風(fēng)電并網(wǎng)條件下供電系統(tǒng)安全管理探究

張琦

福建大唐國際新能源有限公司

風(fēng)電并網(wǎng)條件下供電系統(tǒng)安全管理探究

張琦

福建大唐國際新能源有限公司

隨著全球“可持續(xù)發(fā)展”和“環(huán)境保護”的政策深度推進，可續(xù)持的清潔能源開發(fā)和利用占比越來越大，形成了新形勢下的能源結(jié)構(gòu)形式。目前，由于風(fēng)能的特殊性，風(fēng)力發(fā)電機組的并網(wǎng)運行給電力系統(tǒng)帶來了一定的安全隱患。本文就風(fēng)電在并網(wǎng)條件下可能帶了一系列安全問題做出分析與討論，給出建議的解決措施，希望能夠為相關(guān)企業(yè)提供參考。

風(fēng)電并網(wǎng)；安全管理

1 引言

風(fēng)電的不穩(wěn)定性隨著風(fēng)能的開發(fā)在電網(wǎng)中暴露的問題顯得日益突出，已經(jīng)成為風(fēng)能持續(xù)開發(fā)利用的首要解決任務(wù)。雖然我國電網(wǎng)的規(guī)模越結(jié)越大，但是在地區(qū)上存在不均衡問題，風(fēng)電所占比重較大，給地區(qū)的電力系統(tǒng)影響非常大，甚至拖累其他方式的發(fā)電方式，安全隱患極其重大，因此，研究解決風(fēng)電并網(wǎng)的安全問題十分必要，也是風(fēng)能持續(xù)開發(fā)利用需要攻克的重要關(guān)口。

2 風(fēng)電并網(wǎng)條件下供電系統(tǒng)安全管理現(xiàn)狀

電力網(wǎng)絡(luò)的運行本身處在一個暫態(tài)穩(wěn)定的過程中，通過可靠的科學(xué)技術(shù)手段達(dá)到穩(wěn)定安全的可靠控制。但是隨著能源結(jié)構(gòu)的改變，多種方式的電能都并入電網(wǎng)中，形成了復(fù)雜的因素和干擾，所需解決的邊界問題也越來越多，兼顧越來越多，任何一個微小的干擾可能引起的波動很大，造成系統(tǒng)的動蕩，一旦超過控制系統(tǒng)的可調(diào)范圍，將產(chǎn)生不可預(yù)知的后果。

據(jù)統(tǒng)計，近年來，發(fā)生的多起大規(guī)模停電事故大部分均是由于電網(wǎng)能源結(jié)構(gòu)不合理造成的，特別是風(fēng)電，在我國邊疆地區(qū)，風(fēng)能的儲量較大，占電網(wǎng)的比重較多，易形成弱電鏈接，已發(fā)生和未發(fā)生的停電事故概率較大。所以說，目前我國風(fēng)電并網(wǎng)的電力系統(tǒng)安全管理還處在初級階段，具有不穩(wěn)定的特點。安全狀況還需進一步加強與解決。

3 風(fēng)電并網(wǎng)條件下供電系統(tǒng)安全管理存在的問題

目前，風(fēng)電并網(wǎng)的安全管理存在的問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，風(fēng)機自身的缺陷。我國風(fēng)電的風(fēng)機主要采用DFIG雙饋風(fēng)電機組，該機組能夠承受的電壓波動范圍較窄，恢復(fù)電壓的功能較弱，一旦電網(wǎng)發(fā)生故障，風(fēng)機由于不能承受壓降，在自身保護的前提下，會自動脫離電網(wǎng)，造成電網(wǎng)電壓的進一步下降，加重了電力事故甚至影響整個電力系統(tǒng)。其次，風(fēng)電并網(wǎng)的管理存在不足。企業(yè)總是利益當(dāng)先，對相關(guān)配套的安全評估與管理不加重視，不投入資金解決，埋下安全隱患。據(jù)了解，目前風(fēng)電的功率預(yù)測系統(tǒng)、無功補償裝置等均不完善或沒有設(shè)置。另外，對電力設(shè)備的相關(guān)預(yù)警機制不健全也是導(dǎo)致停電事故發(fā)生的另一重要因素。

4 風(fēng)電并網(wǎng)條件下供電系統(tǒng)安全管理措施

針對風(fēng)電并網(wǎng)條件下供電系統(tǒng)的安全隱患以及防止大面積停電事故的發(fā)生，制定的安全管理措施可以從以下幾個方面著手：

（1）運行管理方面

從保證電網(wǎng)穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的角度看，必須采取措施加強35kV以下層面及低壓配電網(wǎng)的無功補償力度，盡可能做到無功負(fù)荷的就地平衡，從而減輕主網(wǎng)的無功配置壓力，同時有效降低由于無功傳輸帶來的線損。力促所有上網(wǎng)電廠加大發(fā)電機無功電力調(diào)整深度，嚴(yán)格按照無功出力或電壓曲線控制電廠母線電壓，保證主網(wǎng)電壓質(zhì)量；調(diào)度系統(tǒng)要充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的最大調(diào)壓能力，嚴(yán)格按照電壓曲線調(diào)整電壓，合理安排運行方式，避免主變向電網(wǎng)反送無功，以及一次側(cè)功率運行在臨界點。

