瑞丽江一级水电站孤网运行浅析

吕佳军 朱 彬 熊 智

（云南联合电力开发有限公司，云南 昆明650000）

0 引言

瑞丽江一级水电站位于缅甸北部掸邦境内紧邻中缅边境的瑞丽江干流上，是中国水电第一个成功的境外BOT项目，为缅甸提供了大量清洁能源，有效缓减了缅甸电力不足情况。2014年8月16—24日，为满足云南电网220 kV瑞瑞双回线π接至220 kV汉弄变的施工要求，瑞丽江一级水电站与云南电网脱网，直接向达贡山镍矿供电孤网运行。现对孤网运行情况做一总结。

1 瑞丽江一级水电站及主要设备简介

瑞丽江一级水电站总装机容量600 MW，装机6台，单机容量100 MW。电站按一厂两站接线设计，发电机—主变压器组采用单元接线，1、4、5号机组经220 kV Ⅰ母接中方电网，2、3、6号机组经230 kVⅡ母接缅方电网。中方系统有4回出线，分别为220 kV瑞达Ⅰ、Ⅱ回线和瑞瑞Ⅰ、Ⅱ回线；缅方系统有3回出线，分别为230 kV缅甸Ⅰ、Ⅱ回线和66 kV南坎线路。

调速器为SAFR－2000微机水轮机调速器，其主要参数如下：比例增益KP为0.01～20，积分增益KI为0～201／s，微分增益KD为0～20 s，永态转差率bp调整范围为0%～10%，人工转速死区调整范围为0～0.75 Hz；励磁系统为NES5100励磁调节器；监控系统为北京中水科的h9000系统。

电站中缅方系统完全独立，孤网运行不涉及缅甸电网。

2 孤网基本概念

孤网是指孤立运行或与大电网解列后处于孤立运行工况的电网。瑞丽江一级水电站仅通过两回220 kV线路（同杆塔）与中方电网连接，而缅甸达贡山镍矿仅由瑞丽江一级水电站供电。当中方线路检修或故障跳闸时，就会出现孤网运行情况。

孤网运行最突出的特点，是由负荷控制转变为频率控制，要求调速系统具有符合要求的静态特性、良好的稳定性和动态响应特性。用户负荷变化的情况下自动保持电网频率的稳定，称为一次调频功能。运行人员通过操作调速系统的给定机构来调整孤网频率，使之维持在额定频率附近，称为二次调频。

3 孤网运行情况

经3次孤网试验，根据达贡山镍矿冶炼炉性质、特点，优化了机组各系统孤网运行参数。孤网运行从2014年8月16日7：20开始，8月24日14：54结束，期间机组运行平稳，孤网稳定，未发生机组跳闸或线路跳闸事件。

3.1 孤网期间运行方式

220 kVⅠ母运行，瑞达Ⅰ、Ⅱ回线运行，瑞瑞Ⅰ、Ⅱ回线检修；4号机组与系统解列，空载带厂用电运行；1、5号机组带达贡山总降孤网运行。缅方系统正常运行。

3.2 设备运行情况

孤网运行期间，机组油温、瓦温、振动摆度值均在规定范围内。机组频率基本在（50±0.35）Hz范围内，偶尔会超出此范围但也很快能调整到正常范围内运行。其中1号机组一次调频平均约43 s动作一次，5号机组一次调频平均约99 s动作一次。由于机组调速器参数设置不同，1号机组一次调频次数较5号机组频繁。由于调速器动作频繁，调速器油压装置油泵启停次数明显比正常运行时多，其中1号机调速器油压装置油泵约15.3 min启动一次，5号机调速器油压装置油泵约11.2 min启动一次，压力油罐表面温度无明显变化，在28～31℃范围内。孤网机组运行情况如表1所示（数据来自监控系统数据库）。

表1 孤网机组运行情况

母线及线路电压均保持在210～240 kV的要求范围内运行，电压最高到238.568 kV，最低到218.328 kV。

4 孤网运行负荷异常波动分析

孤网运行期间，达贡山镍矿发生了3次负荷大幅突变。达贡山负荷最大突变量约60 MW，由冶炼炉动力变压器跳闸引起。机组调速器、励磁系统快速响应，没有造成机组过速跳闸，机组、母线及线路过电压。此次异常波动如图1、图2所示。

图1 有功／时间变化曲线

图2 无功／时间变化曲线

由图3可见，频率先升后降，波动范围为52.863～49.532 Hz，甩负荷后机组导叶被快速压至全关，并调相运行。

图3 频率／时间变化曲线

5 总结与建议

通过这次孤网运行，在孤网机组参数设置、孤网运行注意事项、孤网操作、负荷调整等方面积累了一定的经验，总结如下：（1）2台机组孤网运行时，一台机组的调速器bp＝0，另一台机组bp≠0；bp＝0的机组带25%～35%的总负荷，用作一次调频，bp≠0的机组带65%～75%的总负荷，用作二次调频。这样就避免了负荷来回拉扯现象。转速死区一台设0.15 Hz，另一台设0.30 Hz，这样就能合理分配一次调频次数，延长调速器油压装置油泵启动间隔。（2）尽量依靠励磁、调速器自动调节功能稳定孤网，减少人为调整有功或无功负荷。严禁从监控系统上位机上通过有功闭环或无功闭环调节机组有功或无功，会引起系统功率波动。（3）在用户甩负荷后，1号机组导叶将会快速压至全关，此时要及时根据情况调整5号机组负荷，避免1号机组长时间调相运行。同时1号机组的逆功率保护应切除，防止发生用户甩大负荷情况下机组逆功率保护动作跳机。（4）孤网运行时，要密切关注孤网机组调速器油压装置油泵启停、频率、瓦温、油温、振摆等变化情况，加强巡检力度，发现问题及时处理，确保孤网运行安全。（5）严格按要求及孤网运行步骤进行孤网运行操作，特别是与电网解列进行孤网及从孤网并入电网时的操作，确保系统安全稳定。

［1］国家能源局.NB／T42034—2014 孤网运行的小水电机组设计导则［S］.北京：中国电力出版社，2014.

［2］沈祖诒.水轮机调节［M］.3版.北京：水利水电出版社，1998.