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關(guān)停小機(jī)組對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的影響

文檔作者：魏新泉常喜強(qiáng) 魯新張偉奎文檔來(lái)源： 1．烏魯木齊電業(yè)局 2．新疆電力公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)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(jī)組對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的影響
魏新泉 ，常喜強(qiáng) ，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(niǎo)魯木齊830001)
摘要 結(jié)合烏魯木齊地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行狀況，從電壓安全穩(wěn)定
性的角度出發(fā)，在國(guó)電紅雁池發(fā)電廠(簡(jiǎn)稱紅電)小機(jī)組關(guān)停
后，對(duì)烏魯木齊電網(wǎng)的影響進(jìn)行了分析和討論，針對(duì)存在的
電壓?jiǎn)栴}提出了相應(yīng)的措施和建議，對(duì)保證烏魯木齊電網(wǎng)安
全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞 電網(wǎng) 小機(jī)組關(guān)停電壓穩(wěn)定
1 前言
中小火電機(jī)組是我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展過(guò)程中的一
個(gè)階段性產(chǎn)物，具有一定的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)背景? ，在一
段時(shí)期內(nèi)曾為緩解供電緊張做出過(guò)積極貢獻(xiàn)。為了
落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，中小火電機(jī)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(jī)組處于隨
時(shí)停運(yùn)的狀態(tài) 。紅電根據(jù)國(guó)家進(jìn)一步加強(qiáng)淘汰落
后產(chǎn)能工作要求，已連續(xù)關(guān)停4臺(tái)25MW、2臺(tái)50
MW落后小機(jī)組。9號(hào)機(jī)組(110 MW)也完成其近
16年的使命正式“退役” 。由于紅電小機(jī)組已全
部關(guān)停，對(duì)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(lái)一系列供電問(wèn)題，對(duì)電網(wǎng)電
能質(zhì)量、運(yùn)行方式、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等方面產(chǎn)生較大影響。
因此，針對(duì)紅電小機(jī)組關(guān)停后的電網(wǎng)進(jìn)行電能質(zhì)量、
運(yùn)行方式、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)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(yùn)行方式
變動(dòng)的原因，以及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題。
2 電網(wǎng)簡(jiǎn)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(jiàn)圖1。
— o一35kv變電站及線路 水利廳風(fēng)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(fù)責(zé)接帶了南部地區(qū)6座110kV變電站和6
座35kV變電站，同時(shí)，電廠內(nèi)部?jī)膳_(tái)聯(lián)絡(luò)變也承擔(dān)
著部分風(fēng)電上網(wǎng)的任務(wù)。紅電作為南部電網(wǎng)唯一的
電源支撐，對(duì)該地區(qū)電網(wǎng)的電壓、運(yùn)行方式等方面影
響較大，尤其是當(dāng)風(fēng)電大發(fā)時(shí)，需要從電網(wǎng)下網(wǎng)大量
的無(wú)功，而紅電小機(jī)組未關(guān)停前，電廠可為風(fēng)電場(chǎng)提
供無(wú)功，實(shí)現(xiàn)無(wú)功就地平衡，減少電網(wǎng)無(wú)功穿越。
2．2 小機(jī)組退役情況
紅電地處烏魯木齊電網(wǎng)負(fù)荷中心，對(duì)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(yīng)、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)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(jī)
組關(guān)停計(jì)劃，紅電(4×25+4×50+1×110)MW機(jī)
組將相繼關(guān)停。
紅電小機(jī)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(jiàn)圖2。關(guān)停前，紅電均
有機(jī)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(yùn)行電
壓均處于較好的水平，該地區(qū)電網(wǎng)的運(yùn)行方式也均
處于正常方式。國(guó)電紅雁池發(fā)電有限公司為了烏魯
木齊市的“藍(lán)天工程”，在紅電投運(yùn)了2臺(tái)300MW 的
大機(jī)組后，陸續(xù)關(guān)停了污染較大的小機(jī)組。目前，紅
電電氣一次接線情況見(jiàn)圖3。
圖2 紅電小機(jī)組關(guān)停前的接線示意圖
圖3 紅電小機(jī)組關(guān)停后的接線示意圖
3 對(duì)電壓穩(wěn)定性的影響
紅電小機(jī)組陸續(xù)關(guān)停，對(duì)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(duì)烏魯木齊南
部電網(wǎng)進(jìn)行仿真校驗(yàn)。3．1 正常運(yùn)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(guò)仿真計(jì)算得到地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行情況
見(jiàn)表1。
表1 電壓運(yùn)行情況
由列表可知，紅電小機(jī)組退役后，由于發(fā)電和無(wú)
功補(bǔ)償不足的原因，上述各站電容器雖然已全部投
---— — 54 ---——
人運(yùn)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(jī)組對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的影響
當(dāng)風(fēng)電大發(fā)時(shí)，紅電無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)功就地平衡，風(fēng)