（2）設(shè)備管理方面

加強無功補償設(shè)備管理，提高電網(wǎng)并聯(lián)電容器投運率。完善無功補償設(shè)備臺帳，相關(guān)部門應(yīng)及時補充無功補償裝置的備品備件，提高無功補償設(shè)備的可用率。加強配網(wǎng)內(nèi)分散補償?shù)牡蛪簾o功補償裝置管理，及早修復(fù)那些長期失修故障損壞的電容器使其發(fā)揮應(yīng)有的作用，同時對那些因負(fù)荷小投入電容器后出現(xiàn)母線過補、電壓越限嚴(yán)重和因單組容量過大造成投運率低的電容器逐步實現(xiàn)切改，使其容量與負(fù)荷配置合理。合理配置變電站電容器單組容量，防止負(fù)荷低谷時電容器無法投入或強行投入時向系統(tǒng)反送無功。系統(tǒng)內(nèi)運行人員加強中樞點電壓監(jiān)視，從末端使用投切無功補償裝置調(diào)壓，從首端優(yōu)先考慮采用分頭調(diào)壓，優(yōu)化調(diào)節(jié)方式，綜合進行調(diào)壓。

（3）技術(shù)監(jiān)督方面

加強電能質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督管理工作，進一步完善各種設(shè)備技術(shù)檔案，在生產(chǎn)過程進行技術(shù)監(jiān)督。加強電壓無功專業(yè)管理水平及培訓(xùn)工作。針對無功電壓管理工作重視不夠的情況，組織調(diào)度人員和變電運行人員要進行無功電壓知識培訓(xùn)，強化無功平衡與電壓調(diào)整工作，使各級運行人員從思想意識上得到認(rèn)可。針對冬、夏兩季開展電網(wǎng)潮流計算以及全區(qū)無功平衡分析，分析掌握無功潮流分布情況和電壓水平，提前做好電壓調(diào)整方案，保證系統(tǒng)無功就地補償，減少無功穿越。電網(wǎng)調(diào)度值班人員和現(xiàn)場值班員在調(diào)整無功電壓時，應(yīng)充分考慮電網(wǎng)運行接線形式、主變壓器與電容器的協(xié)調(diào)配合，電容器全容量與半容量的切換，必要時應(yīng)考慮改變電網(wǎng)的運行方式。

（4）指標(biāo)管理方面

加強電壓監(jiān)測管理工作，對電壓監(jiān)測點進行普查，核對監(jiān)測點設(shè)置數(shù)量是否符合國家電網(wǎng)公司要求，電壓監(jiān)測儀運行是否完好等情況，提高電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。加強指標(biāo)分析管理，認(rèn)真分析各類電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)，各變電站能保證及時、準(zhǔn)確地上報有關(guān)數(shù)據(jù)，杜絕隱瞞、修正和造假等不利安全生產(chǎn)的行為發(fā)生，從單純電壓統(tǒng)計管理轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍治龉芾怼?/p>

5 結(jié)語

風(fēng)電并網(wǎng)在以后的發(fā)展中將會越來越多，通過科學(xué)技術(shù)手段、嚴(yán)格安全管理是解決風(fēng)電安全并網(wǎng)勢在必行。提高意識、針對薄弱環(huán)節(jié)加強監(jiān)管、提前分析預(yù)警是今后在工作中需要逐步完善與解決的。相信以科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度、先進的技術(shù)策略能夠很好的解決風(fēng)電的并網(wǎng)問題，進一步促進我國的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)“可持續(xù)發(fā)展”的終極目標(biāo)。

[1]梅生偉，朱健全.智能電網(wǎng)中的若干數(shù)學(xué)與控制科學(xué)問題及其展望.自動化學(xué)報，2013,39（2）：119-131.

[2]曹一家，陳彥如，曹麗華，等.復(fù)雜系統(tǒng)理論在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究展望[J].中國電機工程學(xué)報，2012,32（19）：1-9.

[3]丁道齊，現(xiàn)代大電網(wǎng)安全性分析[M].清華大學(xué)出版社，2011.

[4]丁道齊.復(fù)雜大電網(wǎng)安全性分析—智能電網(wǎng)的概念與實現(xiàn)[M].北京：中國電力出版社,2010.