風(fēng)電并網(wǎng)條件下供電系統(tǒng)安全管理探究

張琦

福建大唐國際新能源有限公司

風(fēng)電并網(wǎng)條件下供電系統(tǒng)安全管理探究

張琦

福建大唐國際新能源有限公司

隨著全球“可持續(xù)發(fā)展”和“環(huán)境保護(hù)”的政策深度推進(jìn)，可續(xù)持的清潔能源開發(fā)和利用占比越來越大，形成了新形勢下的能源結(jié)構(gòu)形式。目前，由于風(fēng)能的特殊性，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)運(yùn)行給電力系統(tǒng)帶來了一定的安全隱患。本文就風(fēng)電在并網(wǎng)條件下可能帶了一系列安全問題做出分析與討論，給出建議的解決措施，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)企業(yè)提供參考。

風(fēng)電并網(wǎng)；安全管理

1 引言

風(fēng)電的不穩(wěn)定性隨著風(fēng)能的開發(fā)在電網(wǎng)中暴露的問題顯得日益突出，已經(jīng)成為風(fēng)能持續(xù)開發(fā)利用的首要解決任務(wù)。雖然我國電網(wǎng)的規(guī)模越結(jié)越大，但是在地區(qū)上存在不均衡問題，風(fēng)電所占比重較大，給地區(qū)的電力系統(tǒng)影響非常大，甚至拖累其他方式的發(fā)電方式，安全隱患極其重大，因此，研究解決風(fēng)電并網(wǎng)的安全問題十分必要，也是風(fēng)能持續(xù)開發(fā)利用需要攻克的重要關(guān)口。

2 風(fēng)電并網(wǎng)條件下供電系統(tǒng)安全管理現(xiàn)狀

電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行本身處在一個(gè)暫態(tài)穩(wěn)定的過程中，通過可靠的科學(xué)技術(shù)手段達(dá)到穩(wěn)定安全的可靠控制。但是隨著能源結(jié)構(gòu)的改變，多種方式的電能都并入電網(wǎng)中，形成了復(fù)雜的因素和干擾，所需解決的邊界問題也越來越多，兼顧越來越多，任何一個(gè)微小的干擾可能引起的波動(dòng)很大，造成系統(tǒng)的動(dòng)蕩，一旦超過控制系統(tǒng)的可調(diào)范圍，將產(chǎn)生不可預(yù)知的后果。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來，發(fā)生的多起大規(guī)模停電事故大部分均是由于電網(wǎng)能源結(jié)構(gòu)不合理造成的，特別是風(fēng)電，在我國邊疆地區(qū)，風(fēng)能的儲量較大，占電網(wǎng)的比重較多，易形成弱電鏈接，已發(fā)生和未發(fā)生的停電事故概率較大。所以說，目前我國風(fēng)電并網(wǎng)的電力系統(tǒng)安全管理還處在初級階段，具有不穩(wěn)定的特點(diǎn)。安全狀況還需進(jìn)一步加強(qiáng)與解決。

3 風(fēng)電并網(wǎng)條件下供電系統(tǒng)安全管理存在的問題

目前，風(fēng)電并網(wǎng)的安全管理存在的問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，風(fēng)機(jī)自身的缺陷。我國風(fēng)電的風(fēng)機(jī)主要采用DFIG雙饋風(fēng)電機(jī)組，該機(jī)組能夠承受的電壓波動(dòng)范圍較窄，恢復(fù)電壓的功能較弱，一旦電網(wǎng)發(fā)生故障，風(fēng)機(jī)由于不能承受壓降，在自身保護(hù)的前提下，會自動(dòng)脫離電網(wǎng)，造成電網(wǎng)電壓的進(jìn)一步下降，加重了電力事故甚至影響整個(gè)電力系統(tǒng)。其次，風(fēng)電并網(wǎng)的管理存在不足。企業(yè)總是利益當(dāng)先，對相關(guān)配套的安全評估與管理不加重視，不投入資金解決，埋下安全隱患。據(jù)了解，目前風(fēng)電的功率預(yù)測系統(tǒng)、無功補(bǔ)償裝置等均不完善或沒有設(shè)置。另外，對電力設(shè)備的相關(guān)預(yù)警機(jī)制不健全也是導(dǎo)致停電事故發(fā)生的另一重要因素。

