吳豐

（江西省吉安市白云山水利水電管理局）

小水電接入電網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行影響的相關(guān)分析

吳豐

（江西省吉安市白云山水利水電管理局）

現(xiàn)在是一個(gè)倡導(dǎo)綠色環(huán)保的時(shí)代，當(dāng)今世界的發(fā)展都朝著綠色環(huán)保、綠色技術(shù)的時(shí)代發(fā)展，小水電正是我們所發(fā)展的綠色能源，且對(duì)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了相當(dāng)好的促進(jìn)作用。小水電能夠保障各個(gè)小區(qū)的供電安全問題，而且采用的是分布式的電源，這種分布的形式能更好的管理好居民的用電安全問題。由于采用壩后式的小水電站，因此，容易受到溫度變化的影響，這樣會(huì)給居民的用電問題帶來間斷的影響，且在夏季或者冬季的時(shí)候，由于低估負(fù)荷期，小水電站大力發(fā)電，導(dǎo)致負(fù)荷比較低，最后使母線電壓過高，容易引起電線著火、發(fā)生火災(zāi)等事故。本文主要說明小水電接入電網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行影響的相關(guān)分析。

電壓；小水電；電網(wǎng)系統(tǒng)；運(yùn)行影響

前言

為了保證電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益，我們必須對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的電壓情況和電網(wǎng)進(jìn)行無功平衡進(jìn)行認(rèn)真的觀察和分析，此外，人們現(xiàn)在關(guān)注的最重要的問題是通過計(jì)算電網(wǎng)的電壓來分析小水電接入電網(wǎng)后的電壓變化的情況，這需要工作人員進(jìn)一步的研究。另外，當(dāng)小水電網(wǎng)處于豐水期的低谷負(fù)荷時(shí)，我們要認(rèn)真的分析水電工作的功率過大等問題，并及時(shí)的解決才能保障電壓能夠正常的工作，一遍又一遍的通過研究和探討來發(fā)現(xiàn)小水電接入電網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的影響，并找到適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫鉀Q它，并在綠色節(jié)能環(huán)保的前提條件下去發(fā)揮小水電的優(yōu)點(diǎn)，確保每一個(gè)用戶都能放心的使用電。

1 小水電接入電網(wǎng)運(yùn)行的特點(diǎn)

單機(jī)容量不超過5MW的輸電站運(yùn)行發(fā)電是小水電，雖然小水電解決了小水電負(fù)荷這一問題，但是它容易受外界條件的變化，工作人員已經(jīng)對(duì)這一影響一因素有了一定的認(rèn)識(shí)，所以經(jīng)過長時(shí)間的研究過后，事實(shí)證明：無論是在枯水期小負(fù)荷還是在豐水期大負(fù)荷的情況下，小水電接入電網(wǎng)都能夠正常的運(yùn)行，而且電網(wǎng)運(yùn)行的系統(tǒng)電壓十分穩(wěn)定且不會(huì)發(fā)生太大的變化。壩高決定于壩式的水頭，現(xiàn)在一般的壩式水電站的量大水頭在300m以下，且規(guī)模非常龐大水電站的引流量比較大能得到人們的滿足，為了更好地滿足人們的用量，現(xiàn)在的壩式水電站都是采用的巨型水電站，這樣可以防止洪災(zāi)、供電不足等問題，而且利用效率特別高，但是這種形式的水電站的建設(shè)時(shí)間比較長，且投資比較大，水庫造成的淹沒范圍比較大，所以我們要運(yùn)用河道坡將來緩沖流量大這種情況。根據(jù)相關(guān)人員的研究表明，建造淹沒較小的地區(qū)只能擁有高壩大庫的壩后式水電站。壩后式水電站有著能調(diào)節(jié)水流量且儲(chǔ)存量比較大的特點(diǎn)，而且最主要的是還能增加電站的裝機(jī)容量，且水能等到很好的利用，給人們帶來很好的效益。

