淺談山區小水電的綜合利用

何泉 劉同斌 徐強

【關鍵詞】小水電;發電;方式安排;配網調度

一是小水電擁有規模小（如圖1）、投入小、建設周期短、回報快、對周圍環境影響小等優點，促成小水電快速發展。但小水電主要以徑流式為主。不具備大型蓄水調控能力，對天氣依賴大，難以管控。

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

三是小水電技術落后（如圖2）。大部分小水電投產時間早，后期投入小，造成小水電發展停滯不前。雖然近期部分小水電進行升級改造，保護裝置電子化，具備自動化功能，但通信不暢，造成小水電一直存在無法監控，無序發電狀態，不利于水資源的綜合利用。

電網新技術的應用，如智能電表、自動化開關等具備遠程通信功能的設備投入使用，使小水電實時監控成為可能。通過計量系統采集小水電發電參數，對各項參數進行匯總分析，以圖表等形式展示小水電運行狀態，解決小水電盲調的問題。為發電調度、方式調整提供支撐，實現小水電站調度和管理的信息化，提高效率，節約成本。

（一）開展小水電集中監視

收集原始數據，基于配網主站三區系統，錄入小水電發電基礎參數，包括：滿蓄水發電量W、最大出力Pmax、最小出力Pmin、經濟出力PO，實現小水電發電能力預測功能，為調度控制提供依據。同時提供實時監控小水電出力界面，本項目通過接口的方式實時獲取計量系統小水電配變數據P、Q、I、配網線路模型結構和錄入小水電發電基礎參數形成龐大的數據群組。提供實時監控小水電出力界面，通過配網單線圖與供電所實時關系進行匹配，建立“區域一供電所一變電站一線路一小水電配變”五級節點，形成小水電監視數據列表。

（二）開展小水電頂峰發電安排

隨著近期新冠疫情防控逐漸緩和，經濟恢復正常發展，部分地區用電緊張，出現錯峰用電情況。為充分利用小水電發電能力，通過系統對小水電進行分析，掌握小水電運行規律及發電特性，結合天氣來水情況，合理對小水電進行調控，提高區域內小水電綜合利用，積極組織小水電開展頂峰發電，使小水電在削峰上發揮更加積極的作用。

（三）提供技術支撐

配網方式調整需考慮因素較多，特別是在偏遠、網架薄弱地區，除了相序、相位、電壓外，方式調整存在很多制約，如供電半徑長、線路末端電壓低、受限于線徑轉供電能力不足等。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思賀站供電區域網架薄弱，由35kV思合線單電源供電，10kV對外聯絡線路只有兩條，而聯絡線徑過細，轉供電能力不足。35kV思賀站10kV上網小水電14座，容量7100kW。

在主網設備檢修或故障的情況下，單獨依靠10kV對外聯絡線路，無法對35kV思賀站負荷進行全部轉供，對供電用戶影響較大。為提高供電可靠性，在主、配網網架不完善的情況下，充分利用思賀站并網的小水電。并以10kV聯絡線路與大網進行聯絡，以35kV思賀站10kV母線為中心，對小水電合理調度，嚴控小水電發電，形成比較孤立的小電網運行，力求做到小電網自供自給。此特殊方式運行，需對35kV思賀站供電區域負荷性質、小水電發電能力做好充分分析，并制定詳細方案。

從35kV思賀站負荷曲線（圖3）可以看出。小水電集中在7時至24時發電，0時至7時停發。配合10kV聯絡線路，對小水電進行調控，在特殊時期35kV思賀站可以依靠小水電發電做到小電網自供自給。

一是通過分析35kV思賀站負荷特性，將用電、發電負荷進行區分，可以高度還原35kV思賀站供電負荷情況，提高負荷預測的準確性，再與小水電發電負荷進行匹配，制定小水電發電計劃。

二是對35kV思賀站上網小水電進行分類統計分析。通過系統對各小水電數據進行詳細分析，將小水電分為徑流式、具備一定調控能力、階梯式等三種類型。各類小水電發電特性差別較大，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;具備一定調控能力的小水電，雖然可控，但要精確計算發電能力，存在較大困難;階梯式小水電，上游小水電站帶動下游水電站的能力，上游電站開機后水流到達下游電站時間、流量、發電能力等都需系統支撐和詳細評估，才能充分掌握小水電發電能力。

三是方式安排，對負荷特性、小水電發電能力進行充分分析后，通過系統進行負荷、發電量進行模擬，以梯式小水電為調控主力，與用電負荷進行匹配。可通過系統對小水電發電計劃進行模擬，對小水電進行分類調控，再與10kV聯絡線路配合，盡量使35kV思賀站10kV母線負荷平衡，10kV聯絡線負荷容量與可調節小水電相互配合，確保在特殊運行方式下，保證供電穩定。在極端情況下，無10kV聯絡線進行聯網，35kV思賀站可形成孤島運行。

四是在特殊運行方式下，在只有一條10kV聯絡線與大網聯絡的情況下，小水電發電質量直接決定了供電范圍內的電能質量，需要加強對小水電站有功、無功、電壓監控，確保發電質量，防止電壓變化過大，造成系統不穩定。對各小水電數據進行實時分析，設置監控閥值，對小水電發電過程，進行全程監控、調控。

通過系統可對用電負荷、小水電發電負荷分別進行分析，最大限度還原供需關系，為方式調整、調度運行提供有力支撐。同時為負荷預測、發電計劃安排提供數據參考，為方式轉換提供負荷模擬曲線，做好小水電發電調度。通過系統對小水電集中監控。解決小水電長期盲調的狀況，定期開展對小水電發電質量監控及分析，為配網經濟運行、電壓質量提供參考數據，同時也為配網方式調整、方式安排提供支撐數據。