瑞麗江一級水電站孤網(wǎng)運(yùn)行淺析

呂佳軍 朱 彬 熊 智

（云南聯(lián)合電力開發(fā)有限公司，云南 昆明650000）

0 引言

瑞麗江一級水電站位于緬甸北部撣邦境內(nèi)緊鄰中緬邊境的瑞麗江干流上，是中國水電第一個成功的境外BOT項目，為緬甸提供了大量清潔能源，有效緩減了緬甸電力不足情況。2014年8月16—24日，為滿足云南電網(wǎng)220 kV瑞瑞雙回線π接至220 kV漢弄變的施工要求，瑞麗江一級水電站與云南電網(wǎng)脫網(wǎng)，直接向達(dá)貢山鎳礦供電孤網(wǎng)運(yùn)行。現(xiàn)對孤網(wǎng)運(yùn)行情況做一總結(jié)。

1 瑞麗江一級水電站及主要設(shè)備簡介

瑞麗江一級水電站總裝機(jī)容量600 MW，裝機(jī)6臺，單機(jī)容量100 MW。電站按一廠兩站接線設(shè)計，發(fā)電機(jī)—主變壓器組采用單元接線，1、4、5號機(jī)組經(jīng)220 kV Ⅰ母接中方電網(wǎng)，2、3、6號機(jī)組經(jīng)230 kVⅡ母接緬方電網(wǎng)。中方系統(tǒng)有4回出線，分別為220 kV瑞達(dá)Ⅰ、Ⅱ回線和瑞瑞Ⅰ、Ⅱ回線；緬方系統(tǒng)有3回出線，分別為230 kV緬甸Ⅰ、Ⅱ回線和66 kV南坎線路。

調(diào)速器為SAFR－2000微機(jī)水輪機(jī)調(diào)速器，其主要參數(shù)如下：比例增益KP為0.01～20，積分增益KI為0～201／s，微分增益KD為0～20 s，永態(tài)轉(zhuǎn)差率bp調(diào)整范圍為0%～10%，人工轉(zhuǎn)速死區(qū)調(diào)整范圍為0～0.75 Hz；勵磁系統(tǒng)為NES5100勵磁調(diào)節(jié)器；監(jiān)控系統(tǒng)為北京中水科的h9000系統(tǒng)。

電站中緬方系統(tǒng)完全獨(dú)立，孤網(wǎng)運(yùn)行不涉及緬甸電網(wǎng)。

2 孤網(wǎng)基本概念

孤網(wǎng)是指孤立運(yùn)行或與大電網(wǎng)解列后處于孤立運(yùn)行工況的電網(wǎng)。瑞麗江一級水電站僅通過兩回220 kV線路（同桿塔）與中方電網(wǎng)連接，而緬甸達(dá)貢山鎳礦僅由瑞麗江一級水電站供電。當(dāng)中方線路檢修或故障跳閘時，就會出現(xiàn)孤網(wǎng)運(yùn)行情況。

孤網(wǎng)運(yùn)行最突出的特點，是由負(fù)荷控制轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率控制，要求調(diào)速系統(tǒng)具有符合要求的靜態(tài)特性、良好的穩(wěn)定性和動態(tài)響應(yīng)特性。用戶負(fù)荷變化的情況下自動保持電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定，稱為一次調(diào)頻功能。運(yùn)行人員通過操作調(diào)速系統(tǒng)的給定機(jī)構(gòu)來調(diào)整孤網(wǎng)頻率，使之維持在額定頻率附近，稱為二次調(diào)頻。

3 孤網(wǎng)運(yùn)行情況

經(jīng)3次孤網(wǎng)試驗，根據(jù)達(dá)貢山鎳礦冶煉爐性質(zhì)、特點，優(yōu)化了機(jī)組各系統(tǒng)孤網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)。孤網(wǎng)運(yùn)行從2014年8月16日7：20開始，8月24日14：54結(jié)束，期間機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，孤網(wǎng)穩(wěn)定，未發(fā)生機(jī)組跳閘或線路跳閘事件。

3.1 孤網(wǎng)期間運(yùn)行方式

220 kVⅠ母運(yùn)行，瑞達(dá)Ⅰ、Ⅱ回線運(yùn)行，瑞瑞Ⅰ、Ⅱ回線檢修；4號機(jī)組與系統(tǒng)解列，空載帶廠用電運(yùn)行；1、5號機(jī)組帶達(dá)貢山總降孤網(wǎng)運(yùn)行。緬方系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3.2 設(shè)備運(yùn)行情況

