胡德春

摘要：本文介紹了小型水電站在并入地區(qū)電網(wǎng)時的影響和特點，分析了具體的操作措施，并根據(jù)故障解列的不同，闡明了不同情況下并網(wǎng)操作的不同注意事項，希望對相關(guān)工作的優(yōu)化有正面意義。

關(guān)鍵詞：地區(qū)電網(wǎng)；小型水電站；并網(wǎng)

多源型電網(wǎng)在我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略背景下得到了越來越廣泛的應(yīng)用，在這類電網(wǎng)中，小型水電站是非常重要的一類供電源。這些電源雖然穩(wěn)定性和供電能力有限，但在緩解供電壓力方面有很好的效果，因此小型水電站的并網(wǎng)操作方法具有非常重要的現(xiàn)實意義。

一、小型水電站的并網(wǎng)操作特征

（一）從主變壓器看小型水電站的并網(wǎng)操作特征

小型水電站實行并網(wǎng)操作后會受到主電網(wǎng)的反向影響，尤其是主電網(wǎng)故障時，小型水電站會為了避免被難以負(fù)擔(dān)的供電負(fù)荷拖垮而自行解列。解列發(fā)生后，相當(dāng)于地區(qū)電網(wǎng)缺失了一個電源點，主變壓器負(fù)荷上升，有過載的危險。

（二）從線路重合閘看小型水電站的并網(wǎng)操作特征

因為小型水電站自地區(qū)電網(wǎng)解列后，有并網(wǎng)不同期的可能，這時會對發(fā)電機組、主電網(wǎng)都產(chǎn)生非常大的沖擊，所以有并網(wǎng)操作需求的小型水電站要配置線路重合閘。一旦解列發(fā)生，主網(wǎng)側(cè)與并網(wǎng)側(cè)的開關(guān)重合閘都要保持停用。

（三）從解列點調(diào)度看小型水電站的并網(wǎng)操作特征

為了盡可能提高小型水電站在解列之后的運行能力，故障的解列點需要選在兩側(cè)功率的平衡之處。但在實際選擇時，因為受到多方面的限制，所以通常將并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的出口開關(guān)選為解列點。

二、小型水電站的并網(wǎng)操作措施

小型水電站要滿足以下三個條件才能進(jìn)行并網(wǎng)，第一個條件是電壓條件，在并列開關(guān)的兩側(cè)，電壓必須保持大小一致；第二個條件是頻率條件，在并列開關(guān)的兩側(cè)，頻率也要保證相等；第三個條件是相位與相序條件，在并列開關(guān)的兩側(cè)，相位與相序必須完全一致[1]?；谏显V條件，在針對小型水電站進(jìn)行并網(wǎng)操作時，要把送電集中在主電網(wǎng)側(cè)，并網(wǎng)并列則于水電站側(cè)進(jìn)行，需要使用檢同期并列裝置。具體方法有如下兩種：

（一）通過自同期并列實現(xiàn)并網(wǎng)操作

這種并網(wǎng)操作法的最大特點在于發(fā)電機在并網(wǎng)時并未加上勵磁。具體來說，只需要調(diào)控發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，等轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速大致相同時直接將開關(guān)閉合，這樣就能迅速完成并網(wǎng)。從操作方法可知，這種并網(wǎng)方法的過程極短，操作也非常簡單，所以具有很高的便捷性優(yōu)勢。但另一方面，由于發(fā)電機沒有進(jìn)行勵磁操作，所以并網(wǎng)時會有很高的無功電流被從系統(tǒng)內(nèi)吸走，系統(tǒng)電壓會在短時間內(nèi)產(chǎn)生較大的降低，而且在合閘的一瞬間會產(chǎn)生很大的沖擊電流，對設(shè)備壽命有不良影響。因此，綜合該方法的優(yōu)缺點，通常只在應(yīng)急并網(wǎng)時使用自同期并列法，實際工程中仍以準(zhǔn)同期并列法的應(yīng)用居多。

（二）通過準(zhǔn)同期并列實現(xiàn)并網(wǎng)操作

與自同期并列法不同，準(zhǔn)同期并列法會先為發(fā)電機提供勵磁，合閘前需要調(diào)控的參數(shù)也不只是轉(zhuǎn)數(shù)。具體來說，要同時觀察并列點處的發(fā)電機與系統(tǒng)側(cè)，確保電壓、頻率、相位三項參數(shù)都達(dá)到大致一致的水準(zhǔn)，然后才能進(jìn)行斷路器的合閘操作[2]。因此，從操作步驟上來看，準(zhǔn)同期并列法比自同期并列法復(fù)雜得多，不只要進(jìn)行勵磁處理，而且調(diào)控參數(shù)也大大增加了，必要的并網(wǎng)操作時間被迫延長。但從另一方面來看，準(zhǔn)同期并列法極大地抑制了無功電流被吸引起的系統(tǒng)電壓降低現(xiàn)象，而且由于同時比照三項參數(shù)，并網(wǎng)差異更小，合閘瞬間產(chǎn)生的沖擊電流被削弱，無論是系統(tǒng)還是發(fā)電機都不會受到太大的沖擊影響。因此，準(zhǔn)同期并列法在沒有時限要求的常規(guī)并網(wǎng)操作上更為適用。此外，近些年來自動技術(shù)得到了普遍應(yīng)用，準(zhǔn)同期并列法的自動化運作得以實現(xiàn)，與手動操作相比，自動化操作對電壓、頻率、相位這三項參數(shù)的操控更精確，進(jìn)一步提高了準(zhǔn)同期并網(wǎng)的應(yīng)用能效。

