中小型水电站电力远距离输送存在问题及对策.pdf
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1、广西水利水电G XWAT E R R E 9 D I 瓜C E S&HY D R O P O WE RE NG I N E E R I NG 2 0 1 0 ( 4 ) 机 电技术 中小型水电站电力远距离输送存在问题及对策 刘华芳 ( 广西桂东电力股份有限公司, 广西贺州5 4 2 8 0 0 ) 【 摘要】 针对桂东电力股份有限公司下属昭平、 巴江口、 下福等中小型水电站向外远距离输送电力时存在电站端 电压偏高、 用户端电压偏低的问题, 分析其原因, 结合实际提出相应对策, 实践证明效果良好。 【 关键词】 中小型水电站 ; 电力; 远距离输送; 问题; 对策 【 中图分类号 T M7 2
2、2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 1 5 1 0 ( 2 0 1 0 ) 0 4 0 0 8 2 0 3 广西桂东电力股份有限公司作为地方发供电企 业 , 控股并管理桂江流域 中的 3座径流式中小型水 电站 , 其 中流域第二级水 电站昭平水电站( 装机 容量 3 2 1 0 MW) 于 1 9 9 4年发 电, 第一级水 电站 巴江 口水电站( 装机容量 3 3 0 0 MW) 及第三 级水电站下福水电站( 装机容量 31 6 5 MW) 均于 2 0 0 5年发 电, 3座发电站均 以 1 1 0 k V 电压等 级接入桂东电网; 由于受 昭平水 电站升压站面积的 限制 , 无
3、法将巴江 口水电站 电力集 中到昭平水电站 再往外输送 , 在距 昭平水 电站约 2 k m处建有一座 1 1 0 k V开关站江口开关站 , 巴江 口水电站以双 回1 1 0 k V线路与江口开关站联接 , 昭平水电站亦以 双回 1 1 0 k V线路与江 口开关站联接 , 下福水 电站也 有 1回 1 1 0 k V线路与江口开关站联接 。其一次接 线简图见图 1 。 图 1 一次接线简图 巴江 口水电站与昭平水电站相距 2 4 k m, 昭平 水电站与下福水电站相距 1 5 k m。由于 3座径流式 水力发电站同处桂江流域 中游, 各 自的可调库容又 非常有限, 在丰水期 , 3座发电站
4、的发 电出力就非常 集中。 1 存在 问题 从图 1看, 就 1 1 0 k V供 电线路而言 , 巴江口水 电站至用户 1 有 2 7 5 k m, 巴江12 1 水电站至用户 2有 1 6 6 k m, 巴江 口水电站至用户 3有 1 5 0 k m, 巴江 口 水电站至用户 4有 1 1 1 k m; 昭平水电站至用户 1 有 2 5 1 k m, 至用户 2有 1 4 2 k m, 至用户 3有 1 2 6 k m, 至用户 4有 8 7 k m; 下福水电站至用户 1 有 2 3 2 k m, 至用户 2有 1 3 5 k m。可见 , 各水 电站至各用户 1 1 0 k V供电线路
5、大部分超过 1 0 0 k m, 其 中尤以巴江 口 水电站至用户 1 、 昭平水电站至用户 1 、 下福水 电站 至用户 1为甚 , 均超过 2 O 0 k m。对 1 1 0 k V供 电线 路而言 , 上述水电站如此远距离输送 电力 , 如不采取 适当措施 , 在电网实际运行时 , 电压就会 出现问题 , 这些问题主要表现为 : 当桂东电网林水变电站、 西 湾变电站电压支撑不足时 , 林水变电站 、 西湾变电站 的运行电压偏低, 严重时会导致用户无法正常生产, 影响用户工作、 学习和生活 ; 当林水变电站、 西湾 变电站有足够的电压支撑时, 上述水电站的 1 1 0 k V 母线运行电压
6、及发电机出口母线运行电压均偏高, 有时甚至超过允许范围, 威胁水电站设备的安全。 【 收稿日期 2 0 1 0 0 7 0 7 作者简介】 刘华芳( 1 9 5 9 ) , 男, 广西贺州人, 广西桂东电力股份有限公司工程师, 从事电力工程建设与管理工作。 7 8 广西水利水电G X WA T E R R E S O U RC E S& HY DR O P O WE R E NG I NE E RI N G 2 0 1 0 ( 4 ) 2 原 因分析 图1中虚线部分为桂东电网 1 1 0 k V环网网络 的一部分, 其中包括数座变电站及合面狮水电站。 各线路阻抗值 为: 昭平水 电站江 口开关
