110千伏孤島小系統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度操作分析

摘 要：在電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，若同時(shí)發(fā)生線路事故，特別是有聯(lián)絡(luò)線在檢修時(shí)，就可能會(huì)造成小系統(tǒng)事故。小系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)電網(wǎng)方式異常薄弱，需要調(diào)度控制人員謹(jǐn)慎處理。文章將以杭州地區(qū)110千伏孤島小系統(tǒng)運(yùn)行方式下的調(diào)度處置為例，說(shuō)明此運(yùn)行方式下地區(qū)調(diào)控員的處置原則。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度；110kV小系統(tǒng)；處置原則

1 背景

杭州電網(wǎng)屬于典型的受端電網(wǎng)，80%以上的電源由外界供給。若發(fā)生110kV小系統(tǒng)的情況下，對(duì)供電的影響非常大，文章將對(duì)此電網(wǎng)解列情況作出深入的研究及探討。

2 地調(diào)小系統(tǒng)處置原則

電網(wǎng)解列后，事故處理原則如下：

如解列開(kāi)關(guān)兩側(cè)均有電壓，并具備同期并列條件時(shí)，調(diào)度機(jī)構(gòu)值班監(jiān)控員無(wú)需等待值班調(diào)度員指令，可自行遙控操作恢復(fù)同期并列；對(duì)于發(fā)電廠或處于有人值班的變電站，如解列開(kāi)關(guān)兩側(cè)均有電壓，并具備同期并列條件時(shí)，運(yùn)維人員無(wú)需等待值班調(diào)度員指令，可自行恢復(fù)同期并列。解列后，解列部分電網(wǎng)的頻率和電壓調(diào)整應(yīng)遵照本規(guī)定執(zhí)行。為了加速同期并列，可采取下列措施：（1）調(diào)整解列電網(wǎng)的頻率，當(dāng)無(wú)法調(diào)整時(shí)，再調(diào)整正常電網(wǎng)的頻率；（2）將頻率較高部分電網(wǎng)降低其頻率，但不得低于49.5Hz；（3）將頻率較低部分電網(wǎng)的負(fù)荷短時(shí)停電切換至頻率較高的部分電網(wǎng)；（4）將頻率較高部分電網(wǎng)的部分機(jī)組與電網(wǎng)解列，然后再與頻率較低部分電網(wǎng)并列；（5）在頻率較低部分電網(wǎng)中切除部分負(fù)荷；（6）如有可能，可啟動(dòng)備用機(jī)組與頻率較低部分電網(wǎng)并列；（7）在電網(wǎng)事故情況下，為加速處理，允許兩個(gè)電網(wǎng)頻率相差0.5Hz、電壓相差20%進(jìn)行同期并列。

3 實(shí)例分析

220kV*A變（下供110kVa1電廠、a2電廠）與220kV*B變（下供110kVb1電廠）全部220kV進(jìn)線由于永久性故障跳閘，相關(guān)情況如下：（1）110kVa1電廠、a2電廠與A變110kV母線形成小系統(tǒng)A；穩(wěn)定后頻率48.5Hz，A變110kV母線電壓102kV。（2）110kVb1電廠與B變110kV母線形成小系統(tǒng)b；穩(wěn)定后頻率51Hz，B變110kV母線電壓122kV。（3）后被告知A變與B變間相關(guān)110kV聯(lián)絡(luò)線短時(shí)無(wú)法恢復(fù)（預(yù)計(jì)恢復(fù)需1～2天），電網(wǎng)相關(guān)其余設(shè)備均正常。

4 處理情況

首先明確故障情況，失電區(qū)域及范圍，小系統(tǒng)運(yùn)行情況，相關(guān)繼電保護(hù)及低周減載等安全自動(dòng)裝置動(dòng)作情況；確定相關(guān)區(qū)域小系統(tǒng)運(yùn)行后，告知相關(guān)單位（縣調(diào)，運(yùn)維站，大用戶和電廠），尤其明確縣調(diào)不得自行將兩個(gè)不同系統(tǒng)并列（必須先斷后通）；然后按以下步驟進(jìn)行處理：

（1）穩(wěn)定小系統(tǒng)。

調(diào)整頻率，將兩個(gè)小系統(tǒng)的頻率在15分鐘內(nèi)均調(diào)整至49.0Hz以上；在30分鐘內(nèi)均調(diào)整至50±0.5Hz以內(nèi)。（系統(tǒng)有功電源僅為發(fā)電機(jī)）

小系統(tǒng)A為兩個(gè)電廠并網(wǎng)的低周狀態(tài)。要求系統(tǒng)內(nèi)電廠備用機(jī)組全部開(kāi)啟，已并網(wǎng)機(jī)組出力全部加足，另外有自備機(jī)組的大用戶機(jī)組發(fā)電并網(wǎng)，如計(jì)算不夠則按小系統(tǒng)負(fù)荷數(shù)（或總出力）的3%一個(gè)周波令縣調(diào)及客服中心進(jìn)行拉限電。此時(shí)調(diào)頻需要設(shè)定第一電廠和第二調(diào)頻電廠，如設(shè)定a1為第一調(diào)頻廠，則應(yīng)令a2保持發(fā)電機(jī)滿出力運(yùn)行，并協(xié)助a1調(diào)頻；a1則在發(fā)電機(jī)出力上升運(yùn)行中根據(jù)負(fù)荷波動(dòng)自行調(diào)整出力將頻率調(diào)整至50Hz左右，不得超過(guò)50±0.5Hz。

