分布式小水电站接入对配电网的电压影响问题探讨

戴均+张延斌

摘要：小水电站具有投资小、风险低、效益稳定以及清洁可再生等特点，对提高农村电气化水平、带动农村经济社会发展、改善农民生产生活条件、减排温室气体等方面发挥着重要作用。但受诸多因素的影响，小水电大多位于偏僻山区、远离负荷中心、数量多接入点分散，而且以径流式电站为主，调节能力很小，丰水期和枯水期的出力差距较大。经常造成丰水期农村配电网电压升高，而枯水期电站出力严重不足，线路末端电压偏低。下面结合岚皋县分布式小水电站具体情况和配电网现状，对电压越限问题进行分析和探讨。

关键词：分布式小水电 电压调整 电压管理 问题 措施

1 岚皋县电网现状及分布式小水电站基本情况

1.1 电网现状

①主要电源点：国网安康供电局所属110kV岚皋变（主变40MVA/2台）、110kV月星变（主变31.5MVA/1台）。②岚皋县供电分公司所属35kV及以下配电网现状：35kV变电站7座（均为户外式半高型布置），主变55.35MVA/10台（均为有载调压变压器），35kV线路18条，总长180km。10kV馈路条，线路总长873km，配变46.78MVA/644台，0.4/0.22kV线路总长2450km。

1.2 分布式小水电站基本情况

①全县小水电概况：境内岚河、大道河、洞河三大流域水力资源理论蕴藏量54.8万kW，可开发量达24万kW，已建成小水电站32座，总装机15.2万kW，年发电量约4.5亿kW.h。②接入地方配电网小水电站统计岚皋县供电分公司所属电网接入小水电站24座，装机总容量3.46万kW（其中：35kV专线上网电站4座，装机容量2.18万kW，10kV专线上网电站11座，装机容量1.0万kW，10 kV挂网电站9座，装机容量0.28万kW）。

2 分布式小水电站存在的问题和影响

2.1 小水电站自身管理存在问题

如小水电站建设及竣工验收环节缺失，给小水电站埋下安全隐患，受资金和技术的影响，技术装备落后，安全培训和业务培训不到位，小水电站工作人员业务水平及技能掌握程度不够，导致小水电站运行水平偏低，管理制度不健全、安全工器具不完善，值班人员安全意识不强，线路故障机组不跳闸、配网电压逐渐升高形成安全隐患，丰水期和枯水期对电网电压造成波动和超限等。

2.2 对配电网造成的影响

①小水电接入点造成电网布局不合理。由于电网形成在前，小水电站建设在后，一般就近接入电网（有10kV线路挂网、10kV线路专线上网、35kV线路专线上网几种方式），存在线路过长超供电半径、系统网损增大、故障率升高、经济性下降。②自动化水平不高，继电保护装置不配套。由于小水电多建于偏远山区，设备及自动化水平相对落后，继电保护装置配置简单，运行人员较少且业务技能跟不上，维护调校等工作缺失，系统发生故障时，经常发生保护装置拒动、误动等情况，造成局部地区不能正常供电。③电压越限问题。岚皋县电网在运行过程中经常出现小水电接入点电压越限、变电站母线电压越限、小水电电量不能就地平衡消纳以及上级电网限电导致弃水等各类问题，其中最常见和影响较大的是电压越限问题，其对当地电能质量、供电可靠性、设备安全及电网运行等方面造成较大影响。

3 分布式小水电对配电网电压影响分析

因小水电运行状态不稳定，10kV配电网实际运行中负荷不断变化，导致网络潮流随机性，理论计算比较复杂。为此，仅以单一10kV线路为例，将小水电站简化为一个功率的输入源，只是进行简单直接的电压损失分析。

根据公式：△U=PR+QX/U，电压降与线路阻抗和输送的功率成正比。分析得出：①对于1条10kV线路，在没有小水电接入情况下功率潮流从线路首端流向末端，由于线路阻抗的存在，电压从首端至末端逐步降低，距离馈路首端越近对末端电压增加影响越小，当小水电接在馈路末端时，对末端电压影响最大。②当有小水电接入时，会造成线路电压升高，升高的程度与小水电有功和无功的出力有关，越大对电压的影响也越大。

