怒江小水电群纯电源局部电网解并网探讨

李保权

（云南电网有限责任公司怒江供电局，云南怒江 673100）

怒江小水电群纯电源局部电网解并网探讨

李保权

（云南电网有限责任公司怒江供电局，云南怒江 673100）

首先分析怒江电网网架结构，发电输电用电环节特点。怒江地区水电资源丰富大量的小水电机组分散在各个地区，地区电网的网架结构具有明显的小水电集中汇集、远距离送出的长链状特征，发电侧远离负荷中心等特点。小水电弃能消纳与经济运行优化调度方面全面分析，提出了110kV小水电群纯电源局网解并网方法与控制策略，对小水电群集中区域的电网有一定参考意义。

小水电 纯电源 解并网 控制策略

怒江州位于云南省西北部，地处滇西横断山纵谷的北段，是金沙江、澜沧江和怒江“三江并流”世界自然遗产的核心腹地。气候为亚热带山地季风气候，雨季南晚北早，雨量北多南少，北部的福贡和贡山每年2～4月，南部的泸水和兰坪每年5～10月为雨季，素称“双雨季”。怒江州水利资源丰富，境内有怒江、澜沧江、独龙江3大干流及其支流183条，年均自产水量230.6亿立方，入境水量725.31亿立方，占全省水资源总量的22.9%。总水能蕴藏量2132万kW，占云南省水能可开发量的19.9%。除干流外，支流小电可开发装机容量可超过162万kW。怒江州矿产资源也十分丰富，已探明有锌、铅、锡、金等28个矿种，294个矿床。怒江州在政府加快实施“矿电经济强州”战略背景下，中小水电开发利用迅速，已开发共有90座中小水电站，总装机容量128.47万kW。怒江州由于特殊地理气候自然条件限制，地区发电所需要的一次能源分布分散且离负荷中心较远，110kV网架结构呈远距离送出的长链状特征，电源与负荷分布不平衡。

1　运行现状分析

1.1怒江电网网架结构

220kV网架是怒江地区骨干电网，是下级电网发展和延伸的基础，怒江电网与主网的连接主要由两个通道即两个链式结构与省网相连。一个是220kV福贡变、兰坪变经220kV线路与大理地区联网运行；另一个是220kV崇仁变经220kV线路与大理地区联网运行。地区电网主要由贡山县、福贡县、泸水县、兰坪县的110kV及以下电压等级电网组成。

1.2发电输电用电环节特点

怒江地区电网是云南电网西部典型的地区水电送出型电网，地区电网内水电资源相当丰富，大量的小水电机组分散在各个地区，为了适应小水电在地理位置上分布的特点，地区电网的网架结构具有明显的小水电集中汇集、远距离送出的长链状特征。110kV及以上网架结构薄弱，电源与负荷分布不平衡，发、供电矛盾也比较突出。

近年来电网建设力度加大，新增设备不断投产运行、电网设备检修、解决小水电弃能消纳与经济运行等因素考虑，时常需要进行110kV纯电源端局部电网运行方式倒换，以充分利用怒江电网与主网连接的两个通道外送电能。然而，对110kV纯电源端局部电网运行方式倒换也进行了探讨，合环调电方式倒换方式将形成110kV、220kV、500kV多个电压等级的电磁环网，考虑到环网内薄弱设备不满足故此种方式不可采用；进行停电冷倒方式操作，涉及厂站较多且操作量大、耗费时间较长，不利于小水电经济运行；对110kV纯电源端局部电网采用解并网方式进行了探究，优化调度操作且可以减少小水电电量损失。

2　采取控制策略

发电机以四个象限来区分运行工况的话，第一象限既发出有功同时发出无功，为发电状态；第二象限发出无功但吸收有功，为调相状态；第三象限既吸收有功又吸收无功为电动机状态；第四象限发出有功但吸收无功为进相状态。纯电源端局部电网解网操作将形成独立运行小电网，调节发电机发电、供电平衡很重要。

2.1纯电源局网解网频率控制问题

纯电源局部电网解列后由于没有用电负荷，故解列后纯电源小独立电网的频率控制困难，选取一台发电机调相运行，即发电机吸收电网的有功功率维持同步运转。建立起纯电源局部电网内发供平衡的小系统。

2.2纯电源局网解网电压控制问题

通过远距离高压线路输电，由于线路对地电容存在，线路产生大量充电功率。纯电源局部电网解列后电压控制问题突出。加之纯电源局部电网解列后选取一台机组调相运行吸收局部电网有功，发出无功功率，使局部电网内电压升高。采取局部电网内发电机进相运行能力调节电压。

2.3快速解并网操作

纯电源局部电网解并列操作，充分利用发电机的调节性能，以下操作步骤执行：（1）要求将欲解列的纯电源小电网内所有机组减负荷至空载状态运行；（2）要求将欲解列的纯电源小电网内并列运行且单机容量大的一台（或多台）冲击式水轮发电机组调速系统由自动位置调至手动位置（至少保留一台机组在空载状态运行），然后将调速系统由自动位置调至手动位置的水轮机喷针开度调至零，从而在纯电源小电网内吸收有功建立起发供平衡的小系统，以确保解列后纯电源小独立电网的稳定运行；（3）用欲解列的纯电源小电网内并列空载运行的任意一台机组调整解列点的有功功率为零；（4）用欲解列的纯电源小电网内并列运行的任意一台机组调整解列点的无功功率为零；（5）在确认解列点的有功功率、无功功率为零的前提下可进行解列及同期并列的操作；（6）将调速系统处于手动位置的调整至自动位置；（7）根据新的运行方式分配机组的发电出力。

3　结语

本文对怒江小水电群局部电网解列后并网运行遇到的频率控制问题和电压较高问题，提出了利用局部电网内发电机组调相运行能力和进相运行能力配合，解决纯电源局部电网解并网操作，这种方法也得到了实际应用。对小水电群集中区域的电网有一定参考意义。

［1］张绕钢.怒江电网110kV网架结构优化研究［J］.中国电业（技术版），2011（10）：19-21.

［2］刘德州.论小水电站发电机并网运行的几种状态［J］.小水电，2004（3）：21-22.

［3］叶锋.陕南小水电群局网解列后快速并列方式研究［J］.陕西理工学院学报（自然科学版），2012（3）：15-17.

李保权（1986—），男，云南红河州蒙自人，助理工程师，电力调度技师，单位：云南电网有限责任公司怒江供电局，主要研究电网调度与小水电管理。