王智英

摘要：我國(guó)人口眾多，并且近幾年隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行各業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，在這個(gè)過程中用電量也在不斷增加。而以往我國(guó)的電力供應(yīng)主要以火電為主，但是在這個(gè)過程中火電廠本身會(huì)產(chǎn)生大量的廢水廢氣，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了一定的破壞。為了能夠降低發(fā)電對(duì)于環(huán)境的污染，同時(shí)提高發(fā)電的效率、降低發(fā)電成本，我國(guó)開始利用清潔能源進(jìn)行發(fā)電。而我國(guó)蘊(yùn)含著較為豐富的水資源，同時(shí)水力發(fā)電的效率較高，所以建設(shè)了眾多的水電站。在一些地區(qū)因?yàn)樗Y源較為豐富，河流眾多，所以也修建了許多小型水電站。小型水電站需要將電能通過并入10kv電網(wǎng)中，這樣才能夠充分發(fā)揮水電站的作用。但是這些地區(qū)河流在枯水期和豐水期發(fā)電量差距較大，并且許多地區(qū)不能按照國(guó)家要求控制輸電的功率因數(shù)，所以造成電網(wǎng)整體的經(jīng)濟(jì)性大大降低。本文分析了現(xiàn)在小型水電站并網(wǎng)過程中存在的相關(guān)問題，并且針對(duì)這些問題給出了相應(yīng)的提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的建議。

關(guān)鍵詞：小水電站，并網(wǎng)，經(jīng)濟(jì)性

引言：隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)重視程度的不斷提升，我國(guó)各行各業(yè)開始進(jìn)行生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整，在發(fā)展的同時(shí)做好對(duì)環(huán)境的保護(hù)工作。在這個(gè)過程中許多重污染行業(yè)已經(jīng)進(jìn)行了整個(gè)，降低能耗也成為現(xiàn)在工業(yè)發(fā)展過程中非常重要的指標(biāo)。而電廠發(fā)電也是一項(xiàng)高耗能的產(chǎn)業(yè)，并且發(fā)電過程中帶來了較為嚴(yán)重的空氣和水污染，但是我們現(xiàn)在的生活又離不開電能。所以要想降低發(fā)電對(duì)我國(guó)環(huán)境的影響，我們需要進(jìn)一步提升電廠發(fā)電的效率，同時(shí)發(fā)展新能源發(fā)電技術(shù)也是現(xiàn)在電力行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。相比于其他的新能源技術(shù)，水力發(fā)電具有較高的發(fā)電效率，同時(shí)建設(shè)水利工程還能夠進(jìn)一步開發(fā)河流的航運(yùn)、灌溉作用。所以，現(xiàn)在我國(guó)有著眾多的水電站項(xiàng)目。而在南方的許多地區(qū)，由于水資源較為充沛，為建設(shè)眾多的小型水電站提供了有利的條件。小型水電站發(fā)電之后需要并入10kv電網(wǎng)中，這樣可以減少煤電的使用量，降低發(fā)電成本和環(huán)境污染程度。但同時(shí)在并網(wǎng)過程中應(yīng)為管理不合適造成了一定的電力損失，有的甚至?xí)斐梢恍┑貐^(qū)的用電故障。所以，做好小型水電站并網(wǎng)管理對(duì)于電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要的意義。

一、小水電站并網(wǎng)帶來的好處

1、降低發(fā)電成本

我國(guó)現(xiàn)在的發(fā)電總量中70%來自于火電廠，我們都知道火電廠一般以煤炭作為燃料。而近幾年為了能夠保護(hù)我國(guó)的礦產(chǎn)資源，減少對(duì)化石原料的依賴，煤炭開發(fā)受到了一定程度的限制，因此煤炭?jī)r(jià)格也出現(xiàn)了一定的上漲。而我國(guó)水資源較為豐富，并且水力發(fā)電成本較低，通過建設(shè)小型水電站發(fā)電，能夠代替一部分的火電量，這在很大程度上能夠降低對(duì)煤炭的需求，減少發(fā)電成本，同時(shí)對(duì)我國(guó)的環(huán)境保護(hù)也有較大的幫助。

2、環(huán)節(jié)供電緊張問題

我國(guó)每年在夏季都會(huì)面臨著用電高峰期，在這一時(shí)期各地的用電量都在不斷增加，并且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。而這一現(xiàn)象也給我國(guó)的發(fā)輸電帶來了較大的麻煩，如何在這一時(shí)期保證用電的安全與穩(wěn)定成為電力工作者面臨最大的問題。而小型水電站的建設(shè)可以環(huán)節(jié)局部地區(qū)用電緊張的問題，將更多的電能通過電網(wǎng)輸送到發(fā)電能力較弱的地區(qū)，這樣能夠更加合理的分配我國(guó)的電能，緩解用電緊張問題。

3、解決局部低電壓?jiǎn)栴}

小水電一般建設(shè)在水資源豐富且持續(xù)的偏遠(yuǎn)山區(qū)， 受地理位置影響，10kv 配電線路大都存在供電半徑偏長(zhǎng)、供電線路老化、線徑細(xì)、用電負(fù)荷不平衡等特點(diǎn)，造成的最直接的影響就是線路低電壓情況突出。而并網(wǎng)小水電能夠較好地緩解該情況，其靠近用戶，提供的無功功率為線路解決局部的低電壓?jiǎn)栴}。