7、站线路 ( 0 8 1 4 +j 0 2 3 0 )1 2 Q, 巴江 口水电站江 口 开关站线路( 3 1 1 2+j 1 0 5 7 7 )1 2 Q, 江 口开关站 西湾变 电站线路 ( 1 1 3 9 0+i 3 2 9 3 9 )X 1 2 Q, 西湾变电站用户 3线路 4 7 6 2+j 1 5 5 0 9 Q, 江 口开关站林水变电站线路 1 6 7 5 8 +j 5 0 9 5 2 Q, 江口开关站下福水 电站线路 2 0 3 5 +j 6 9 1 6 Q, 下福水电站林水变电站线路 1 8 2 2 5+j 5 6 4 3 0 Q, 林 水变 电站用 户 1线 路 1 9 8
8、8 5+j 4 1 2 2 5 Q。林水变 电站用户 1 、 西湾变 电站用户 3为外省负 荷 , 用户 2 、 用户 4为桂东 电网内负荷。 ( 1 ) 以西湾变电站电压支撑不足时为例 , 说明 西湾变电站的运行 电压偏低 的情况 。此时, 用户 4 负荷为 1 3 0 +j 8 0 MVA , 而巴江 口水 电站、 昭平水 电 站由于受无功出力的限制 , 无论如何调整 , 江 口开关 站 1 1 0 k V母线运行 电压均无法超过 1 1 8 k V。现以 江 口开关站 1 1 0 k V母线运行电压所能达到的最高 值 1 1 8 k V进行计算 。为简化计算 , 网络先按解环考 虑( 电
9、网运行方式经常有此需要 ) , 并将虚线 网络部 分等值为用户负荷 , 这样并不 影响定性分析 的正确 性。按 电压降 AU = ( PR+QX) U算出江 口开关 站 西湾变电站线路 的电压降 AU 也达到 1 6 8 k V, 此时西湾变电站 1 1 0 k V母线运行电压只有 1 1 8 1 6 8 =1 0 1 2 k V, 已严重 偏低。按 闭环考虑 , 西 湾变电站 1 1 0 k V母线运行 电压有所好转 , 但也只有 1 0 2 8 k V, 仍严重偏低。电网实际运行 时曾短时间 出现此类情况 , 说明分析与实际运行基本相符 ; ( 2 ) 以林水变 电站外省负荷用户 1有足够
10、 的 电压支撑时为例 , 说 明下福水 电站单独经下福水 电 站林水变电站线路 向用户 1供电 , 下福水电站 1 1 0 k V母线运行 电压及发 电机 出口母 线运行 电压 均偏高的情况。在丰水期, 公司有富余电力供外省 用户 , 外省用户 1负荷为 4 8+j 1 0 MVA , 用户 1的 1 1 0 k V母线运行 电压大部分时 间在 1 1 5 k V, 最低 时也有 1 1 4 k V, 因属外省负荷 , 其本身有稳定的电 压支撑 , 用户 1要求下福水 电站单 独经下福水 电站 林水变电站线路向用户 1 供电。同样按电压降 A U = ( P 尺+Q ) U, 算 出下福水电站
11、 林水 变电站 用户 1的线路 的 电压降 AU =2 4 0 7 k V, 此时下福水 电站 1 1 0 k V母 线运行 电压将高达 1 3 9 k V, 若按如此高的电压运行将严重威胁下福水 电站的设备安全, 这是不能允许的。经计算分析后, 认为下福水电站林水变电站用户 1的供电 方式无法输送 4 8+j 1 0 MVA的负荷。实际运行时 , 按下福水电站林水变电站用户 1 的供 电方 式短时输送 2 5 +j 5 MVA的负荷 , 下福水 电站 1 1 0 k V母线运行电压已高达 1 2 7 5 k V, 与计算分析相 符。 3 对策 ( 1 ) 针对西湾变电站电压支撑不足时, 其运
12、行 电压偏低的情况 , 采取相应的技术措施 : 一是安排 电 网运行方式时 , 尽 可能使西湾变电站有足够 的电压 支撑 , 如安排西湾变 电站与主大电网 ( 如广西主 电 网) 联 网, 或者使西湾变电站就近取得有较好电压支 撑的电源 ; 二是根据 电压降 AU = ( P R +QX) U 可知 , 如能将无功功率 Q输送减至零 , 即 Q =0 , 电 压降 AU可降至最低 , 即 AU =P R, 但实际情况是 , 有些水 电机组所带的无功功率 Q 为零时 , 机组会发 生较大的震动 , 同时影响机组机端电压, 如此会影响 机组的安全运行 , 因此在机组实际运行 中, 可在避开 机组震
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