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關(guān)停小機組對電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的影響

文檔作者：魏新泉常喜強魯新張偉奎文檔來源： 1．烏魯木齊電業(yè)局 2．新疆電力公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年06月06日
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熱電技術(shù) 2012年第2期(總第114期)
關(guān)停小機組對電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的影響
魏新泉 ，常喜強 ，魯新 ，張偉奎
(1．烏魯木齊電業(yè)局，新疆烏魯木齊830011；2．新疆電力公司，新疆鳥魯木齊830001)
摘要 結(jié)合烏魯木齊地區(qū)電網(wǎng)運行狀況，從電壓安全穩(wěn)定
性的角度出發(fā)，在國電紅雁池發(fā)電廠(簡稱紅電)小機組關(guān)停
后，對烏魯木齊電網(wǎng)的影響進行了分析和討論，針對存在的
電壓問題提出了相應的措施和建議，對保證烏魯木齊電網(wǎng)安
全穩(wěn)定運行具有重要的指導意義。
關(guān)鍵詞 電網(wǎng) 小機組關(guān)停電壓穩(wěn)定
1 前言
中小火電機組是我國電力工業(yè)發(fā)展過程中的一
個階段性產(chǎn)物，具有一定的社會和經(jīng)濟背景? ，在一
段時期內(nèi)曾為緩解供電緊張做出過積極貢獻。為了
落實科學發(fā)展觀，中小火電機組由于煤耗高、污染
重、效率低、設(shè)備老化、發(fā)電出力能力弱，機組處于隨
時停運的狀態(tài) 。紅電根據(jù)國家進一步加強淘汰落
后產(chǎn)能工作要求，已連續(xù)關(guān)停4臺25MW、2臺50
MW落后小機組。9號機組(110 MW)也完成其近
16年的使命正式“退役” 。由于紅電小機組已全
部關(guān)停，對烏魯木齊南部地區(qū)電網(wǎng)的供電能力降低，
隨之給該地區(qū)電網(wǎng)帶來一系列供電問題，對電網(wǎng)電
能質(zhì)量、運行方式、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等方面產(chǎn)生較大影響。
因此，針對紅電小機組關(guān)停后的電網(wǎng)進行電能質(zhì)量、
運行方式、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等方面進行分析。并著重分析
了該地區(qū)電網(wǎng)電壓變化的程度，以此引起運行方式
變動的原因，以及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)存在的問題。
2 電網(wǎng)簡介
2．1 南部電網(wǎng)情況
目前，烏魯木齊地區(qū)電網(wǎng)已形成了220kV環(huán)形
送電網(wǎng)、1lOkV環(huán)形加鏈形輸電網(wǎng)，正常方式下
1 lOkV變電站呈輻射性網(wǎng)架 ，見圖1。
— o一35kv變電站及線路 水利廳風電
圖1 烏魯木齊南部電網(wǎng)示意圖
一53 —
熱電技術(shù) 2012年第2期(總第114期)
然而，在烏魯木齊南部電網(wǎng)只有紅電一處電源，
該電廠負責接帶了南部地區(qū)6座110kV變電站和6
座35kV變電站，同時，電廠內(nèi)部兩臺聯(lián)絡(luò)變也承擔
著部分風電上網(wǎng)的任務。紅電作為南部電網(wǎng)唯一的
電源支撐，對該地區(qū)電網(wǎng)的電壓、運行方式等方面影
響較大，尤其是當風電大發(fā)時，需要從電網(wǎng)下網(wǎng)大量
的無功，而紅電小機組未關(guān)停前，電廠可為風電場提
供無功，實現(xiàn)無功就地平衡，減少電網(wǎng)無功穿越。
2．2 小機組退役情況
紅電地處烏魯木齊電網(wǎng)負荷中心，對烏魯木齊
220kV、110kV網(wǎng)架有一定的支撐作用，自并網(wǎng)之日