小系統(tǒng)B為單電廠并網(wǎng)高周狀態(tài)，可令b1進(jìn)行調(diào)頻。令其自行調(diào)整出力將頻率降低至50Hz左右，不得超過(guò)50±0.5Hz。

通知縣調(diào)，可將部分負(fù)荷通過(guò)先通后斷原則由小系統(tǒng)a切至小系統(tǒng)b，每次調(diào)整負(fù)荷的頻率波動(dòng)不得大于0.2Hz。

小系統(tǒng)A若備用機(jī)組開(kāi)啟后尚有裕度，可在系統(tǒng)頻率穩(wěn)定后按拉限電順序及低周減載輪次由低到高逐步恢復(fù)送電。

調(diào)整電壓，將兩個(gè)小系統(tǒng)的電壓盡量調(diào)整至合格范圍內(nèi)（1小時(shí)內(nèi)將220kV母線電壓恢復(fù)至90%以上）。（系統(tǒng)無(wú)功電源包括發(fā)電機(jī)，電容器，電抗器，調(diào)相機(jī)，靜止補(bǔ)償器等）

與縣調(diào)聯(lián)系，相關(guān)變電站停用VQC/AVC等裝置（不包括AGC、電廠側(cè)AVC及純電壓控制設(shè)備），此時(shí)不考慮功率因數(shù)，僅調(diào)節(jié)電壓。

小系統(tǒng)內(nèi)盡量避免通過(guò)調(diào)整主變有載調(diào)壓分接頭來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓，當(dāng)系統(tǒng)普遍無(wú)功不足導(dǎo)致電壓偏低是禁止調(diào)節(jié)主變有載調(diào)壓分接頭。

電壓基本穩(wěn)定后由發(fā)電廠通過(guò)改變發(fā)電機(jī)無(wú)功輸出進(jìn)行電壓的微調(diào)，此時(shí)小系統(tǒng)A需同樣明確第一調(diào)壓電廠。

電壓不足時(shí)可適當(dāng)降低發(fā)電機(jī)有功出力來(lái)提高無(wú)功輸出。

穩(wěn)定負(fù)荷，對(duì)小系統(tǒng)下送負(fù)荷進(jìn)行超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，要求縣調(diào)及客服中心對(duì)負(fù)荷進(jìn)行相關(guān)控制。

（2）小系統(tǒng)穩(wěn)定后。積極尋求于大系統(tǒng)并網(wǎng)的機(jī)會(huì)，如暫時(shí)無(wú)法和大系統(tǒng)并網(wǎng)，則有條件先兩個(gè)小系統(tǒng)并列。

并網(wǎng)條件：兩個(gè)系統(tǒng)頻率相差不超過(guò)0.5Hz、電壓相差不超過(guò)20%。

注意恢復(fù)時(shí)兩個(gè)系統(tǒng)之間要進(jìn)行同期并列，需尋找最佳并列點(diǎn)，并要盡可能對(duì)小系統(tǒng)沖擊小。如小系統(tǒng)A和小系統(tǒng)B的容量均在300MW以內(nèi)，則頻率差及電壓差盡量控制到最小。同期并列時(shí)必須投入可靠的同期裝置。

對(duì)于小系統(tǒng)間并網(wǎng)可能引發(fā)的系統(tǒng)震蕩，有條件的話盡量選擇選擇在電廠側(cè)并網(wǎng)，停用無(wú)震蕩閉鎖的距離保護(hù)。

（3）“N-1”情況。確認(rèn)短時(shí)無(wú)法和大系統(tǒng)取得聯(lián)系的情況下，需考慮N-1情況。

與縣調(diào)聯(lián)系，停用相關(guān)備用電源自投裝置（包括110kV線路備自投及110kV主變的中低壓側(cè)備自投）

考慮N-1情況下失去一臺(tái)機(jī)組或單線運(yùn)行電廠的情況（如b1電廠），考慮最的不利情況，令縣調(diào)調(diào)整負(fù)荷，系統(tǒng)內(nèi)機(jī)組留出必要的旋轉(zhuǎn)備用。

考慮小系統(tǒng)無(wú)法維持的情況，令縣調(diào)調(diào)整重要負(fù)荷，發(fā)電車等設(shè)備趕赴重要地點(diǎn)待命。

考慮日負(fù)荷變化情況，將負(fù)荷指標(biāo)或負(fù)荷曲線下發(fā)給縣調(diào)及相關(guān)調(diào)頻調(diào)壓電廠。

（4）保護(hù)方式調(diào)整。閑暇時(shí)考慮相關(guān)保護(hù)配合情況，此時(shí)相關(guān)聯(lián)絡(luò)線及電廠保護(hù)范圍全部處于異常方式，保護(hù)并不配合。

隔離部分設(shè)備，減少保護(hù)誤動(dòng)概率：如A變停役一臺(tái)主變，用一臺(tái)主變送35kVI、II段母線。小系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)都必須投入可靠的速斷保護(hù)。簡(jiǎn)化繼電保護(hù)配置，減少運(yùn)行方式改變對(duì)保護(hù)的影響，必要時(shí)可以停用相關(guān)后備保護(hù)如A變主變的110kV后備保護(hù)等。

由于電廠側(cè)110kV主變中性點(diǎn)必然接地，所以不考慮中性點(diǎn)接地方式。

參考文獻(xiàn)

[1]于浩，趙天煜.提高調(diào)度人員事故處理能力[J].科技風(fēng)，2014，2.

作者簡(jiǎn)介：童潔，國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司杭州供電公司調(diào)控中心工作人員。

陳煜，國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司杭州供電公司調(diào)控中心工作人員。