怒江小水電群純電源局部電網解并網探討

李保權

（云南電網有限責任公司怒江供電局，云南怒江 673100）

怒江小水電群純電源局部電網解并網探討

李保權

（云南電網有限責任公司怒江供電局，云南怒江 673100）

首先分析怒江電網網架結構，發電輸電用電環節特點。怒江地區水電資源豐富大量的小水電機組分散在各個地區，地區電網的網架結構具有明顯的小水電集中匯集、遠距離送出的長鏈狀特征，發電側遠離負荷中心等特點。小水電棄能消納與經濟運行優化調度方面全面分析，提出了110kV小水電群純電源局網解并網方法與控制策略，對小水電群集中區域的電網有一定參考意義。

小水電 純電源 解并網 控制策略

怒江州位于云南省西北部，地處滇西橫斷山縱谷的北段，是金沙江、瀾滄江和怒江“三江并流”世界自然遺產的核心腹地。氣候為亞熱帶山地季風氣候，雨季南晚北早，雨量北多南少，北部的福貢和貢山每年2～4月，南部的瀘水和蘭坪每年5～10月為雨季，素稱“雙雨季”。怒江州水利資源豐富，境內有怒江、瀾滄江、獨龍江3大干流及其支流183條，年均自產水量230.6億立方，入境水量725.31億立方，占全省水資源總量的22.9%。總水能蘊藏量2132萬kW，占云南省水能可開發量的19.9%。除干流外，支流小電可開發裝機容量可超過162萬kW。怒江州礦產資源也十分豐富，已探明有鋅、鉛、錫、金等28個礦種，294個礦床。怒江州在政府加快實施“礦電經濟強州”戰略背景下，中小水電開發利用迅速，已開發共有90座中小水電站，總裝機容量128.47萬kW。怒江州由于特殊地理氣候自然條件限制，地區發電所需要的一次能源分布分散且離負荷中心較遠，110kV網架結構呈遠距離送出的長鏈狀特征，電源與負荷分布不平衡。

1　運行現狀分析

1.1怒江電網網架結構

220kV網架是怒江地區骨干電網，是下級電網發展和延伸的基礎，怒江電網與主網的連接主要由兩個通道即兩個鏈式結構與省網相連。一個是220kV福貢變、蘭坪變經220kV線路與大理地區聯網運行；另一個是220kV崇仁變經220kV線路與大理地區聯網運行。地區電網主要由貢山縣、福貢縣、瀘水縣、蘭坪縣的110kV及以下電壓等級電網組成。

1.2發電輸電用電環節特點

怒江地區電網是云南電網西部典型的地區水電送出型電網，地區電網內水電資源相當豐富，大量的小水電機組分散在各個地區，為了適應小水電在地理位置上分布的特點，地區電網的網架結構具有明顯的小水電集中匯集、遠距離送出的長鏈狀特征。110kV及以上網架結構薄弱，電源與負荷分布不平衡，發、供電矛盾也比較突出。

近年來電網建設力度加大，新增設備不斷投產運行、電網設備檢修、解決小水電棄能消納與經濟運行等因素考慮，時常需要進行110kV純電源端局部電網運行方式倒換，以充分利用怒江電網與主網連接的兩個通道外送電能。然而，對110kV純電源端局部電網運行方式倒換也進行了探討，合環調電方式倒換方式將形成110kV、220kV、500kV多個電壓等級的電磁環網，考慮到環網內薄弱設備不滿足故此種方式不可采用；進行停電冷倒方式操作，涉及廠站較多且操作量大、耗費時間較長，不利于小水電經濟運行；對110kV純電源端局部電網采用解并網方式進行了探究，優化調度操作且可以減少小水電電量損失。

2　采取控制策略

發電機以四個象限來區分運行工況的話，第一象限既發出有功同時發出無功，為發電狀態；第二象限發出無功但吸收有功，為調相狀態；第三象限既吸收有功又吸收無功為電動機狀態；第四象限發出有功但吸收無功為進相狀態。純電源端局部電網解網操作將形成獨立運行小電網，調節發電機發電、供電平衡很重要。

2.1純電源局網解網頻率控制問題

純電源局部電網解列后由于沒有用電負荷，故解列后純電源小獨立電網的頻率控制困難，選取一臺發電機調相運行，即發電機吸收電網的有功功率維持同步運轉。建立起純電源局部電網內發供平衡的小系統。

2.2純電源局網解網電壓控制問題

通過遠距離高壓線路輸電，由于線路對地電容存在，線路產生大量充電功率。純電源局部電網解列后電壓控制問題突出。加之純電源局部電網解列后選取一臺機組調相運行吸收局部電網有功，發出無功功率，使局部電網內電壓升高。采取局部電網內發電機進相運行能力調節電壓。

2.3快速解并網操作

純電源局部電網解并列操作，充分利用發電機的調節性能，以下操作步驟執行：（1）要求將欲解列的純電源小電網內所有機組減負荷至空載狀態運行；（2）要求將欲解列的純電源小電網內并列運行且單機容量大的一臺（或多臺）沖擊式水輪發電機組調速系統由自動位置調至手動位置（至少保留一臺機組在空載狀態運行），然后將調速系統由自動位置調至手動位置的水輪機噴針開度調至零，從而在純電源小電網內吸收有功建立起發供平衡的小系統，以確保解列后純電源小獨立電網的穩定運行；（3）用欲解列的純電源小電網內并列空載運行的任意一臺機組調整解列點的有功功率為零；（4）用欲解列的純電源小電網內并列運行的任意一臺機組調整解列點的無功功率為零；（5）在確認解列點的有功功率、無功功率為零的前提下可進行解列及同期并列的操作；（6）將調速系統處于手動位置的調整至自動位置；（7）根據新的運行方式分配機組的發電出力。

3　結語

本文對怒江小水電群局部電網解列后并網運行遇到的頻率控制問題和電壓較高問題，提出了利用局部電網內發電機組調相運行能力和進相運行能力配合，解決純電源局部電網解并網操作，這種方法也得到了實際應用。對小水電群集中區域的電網有一定參考意義。

［1］張繞鋼.怒江電網110kV網架結構優化研究［J］.中國電業（技術版），2011（10）：19-21.

［2］劉德州.論小水電站發電機并網運行的幾種狀態［J］.小水電，2004（3）：21-22.

［3］葉鋒.陜南小水電群局網解列后快速并列方式研究［J］.陜西理工學院學報（自然科學版），2012（3）：15-17.

李保權（1986—），男，云南紅河州蒙自人，助理工程師，電力調度技師，單位：云南電網有限責任公司怒江供電局，主要研究電網調度與小水電管理。