三、小型水電站的恢復(fù)并網(wǎng)操作

在地區(qū)電網(wǎng)中，小型水電站是一個相對獨立的區(qū)塊，因此即使完成了并網(wǎng)操作也有發(fā)生故障解列的可能，這時就需要進(jìn)行恢復(fù)并網(wǎng)操作。由于小型水電站產(chǎn)生故障解列的原因有三種，三種故障分別來自于水電站機組、主網(wǎng)與并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線，故障源各不相同，恢復(fù)并網(wǎng)操作的具體方法也各異，所以在選擇恢復(fù)并網(wǎng)操作的具體措施前，要先根據(jù)保護(hù)動作信息等情報判斷故障原因。

（一）針對水電站機組故障的恢復(fù)并網(wǎng)操作措施

由于該故障的產(chǎn)生源是水電站的機組，而機組的故障檢修工作已經(jīng)超過并網(wǎng)操作人員的可處理范疇，所以一旦確定解列產(chǎn)生的原因是這種故障，電站有必要先考察匯總機組情況，并向調(diào)度中心進(jìn)行匯報，同時提出對機組的檢修處理要求，機組故障完全排除后，需要就恢復(fù)并網(wǎng)操作向調(diào)度中心提出申請。此外，在恢復(fù)并網(wǎng)前，有必要檢查并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線，確認(rèn)線路的完整性與可運行性[3]。之后只需操作水電站內(nèi)部的并網(wǎng)開關(guān)實現(xiàn)恢復(fù)并網(wǎng)即可，但該開關(guān)要保證安有同期并列裝置。

（二）針對主網(wǎng)故障的恢復(fù)并網(wǎng)操作措施

與水電站機組故障類似，主網(wǎng)故障導(dǎo)致的水電站解列現(xiàn)象也要等故障源被處理完畢后才能恢復(fù)并網(wǎng)。需要注意的是，對地區(qū)電網(wǎng)來說，主網(wǎng)故障的排除與修復(fù)往往需要花費較長的時間，所以該類故障下恢復(fù)并網(wǎng)操作往往要等待較長的時間才能執(zhí)行。具體來說，要先對并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線加以確認(rèn)，保證其兩側(cè)的開關(guān)狀態(tài)均為熱備用狀態(tài)，然后才能打開主網(wǎng)側(cè)的開關(guān)，水電站側(cè)的同期并網(wǎng)操作應(yīng)最后進(jìn)行。

（三）針對并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線故障的恢復(fù)并網(wǎng)操作措施

并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線故障導(dǎo)致的水電站解列在三種故障中是發(fā)生頻率最高的，因為施工、雷雨、大風(fēng)等因素都有可能誘發(fā)并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線故障。因此，無論是水電機組的故障還是主網(wǎng)的故障，在排除完成后往往還要再進(jìn)行一次針對并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的故障排查。并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的故障排除后，需要先進(jìn)行試送操作，該操作自主網(wǎng)側(cè)進(jìn)行，具體操作是針對并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的開關(guān)進(jìn)行試送，同時檢測沖擊線路，確保沒有問題后才能轉(zhuǎn)移到水電站側(cè)進(jìn)行恢復(fù)并網(wǎng)操作，并網(wǎng)同樣利用檢同期并列裝置進(jìn)行[4]。

結(jié)語：

總體來說，小型水電站的并網(wǎng)需要視故障解列發(fā)生的頻率多次進(jìn)行，因此必須提高并網(wǎng)措施的適性，保證并網(wǎng)能效，避免多次并網(wǎng)的積累導(dǎo)致過大的供電損失或設(shè)備壽命損耗。由此可知，并網(wǎng)的具體措施要根據(jù)實際并網(wǎng)條件謹(jǐn)慎選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁智輝.淺析小型水電站采用配電變壓器并網(wǎng)運行無功不足及改造措施[J].中國水能及電氣化，2006（8）.

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[3]袁志剛，何享鴻，李湘琪.一起小型水電站非同期并網(wǎng)事故的分析及處理[J].湖南水利水電，2007（12）.

[4]任治富，張華.淺談千陽縣小型水電站并網(wǎng)后無功不足[J].陜西水利，2013（1）.