4 風(fēng)電并網(wǎng)條件下供電系統(tǒng)安全管理措施

針對風(fēng)電并網(wǎng)條件下供電系統(tǒng)的安全隱患以及防止大面積停電事故的發(fā)生，制定的安全管理措施可以從以下幾個(gè)方面著手：

（1）運(yùn)行管理方面

從保證電網(wǎng)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度看，必須采取措施加強(qiáng)35kV以下層面及低壓配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償力度，盡可能做到無功負(fù)荷的就地平衡，從而減輕主網(wǎng)的無功配置壓力，同時(shí)有效降低由于無功傳輸帶來的線損。力促所有上網(wǎng)電廠加大發(fā)電機(jī)無功電力調(diào)整深度，嚴(yán)格按照無功出力或電壓曲線控制電廠母線電壓，保證主網(wǎng)電壓質(zhì)量；調(diào)度系統(tǒng)要充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的最大調(diào)壓能力，嚴(yán)格按照電壓曲線調(diào)整電壓，合理安排運(yùn)行方式，避免主變向電網(wǎng)反送無功，以及一次側(cè)功率運(yùn)行在臨界點(diǎn)。

（2）設(shè)備管理方面

加強(qiáng)無功補(bǔ)償設(shè)備管理，提高電網(wǎng)并聯(lián)電容器投運(yùn)率。完善無功補(bǔ)償設(shè)備臺帳，相關(guān)部門應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充無功補(bǔ)償裝置的備品備件，提高無功補(bǔ)償設(shè)備的可用率。加強(qiáng)配網(wǎng)內(nèi)分散補(bǔ)償?shù)牡蛪簾o功補(bǔ)償裝置管理，及早修復(fù)那些長期失修故障損壞的電容器使其發(fā)揮應(yīng)有的作用，同時(shí)對那些因負(fù)荷小投入電容器后出現(xiàn)母線過補(bǔ)、電壓越限嚴(yán)重和因單組容量過大造成投運(yùn)率低的電容器逐步實(shí)現(xiàn)切改，使其容量與負(fù)荷配置合理。合理配置變電站電容器單組容量，防止負(fù)荷低谷時(shí)電容器無法投入或強(qiáng)行投入時(shí)向系統(tǒng)反送無功。系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行人員加強(qiáng)中樞點(diǎn)電壓監(jiān)視，從末端使用投切無功補(bǔ)償裝置調(diào)壓，從首端優(yōu)先考慮采用分頭調(diào)壓，優(yōu)化調(diào)節(jié)方式，綜合進(jìn)行調(diào)壓。

（3）技術(shù)監(jiān)督方面

加強(qiáng)電能質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督管理工作，進(jìn)一步完善各種設(shè)備技術(shù)檔案，在生產(chǎn)過程進(jìn)行技術(shù)監(jiān)督。加強(qiáng)電壓無功專業(yè)管理水平及培訓(xùn)工作。針對無功電壓管理工作重視不夠的情況，組織調(diào)度人員和變電運(yùn)行人員要進(jìn)行無功電壓知識培訓(xùn)，強(qiáng)化無功平衡與電壓調(diào)整工作，使各級運(yùn)行人員從思想意識上得到認(rèn)可。針對冬、夏兩季開展電網(wǎng)潮流計(jì)算以及全區(qū)無功平衡分析，分析掌握無功潮流分布情況和電壓水平，提前做好電壓調(diào)整方案，保證系統(tǒng)無功就地補(bǔ)償，減少無功穿越。電網(wǎng)調(diào)度值班人員和現(xiàn)場值班員在調(diào)整無功電壓時(shí)，應(yīng)充分考慮電網(wǎng)運(yùn)行接線形式、主變壓器與電容器的協(xié)調(diào)配合，電容器全容量與半容量的切換，必要時(shí)應(yīng)考慮改變電網(wǎng)的運(yùn)行方式。

（4）指標(biāo)管理方面

加強(qiáng)電壓監(jiān)測管理工作，對電壓監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行普查，核對監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置數(shù)量是否符合國家電網(wǎng)公司要求，電壓監(jiān)測儀運(yùn)行是否完好等情況，提高電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。加強(qiáng)指標(biāo)分析管理，認(rèn)真分析各類電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)，各變電站能保證及時(shí)、準(zhǔn)確地上報(bào)有關(guān)數(shù)據(jù)，杜絕隱瞞、修正和造假等不利安全生產(chǎn)的行為發(fā)生，從單純電壓統(tǒng)計(jì)管理轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍治龉芾怼?/p>

5 結(jié)語

風(fēng)電并網(wǎng)在以后的發(fā)展中將會越來越多，通過科學(xué)技術(shù)手段、嚴(yán)格安全管理是解決風(fēng)電安全并網(wǎng)勢在必行。提高意識、針對薄弱環(huán)節(jié)加強(qiáng)監(jiān)管、提前分析預(yù)警是今后在工作中需要逐步完善與解決的。相信以科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度、先進(jìn)的技術(shù)策略能夠很好的解決風(fēng)電的并網(wǎng)問題，進(jìn)一步促進(jìn)我國的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)“可持續(xù)發(fā)展”的終極目標(biāo)。

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