孤網(wǎng)運(yùn)行期間，機(jī)組油溫、瓦溫、振動擺度值均在規(guī)定范圍內(nèi)。機(jī)組頻率基本在（50±0.35）Hz范圍內(nèi)，偶爾會超出此范圍但也很快能調(diào)整到正常范圍內(nèi)運(yùn)行。其中1號機(jī)組一次調(diào)頻平均約43 s動作一次，5號機(jī)組一次調(diào)頻平均約99 s動作一次。由于機(jī)組調(diào)速器參數(shù)設(shè)置不同，1號機(jī)組一次調(diào)頻次數(shù)較5號機(jī)組頻繁。由于調(diào)速器動作頻繁，調(diào)速器油壓裝置油泵啟停次數(shù)明顯比正常運(yùn)行時多，其中1號機(jī)調(diào)速器油壓裝置油泵約15.3 min啟動一次，5號機(jī)調(diào)速器油壓裝置油泵約11.2 min啟動一次，壓力油罐表面溫度無明顯變化，在28～31℃范圍內(nèi)。孤網(wǎng)機(jī)組運(yùn)行情況如表1所示（數(shù)據(jù)來自監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫）。

表1 孤網(wǎng)機(jī)組運(yùn)行情況

母線及線路電壓均保持在210～240 kV的要求范圍內(nèi)運(yùn)行，電壓最高到238.568 kV，最低到218.328 kV。

4 孤網(wǎng)運(yùn)行負(fù)荷異常波動分析

孤網(wǎng)運(yùn)行期間，達(dá)貢山鎳礦發(fā)生了3次負(fù)荷大幅突變。達(dá)貢山負(fù)荷最大突變量約60 MW，由冶煉爐動力變壓器跳閘引起。機(jī)組調(diào)速器、勵磁系統(tǒng)快速響應(yīng)，沒有造成機(jī)組過速跳閘，機(jī)組、母線及線路過電壓。此次異常波動如圖1、圖2所示。

圖1 有功／時間變化曲線

圖2 無功／時間變化曲線

由圖3可見，頻率先升后降，波動范圍為52.863～49.532 Hz，甩負(fù)荷后機(jī)組導(dǎo)葉被快速壓至全關(guān)，并調(diào)相運(yùn)行。

圖3 頻率／時間變化曲線

5 總結(jié)與建議

通過這次孤網(wǎng)運(yùn)行，在孤網(wǎng)機(jī)組參數(shù)設(shè)置、孤網(wǎng)運(yùn)行注意事項、孤網(wǎng)操作、負(fù)荷調(diào)整等方面積累了一定的經(jīng)驗，總結(jié)如下：（1）2臺機(jī)組孤網(wǎng)運(yùn)行時，一臺機(jī)組的調(diào)速器bp＝0，另一臺機(jī)組bp≠0；bp＝0的機(jī)組帶25%～35%的總負(fù)荷，用作一次調(diào)頻，bp≠0的機(jī)組帶65%～75%的總負(fù)荷，用作二次調(diào)頻。這樣就避免了負(fù)荷來回拉扯現(xiàn)象。轉(zhuǎn)速死區(qū)一臺設(shè)0.15 Hz，另一臺設(shè)0.30 Hz，這樣就能合理分配一次調(diào)頻次數(shù)，延長調(diào)速器油壓裝置油泵啟動間隔。（2）盡量依靠勵磁、調(diào)速器自動調(diào)節(jié)功能穩(wěn)定孤網(wǎng)，減少人為調(diào)整有功或無功負(fù)荷。嚴(yán)禁從監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)上通過有功閉環(huán)或無功閉環(huán)調(diào)節(jié)機(jī)組有功或無功，會引起系統(tǒng)功率波動。（3）在用戶甩負(fù)荷后，1號機(jī)組導(dǎo)葉將會快速壓至全關(guān)，此時要及時根據(jù)情況調(diào)整5號機(jī)組負(fù)荷，避免1號機(jī)組長時間調(diào)相運(yùn)行。同時1號機(jī)組的逆功率保護(hù)應(yīng)切除，防止發(fā)生用戶甩大負(fù)荷情況下機(jī)組逆功率保護(hù)動作跳機(jī)。（4）孤網(wǎng)運(yùn)行時，要密切關(guān)注孤網(wǎng)機(jī)組調(diào)速器油壓裝置油泵啟停、頻率、瓦溫、油溫、振擺等變化情況，加強(qiáng)巡檢力度，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，確保孤網(wǎng)運(yùn)行安全。（5）嚴(yán)格按要求及孤網(wǎng)運(yùn)行步驟進(jìn)行孤網(wǎng)運(yùn)行操作，特別是與電網(wǎng)解列進(jìn)行孤網(wǎng)及從孤網(wǎng)并入電網(wǎng)時的操作，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定。

［1］國家能源局.NB／T42034—2014 孤網(wǎng)運(yùn)行的小水電機(jī)組設(shè)計導(dǎo)則［S］.北京：中國電力出版社，2014.

［2］沈祖詒.水輪機(jī)調(diào)節(jié)［M］.3版.北京：水利水電出版社，1998.