起為烏魯木齊地區(qū)電力供應、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行起
了很大的作用，但根據(jù)節(jié)能減排，新疆電網(wǎng)小火電機
組關(guān)停計劃，紅電(4×25+4×50+1×110)MW機
組將相繼關(guān)停。
紅電小機組在關(guān)停之前分別接在該電廠升壓站
的220kV及110kV母線上，見圖2。關(guān)停前，紅電均
有機組能直接為110kV及35kV接帶的變電站提供
電源，供電的電氣距離較短，從220kV主網(wǎng)下網(wǎng)較
少，烏魯木齊南部110kV及35kV各變電站的運行電
壓均處于較好的水平，該地區(qū)電網(wǎng)的運行方式也均
處于正常方式。國電紅雁池發(fā)電有限公司為了烏魯
木齊市的“藍天工程”，在紅電投運了2臺300MW 的
大機組后，陸續(xù)關(guān)停了污染較大的小機組。目前，紅
電電氣一次接線情況見圖3。
圖2 紅電小機組關(guān)停前的接線示意圖
圖3 紅電小機組關(guān)停后的接線示意圖
3 對電壓穩(wěn)定性的影響
紅電小機組陸續(xù)關(guān)停，對電網(wǎng)影響較大，本文使
用電力系統(tǒng)綜合穩(wěn)定分析(WPSASP)對烏魯木齊南
部電網(wǎng)進行仿真校驗。3．1 正常運行方式
紅電接帶的110kV及35kV變電站已有電容器
均全部投入。通過仿真計算得到地區(qū)電網(wǎng)運行情況
見表1。
表1 電壓運行情況
由列表可知，紅電小機組退役后，由于發(fā)電和無
功補償不足的原因，上述各站電容器雖然已全部投
---— — 54 ---——
人運行，但電壓仍然越下限，造成南部地區(qū)電壓偏
低。
魏新泉等：關(guān)停小機組對電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的影響
當風電大發(fā)時，紅電無法實現(xiàn)無功就地平衡，風
電將大量從220kV主網(wǎng)下網(wǎng)無功，造成電網(wǎng)無功穿
越較大，這也就進一步加重了該地區(qū)電壓下降嚴重
的情況。
3．2 N一1情況分析
a． 目前，紅電通過兩臺聯(lián)絡(luò)變接帶負荷。若
紅電一臺聯(lián)絡(luò)變檢修或是故障停電時，另一臺運行
聯(lián)絡(luò)變將過載達160％，，運行母線電壓嚴重偏低，最
低達到105kV以下，嚴重威脅電網(wǎng)安全。需考慮檢
修和事故情況下安排110kV負荷轉(zhuǎn)出至相關(guān)對側(cè)變
電站，這將造成220kV老滿城變電站或是220kV八
戶梁變電站負荷壓力增加，甚至會造成220kV老滿
城變電站或是220kV八戶梁變電站主變滿載的情
況，同時系統(tǒng)的損耗增加。
b． 烏魯木齊南部電網(wǎng)中，除了紅電的火電出
力還有達坂城地區(qū)部分風電出力為該地區(qū)提供電
源。若風電機組停機，將造成該地區(qū)電源出力不足，
需要從220kV主網(wǎng)下網(wǎng)大量有功，以達到該地區(qū)電
力供需平衡，但是，這將造成紅電兩臺聯(lián)絡(luò)變滿載或
是過載。運行母線電壓嚴重偏低，最低達到1 13kV
以F。
e． 由于烏魯木齊城網(wǎng)目前I10kV變電站均為
母線分列運行方式，當對側(cè)線路檢修或者跳閘時，負
荷轉(zhuǎn)移至紅電接帶，紅電將因缺少電源支持造成電
壓偏低，供電可靠性下降。
上述情況均是由于紅電小機組關(guān)停，造成電源
出力不足，影響了烏魯木齊南部地區(qū)電網(wǎng)的安全穩(wěn)
定運行，使電網(wǎng)處于高風險狀態(tài)，對該地區(qū)電網(wǎng)的電
能質(zhì)量、運行方式、設(shè)備安全等方面影響較大。
4 措施分析
根據(jù)上述分析，電廠停運后，電網(wǎng)存在很多問
題，針對所有問題逐個提出解決方案。
方案一：加裝無功補償裝置
在地區(qū)電網(wǎng)重要節(jié)點加裝無功補償裝置。在芨
芨槽子變電站加裝無功補償裝置，通過仿真計算得
到地區(qū)電網(wǎng)運行情況見表2。
表2 新增裝置后地區(qū)電壓運行情況