4 分布式小水电造成配电网电压越限的应对措施

①加强监测和调度管理以及考核处罚，控制各小水电站上网电压。在丰水期实际运行中，小水电站因经济利益驱动，为使发电机出力最大化，不断调高出口电压，各小水电站接入点电压上抬，导致整条线路的电压越限。必须合理控制小水电站的上网电压。②要求小水电站在低压侧（或者高压侧）安装TCR（自动无功补偿装置），其具有连续调节能力，可根据小水电运行工况自动投切相应补偿容量，控制小水电站出口电压在合理范围，使得接入点和配电网首、末端电压不越限。③在小水电较多的35kV变电站，将主变更换为宽幅有载调压型，对电压进行有效的调整。如我县35kV铁佛变电站，原主变为普通型，10kV母线电压合格率较低，现更换为宽幅有载调压型后，母线电压合格率大幅提高。④当10kV馈路较长，而在小水电接入点在线路中前端，用电负荷又集中在线路末端时，可采用10kV调压变。如我县10kV铁铜馈路，从35kV铁佛变电站出线，末端至大道镇，线路全长54公里，中间接入解放岩水电站，容量125kW，用电主要集中在末端、铁炉乡和大道镇，最大负荷为2600kW，10kV末端电压越下限严重，最低处10kV电压仅为9kV，居民照明电压仅为160v，用户反响强烈。现在在铁炉乡附近10kV主干线上安装3000kVA调压变1台，配置自动调压装置，将电压设定在10.5kV，通过调查采样，电压质量明显改善，效果较好。⑤局部地区，在有小水电接入的10kV线路上，T接着较长10kV分支线，分散型安装有少数农村配变，可采用调容调压型配电变压器，即可控制投资造价在合理范围，又能有效解决农村偏远地区负荷高峰、低谷差较大，电压质量差的问题。

5 分布式小水电站与电网企业关联性管理的思考

①成立小水电协会。成立小水电协会是在借鉴国内协会管理经验的基础上形成的管理理念。可以增强小水电站各部门之间的沟通，协调各种发展关系。小水电协会应该由政府授权，主要职能是管理和指导小水电经营行为和遵守电网调度管理。②以安全生产监督为手段，确保电网安全运行。随着社会经济发展，小水电站投资主体逐步多元化。因此，应该高度重视安全管理工作，积极采取有效措施监督和督促小水电企业加大安全投入，配置齐全安全工器具，完善各类标志、标示等，认真开展安全培训工作。为小水电企业安全生产和电网安全运行奠定基础。③加快小水电站技术升级。伴随着科技的发展，各种新技术、新设备以及新工艺在电力企业获得广泛应用。电力企业必须有计划、有步骤地推行新技术的使用。小水电站应该以科技创新为动力，重视科技对电站发展的促进作用，全面提高小水电站的技术装备水平，电网安全可靠运行提供技术保障。④提高管理人员综合水平。小水电站要高度重视管理人员和运行人员综合素质，提高准入门槛，积极鼓励职工通过自学或者培训等方式，提高自身的业务技能和综合素质。应该不定期抽取部分职工参与技能培训，为培育骨干人才打下坚实基础。应该注重小水电站内部改革的重要性，建立健全的法人制度，以有效的奖励机制鼓励企业职工，不断提高小水电站管理人员和运行操作人员的综合素质。⑤把好验收、整改关。小水电站应该注重验收和整改的重要性，建设项目各分项和环节必须符合设计，达到质量要求，实行“零缺陷”投运。在各项验收和竣工验收合格并提供相关资料的前提下，才能并入电网运行。⑥加强小水电调度管理。要求小水电站安装调度信息监测系统，在上网接入点安装智能型真空开关等，通过技术手段逐步实现对小水电的遥信、遥测、遥控。要根据电网情况和小水电实际制定合理的负荷曲线和运行方式，编制和修订调度规程，实现安全经济运行。

参考文献：

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