，只要調(diào)度員不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高電網(wǎng)調(diào)度技能，就能夠保障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)用戶利益最大化。

〔1〕李光琦． 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析〔M〕． 北京:中國(guó)電力出版社，1996 ．

〔2〕于永源，楊綺雯． 電力系統(tǒng)分析(第3 版)〔M〕． 北京:中國(guó)電力出版社，2007.

〔3〕王世禎． 電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行技術(shù)〔M〕． 沈陽:東北大學(xué)出版社，1997 ．

〔4〕國(guó)家電力調(diào)度通信中心． 電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行實(shí)用技術(shù)問答〔M〕．北京:中國(guó)電力出版社，2000．

〔5〕楊冠城． 電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理〔M〕． 北京:中國(guó)電力出版社，1995．