二、小型水電站并網(wǎng)過程中存在的問題

1、豐水期和枯水期潮流分布差異較大

根據(jù)我國(guó)的雨季特點(diǎn)，我國(guó)的河流也有枯水季和豐水期，在這兩個(gè)不同的時(shí)期，水電站的出力也是不同的。一般在豐水期，水電站會(huì)滿功率運(yùn)行，這個(gè)時(shí)期，小水電站的發(fā)電量大大增加，進(jìn)入電網(wǎng)中的電能過多，可能造成潮流后置的現(xiàn)象。而在枯水期，小水電站出力大大減少，甚至許多水電站停止工作，而這個(gè)時(shí)候因?yàn)榫€路網(wǎng)絡(luò)的連接，所以會(huì)造成電網(wǎng)中的電能流向并網(wǎng)分支，潮流方向和節(jié)點(diǎn)電壓發(fā)生較大的改變。

2、小水電站有功、無功不平衡

現(xiàn)在許多小型水電站在發(fā)電過程中功率因數(shù)長(zhǎng)時(shí)間保持在0.9以上，導(dǎo)致有功功率過高，而無功功率較低。這種現(xiàn)象會(huì)使得發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓降低，小水電站向電網(wǎng)發(fā)出的無功功率不足。而電網(wǎng)的正常運(yùn)行需要一定的無功功率，來確保電壓值得大小。如果小水電并網(wǎng)線路中無功功率不足，會(huì)造成其他線路中的無功功率流向這邊，嚴(yán)重增加了其他地區(qū)電站的無功負(fù)擔(dān)。當(dāng)小水電只發(fā)有功不發(fā)或少發(fā)無功時(shí)，線路上的有功損耗加大。另外，發(fā)電機(jī)欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)， 不斷與系統(tǒng)交換容性和感性的無功，造成大量的有功損耗。

3、線路裝置帶來較多的電量損耗

小型水電站在并網(wǎng)的過程中會(huì)用到多種測(cè)量?jī)x器，用來測(cè)量水電點(diǎn)輸送的電量?，F(xiàn)在許多地區(qū)的水電站中安裝的為雙向電能計(jì)量裝置，由于上網(wǎng)計(jì)量裝置的電流互感器變比只考慮了小水電的變壓器容量， 并沒有考慮小水電不發(fā)電時(shí)，站用電的負(fù)載遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于發(fā)電功率， 變比過大的電流互感器在計(jì)量該部分站用電時(shí)的誤差被放大，此部分電能計(jì)量誤差也被算入線損之中，造成線損增大。

三、提高小水電站并網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的措施

1、嚴(yán)格控制小水電站的功率因數(shù)

電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，關(guān)系著我國(guó)多地的用電安全，所以小型水電站并網(wǎng)過程中，點(diǎn)能質(zhì)量應(yīng)該嚴(yán)格按照國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。尤其在無功功率的控制方面，即使在豐水期，也要嚴(yán)格控制發(fā)電的功率因數(shù)，防止出現(xiàn)有功功率過高的情況，保證電網(wǎng)運(yùn)行線路電壓的穩(wěn)定性。電網(wǎng)運(yùn)行過程中，應(yīng)該增加調(diào)度實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備，檢測(cè)各節(jié)點(diǎn)處的電能質(zhì)量。如果功率因數(shù)無法達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，則啟動(dòng)跳閘保護(hù)，使小水電站與電網(wǎng)解列。

2、加大供用電檢查監(jiān)管力度

我國(guó)的小水電站數(shù)量眾多，以往在水電站運(yùn)行的檢查監(jiān)督方面工作不到位，造成許多小水電站違規(guī)運(yùn)行和操作。所以在今后的發(fā)展過程中，我們要加大對(duì)小水電站的監(jiān)督力度，對(duì)小水電站的發(fā)電情況和設(shè)備維護(hù)狀況進(jìn)行定期檢查。防止出現(xiàn)設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行或者線路損壞的情況出現(xiàn)，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。

3、加大配電網(wǎng)的改造力度

優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及合理確定并網(wǎng)小水上網(wǎng)并入點(diǎn)， 通過合理設(shè)計(jì)規(guī)劃布局， 統(tǒng)籌解決配電網(wǎng)的線徑細(xì)， 供電半徑大， 計(jì)量裝置不合理、不匹配等問題。

結(jié)束語

我國(guó)南方許多地區(qū)河流較多，蘊(yùn)含著豐富的水能，通過建立小型水電站能夠充分利用這些水利資源，降低火電產(chǎn)的發(fā)電量，減少對(duì)環(huán)境的污染。但是在并網(wǎng)的過程中存在著一定的問題，給電網(wǎng)的運(yùn)行帶來了較大的損耗，嚴(yán)重影響了電力輸送的經(jīng)濟(jì)性，小型水電站的優(yōu)勢(shì)也很難發(fā)揮出來。通過我們的改進(jìn)建議，合理控制發(fā)電的功率因數(shù)，做好枯水期和豐水期的發(fā)電調(diào)配，能夠更好的提升電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)

[1]陳偉圖.農(nóng)村小水電上網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)線損的影響研究[D].湖南：長(zhǎng)沙理工大學(xué)，2011.

[2]楊鳳祥.淺析10KV配網(wǎng)線損增高的原因及預(yù)控對(duì)策[J].世界華商經(jīng)濟(jì)年鑒·城鄉(xiāng)建設(shè)，2012，（12）：244-245.

[3]彭杰.壺瓶山地區(qū)10KV配電網(wǎng)小水電集中上網(wǎng)電壓質(zhì)量問題研究[D].湖南：長(zhǎng)沙理工大學(xué)，2014.

[4]楊文杰.含小水電的配電網(wǎng)理論線損算法研究[C].//華北電力大學(xué)第五屆研究生學(xué)術(shù)交流年會(huì)論文集.2007：1-6.

[5]宋振躍.一種含有小水電并網(wǎng)的智能型饋線自動(dòng)化系統(tǒng)研究[J].機(jī)電信息，2018，（6）：11-13.