從計算結(jié)果可知，紅廠小機組停運對地區(qū)電網(wǎng)電壓
影響較大，在芨芨槽變側(cè)加裝一組無功補償裝置
(5000kvar)，使110kV各變電站在低電壓情況下勉
強維持運行，35kV末端變電站電壓偏下限運行。為
使該地區(qū)電網(wǎng)各站電壓處于合格范圍內(nèi)運行，終端
變電站的電容器均需投入，使該地區(qū)變電站沒有調(diào)
壓裕度和靈活性。
方案二：增加220kV布點接帶
由于南部地區(qū)電網(wǎng)缺少220kV變電站作為電源
支撐點，造成1 10kV及35kV變電站只能接至紅電升
壓站，加重了紅電聯(lián)絡(luò)變的負載壓力，使得地區(qū)電網(wǎng)
受電廠聯(lián)絡(luò)變的制約。為了解決目前的供電問題，
建議在該地區(qū)增加220kV變電站，改善該地區(qū)電網(wǎng)
不合理的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。
將退役后的電廠升壓站從電網(wǎng)樞紐點轉(zhuǎn)移出
來，通過220kV站與系統(tǒng)緊密聯(lián)系，增加供電可靠性
一55 —
熱電技術(shù) 2012年第2期(總第1t4期)
及供電能力。
方案三：調(diào)整運行方式
鑒于紅電小機組對地區(qū)電網(wǎng)的影響，也可考慮
調(diào)整紅電兩臺聯(lián)絡(luò)變的運行方式。將兩臺聯(lián)絡(luò)變分
別接帶紅電升壓站兩段110kV母線，聯(lián)絡(luò)變及
110kV母線分裂運行。由于聯(lián)絡(luò)變?nèi)萘坑邢?，此運
行方式勢必將造成部分110kV變電站轉(zhuǎn)出，形成單
電源供電，供電可靠性降低。
5 方案評價及存在的問題
5．1 方案評價
由上述三種方案分析可知，加裝無功補償裝置
雖能使電壓情況有所改善，但電壓水平仍然處于偏
下限運行；調(diào)整運行方式則只能緩解紅電聯(lián)絡(luò)變負
載壓力，并不能徹底解決電網(wǎng)電壓水平偏低，供電可
靠性較低的問題；唯有新增220kV變電站布點能最
終改善南部電網(wǎng)電壓水平、運行方式以及供電可靠
性等方面的問題。
5．2 改造后存在的問題
雖然220kV新增變電站及其110kV配套送出工
程的建設(shè)基本解決了電廠關(guān)停后對烏魯木齊南部電
網(wǎng)的影響，但同時也帶來新的問題，尤其是在220kV
變電站建設(shè)的過渡期，雖然站內(nèi)無功補償裝置能保
證該地區(qū)的無功就地平衡，電壓水平恢復到合格范
圍內(nèi)，但可能出現(xiàn)單臺主變接帶烏魯木齊南部地區(qū)
負荷，電源單一、負荷接帶能力依然不足，供電可靠
性不高等問題。
6 結(jié)束語
從電壓安全穩(wěn)定分析方面就紅電小機組關(guān)停對
電網(wǎng)進行了分析，明確了電網(wǎng)存在的問題。在保證
電網(wǎng)電壓安全穩(wěn)定性方面，提出以下幾點措施改善
電網(wǎng)運行情況：
a． 加裝無功補償設(shè)備。在電網(wǎng)位置重要的變
電站加裝無功補償裝置，使無功能分層分區(qū)，就地平
衡，減少電網(wǎng)的無功穿越，保證系統(tǒng)電壓在合格范圍
內(nèi)運行，達到系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的要求。
b． 優(yōu)化南部地區(qū)電網(wǎng)，增加220kV電源支撐
點。為了解決目前的供電問題，建議在該地區(qū)增加
220kV變電站，改善該地區(qū)電網(wǎng)不合理的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。
參考文獻
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公司電力調(diào)度通信中心，2011年。
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新疆電力科學研究院，201 1年
一56 —

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