電將大量從220kV主網(wǎng)下網(wǎng)無(wú)功，造成電網(wǎng)無(wú)功穿
越較大，這也就進(jìn)一步加重了該地區(qū)電壓下降嚴(yán)重
的情況。
3．2 N一1情況分析
a． 目前，紅電通過(guò)兩臺(tái)聯(lián)絡(luò)變接帶負(fù)荷。若
紅電一臺(tái)聯(lián)絡(luò)變檢修或是故障停電時(shí)，另一臺(tái)運(yùn)行
聯(lián)絡(luò)變將過(guò)載達(dá)160％，，運(yùn)行母線電壓嚴(yán)重偏低，最
低達(dá)到105kV以下，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)安全。需考慮檢
修和事故情況下安排110kV負(fù)荷轉(zhuǎn)出至相關(guān)對(duì)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(fù)荷壓力增加，甚至?xí)斐?20kV老滿
城變電站或是220kV八戶梁變電站主變滿載的情
況，同時(shí)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(dá)坂城地區(qū)部分風(fēng)電出力為該地區(qū)提供電
源。若風(fēng)電機(jī)組停機(jī)，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(dá)到該地區(qū)電
力供需平衡，但是，這將造成紅電兩臺(tái)聯(lián)絡(luò)變滿載或
是過(guò)載。運(yùn)行母線電壓嚴(yán)重偏低，最低達(dá)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(yùn)行方式，當(dāng)對(duì)側(cè)線路檢修或者跳閘時(shí)，負(fù)
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(jī)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(yùn)行，使電網(wǎng)處于高風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，對(duì)該地區(qū)電網(wǎng)的電
能質(zhì)量、運(yùn)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(yùn)后，電網(wǎng)存在很多問(wèn)
題，針對(duì)所有問(wèn)題逐個(gè)提出解決方案。
方案一：加裝無(wú)功補(bǔ)償裝置
在地區(qū)電網(wǎng)重要節(jié)點(diǎn)加裝無(wú)功補(bǔ)償裝置。在芨
芨槽子變電站加裝無(wú)功補(bǔ)償裝置，通過(guò)仿真計(jì)算得
到地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行情況見(jiàn)表2。
表2 新增裝置后地區(qū)電壓運(yùn)行情況
從計(jì)算結(jié)果可知，紅廠小機(jī)組停運(yùn)對(duì)地區(qū)電網(wǎng)電壓
影響較大，在芨芨槽變側(cè)加裝一組無(wú)功補(bǔ)償裝置
(5000kvar)，使110kV各變電站在低電壓情況下勉
強(qiáng)維持運(yùn)行，35kV末端變電站電壓偏下限運(yùn)行。為
使該地區(qū)電網(wǎng)各站電壓處于合格范圍內(nèi)運(yùn)行，終端
變電站的電容器均需投入，使該地區(qū)變電站沒(méi)有調(diào)
壓裕度和靈活性。
方案二：增加220kV布點(diǎn)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(diǎn)，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(fù)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(wèn)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(diǎn)轉(zhuǎn)移出
來(lái)，通過(guò)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(yùn)行方式
鑒于紅電小機(jī)組對(duì)地區(qū)電網(wǎng)的影響，也可考慮
調(diào)整紅電兩臺(tái)聯(lián)絡(luò)變的運(yùn)行方式。將兩臺(tái)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(yùn)行。由于聯(lián)絡(luò)變?nèi)萘坑邢?，此運(yùn)
行方式勢(shì)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(píng)價(jià)及存在的問(wèn)題
5．1 方案評(píng)價(jià)
由上述三種方案分析可知，加裝無(wú)功補(bǔ)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(yùn)行；調(diào)整運(yùn)行方式則只能緩解紅電聯(lián)絡(luò)變負(fù)
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(wèn)題；唯有新增220kV變電站布點(diǎn)能最
終改善南部電網(wǎng)電壓水平、運(yùn)行方式以及供電可靠
性等方面的問(wèn)題。
5．2 改造后存在的問(wèn)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(duì)烏魯木齊南部電
網(wǎng)的影響，但同時(shí)也帶來(lái)新的問(wèn)題，尤其是在220kV
變電站建設(shè)的過(guò)渡期，雖然站內(nèi)無(wú)功補(bǔ)償裝置能保
證該地區(qū)的無(wú)功就地平衡，電壓水平恢復(fù)到合格范
圍內(nèi)，但可能出現(xiàn)單臺(tái)主變接帶烏魯木齊南部地區(qū)
負(fù)荷，電源單一、負(fù)荷接帶能力依然不足，供電可靠
性不高等問(wèn)題。
6 結(jié)束語(yǔ)
從電壓安全穩(wěn)定分析方面就紅電小機(jī)組關(guān)停對(duì)
電網(wǎng)進(jìn)行了分析，明確了電網(wǎng)存在的問(wèn)題。在保證
電網(wǎng)電壓安全穩(wěn)定性方面，提出以下幾點(diǎn)措施改善
電網(wǎng)運(yùn)行情況：
a． 加裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。在電網(wǎng)位置重要的變
電站加裝無(wú)功補(bǔ)償裝置，使無(wú)功能分層分區(qū)，就地平
衡，減少電網(wǎng)的無(wú)功穿越，保證系統(tǒng)電壓在合格范圍
內(nèi)運(yùn)行，達(dá)到系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。
b． 優(yōu)化南部地區(qū)電網(wǎng)，增加220kV電源支撐
點(diǎn)。為了解決目前的供電問(wèn)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)。
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