2 小水電接入電網(wǎng)運(yùn)行電壓的穩(wěn)定性影響研究

在豐水期低谷負(fù)荷時(shí)，電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)會(huì)使電網(wǎng)的分節(jié)點(diǎn)的電壓過高，這些問題我們要通過全面的研究問題的所在并及時(shí)的解決掉，并保障電壓無功的運(yùn)行進(jìn)行研究，這樣才能保障電網(wǎng)的正常運(yùn)行，另外，在研究電網(wǎng)的相關(guān)論題和無功時(shí)，我們要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的無功控制的形式來補(bǔ)償設(shè)備的性能，這樣才能真正的找到小水電接入電網(wǎng)運(yùn)行后帶來的嚴(yán)重后果的原因，壩式水電站不僅能夠調(diào)節(jié)水的大小，而且還能夠?qū)⑾聨斓乃{(diào)到上庫并能儲(chǔ)存水，且還可以推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)去發(fā)電，隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，我國的電力行業(yè)也得到了發(fā)展，抽水蓄能電站的經(jīng)濟(jì)利益也有明顯的提高。

3 小水電網(wǎng)的無功平衡與電壓穩(wěn)定

3.1 水輪大電機(jī)的安全極限

目前為止，中國的壩式水電站的布置形式多種多樣。我們要根據(jù)實(shí)際情況去利用合適的壩式水電站，而日常的電廠在運(yùn)行的時(shí)候，我們必須了解發(fā)電機(jī)的運(yùn)行原理，這樣才能保障機(jī)組能夠正常的安全運(yùn)行，由于每臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行極限值是不同的，因此在機(jī)組運(yùn)行的時(shí)候要控制其機(jī)組的運(yùn)行范圍內(nèi)，且在分析機(jī)組運(yùn)行的數(shù)字時(shí)要要固定的數(shù)字模型，這樣才能為工作人員提高可靠地?cái)?shù)據(jù)，才能讓工作人員更好的控制機(jī)組運(yùn)行的極限值。

3.2 額功率與電壓控制

3.2.1 無功率平衡

系統(tǒng)無功率供需平衡的情況好壞主要看電力系統(tǒng)的電壓水平是否很高，在研究無功電源發(fā)出的無功率耗損的情況時(shí)，我們必須先研究并清楚系統(tǒng)有功率供需平衡和系統(tǒng)頻率，然后根據(jù)具體的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)去判斷系統(tǒng)中的無功系統(tǒng)是否達(dá)到無功率供需的平衡狀態(tài)，由于現(xiàn)實(shí)生活中的環(huán)境是不可預(yù)估的，因此壩式水電站系統(tǒng)很容易受到外界因素的影響導(dǎo)致無功率的傳輸很難實(shí)現(xiàn)平衡，這時(shí)就需要不同的節(jié)點(diǎn)相互調(diào)節(jié)減少每個(gè)節(jié)點(diǎn)的相互影響。

3.2.2 改變變壓器變化比測(cè)試

可以通過切換變壓器的分接頭來改變節(jié)點(diǎn)變壓器兩端的電壓，這樣才能改變變壓器，改變變壓器變比，同時(shí)為了改變變比調(diào)試我們可以讓無功功率的電源處于充滿的狀態(tài)，這樣才不能引起一緩電壓下降，可以讓小水電接入電網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)行工作，因此在改變電壓之前，一定要確定無功功率的電源是正常且是在充滿的狀態(tài)下進(jìn)行的，這樣才不能影響壩式水電站的性能發(fā)揮。

3.2.3 改變發(fā)電機(jī)的極端變壓

改變發(fā)電機(jī)的極端電壓可以省掉很多額外的投資，因?yàn)橐淖冋{(diào)節(jié)器的電壓只需要在發(fā)電機(jī)斷電時(shí)來控制電壓勵(lì)磁的調(diào)節(jié)，發(fā)電機(jī)的電壓隨著發(fā)電機(jī)的功率增大而增大，反之也是如此，因此，當(dāng)發(fā)電機(jī)的端電壓的硬性增大或減小時(shí)，發(fā)電機(jī)的端電壓也會(huì)增大或減小。為此，相關(guān)人員還進(jìn)行了研究，并表明發(fā)電機(jī)的有功出力隨著發(fā)電機(jī)無功輸出的極限的增加而增加，發(fā)電機(jī)還有一個(gè)顯著的特征，其他有進(jìn)相運(yùn)行的能力，但是進(jìn)行運(yùn)行的缺點(diǎn)是容易受無功功率和有功功率的影響，進(jìn)相運(yùn)行時(shí)還可能出現(xiàn)兩個(gè)問題：①發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)的端部容易受熱且加熱比較嚴(yán)重，不能使其安全的工作，這樣會(huì)阻止電網(wǎng)的正常工作。②發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定性不高，這樣容易出現(xiàn)用電危機(jī)，不能正常的供電使用。出現(xiàn)這兩種情況說明我們必須降低發(fā)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)能，這樣才能使電網(wǎng)的無功功率得到提高。

3.3 無功補(bǔ)償設(shè)備和電壓

根據(jù)相關(guān)人員的工作經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)能力表明：①在設(shè)備的備用總要保證設(shè)備的調(diào)節(jié)能力比較強(qiáng)，而且當(dāng)小水電接入電網(wǎng)開始運(yùn)行時(shí)要分不到各個(gè)點(diǎn)并進(jìn)行無功補(bǔ)償，其容量要盡量滿足各個(gè)區(qū)域?qū)ω?fù)荷的需要，這樣才能使電網(wǎng)系統(tǒng)正常的、安全的工作下去，并在運(yùn)行中有一定的調(diào)節(jié)能力，這樣才能從頭到尾都有統(tǒng)一水平的輸出電壓。另外全世界最大的壩式水電站是中國的三峽水電站，且容量達(dá)到2200萬kW。②每一個(gè)區(qū)域都有足夠的無功補(bǔ)償調(diào)節(jié)能力，這樣在運(yùn)行時(shí)才能適應(yīng)各個(gè)有效的區(qū)域。③無功補(bǔ)償?shù)碾妷翰荒艹^電網(wǎng)傳輸阻抗輸電功率，在此基礎(chǔ)上才能保證電力系統(tǒng)能夠平衡每個(gè)區(qū)域的負(fù)荷，才能使電網(wǎng)正常的運(yùn)行下去。

4 結(jié)束語

綜上而言，通過上面的種種分析和論述表明，當(dāng)小水電網(wǎng)在豐水低負(fù)荷時(shí)，我們?nèi)媪私獾搅穗娋W(wǎng)的電壓變化的情況及原因，并對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的情況有一個(gè)全方位的了解，此外，我們還了解到南電網(wǎng)的無功率輸出可以調(diào)節(jié)電壓，使電壓達(dá)到一定的穩(wěn)定性，能夠很好的穩(wěn)定小水電在豐水低谷時(shí)的電壓。另外，我們來了解到，只要控制電壓在固定的正常工作的電壓之內(nèi)，我們就必須控制電網(wǎng)的無功率，并對(duì)電網(wǎng)的電壓有一個(gè)合理的控制范圍，這樣才能保障電網(wǎng)的正常運(yùn)行，才能給人們安全、放心的去使用。

[1]劉志堅(jiān).含水電站群的風(fēng)-水-火地區(qū)電網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用協(xié)調(diào)優(yōu)化策略研究[D].湖南大學(xué)，2013（03）：23～47.

[2]劉俊勇.分布式小水電網(wǎng)小干擾穩(wěn)定性的影響研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2012（18）：90～120.

[3]王芳洪.小水電接入電網(wǎng)的運(yùn)行控制方法研究[D].浙江大學(xué)，2011（40）：89～100.

[4]劉陽.清潔能源發(fā)電集群對(duì)電網(wǎng)的影響分析與市場(chǎng)機(jī)制探索[J].西華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（15）：45～69.

[5]劉友波.有小水電并網(wǎng)配電網(wǎng)的繼電保護(hù)研究[D].華中科技大學(xué)，2012（10）：79～103.

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2016-3-12