中小型水电站电力远距离输送存在问题及对策.pdf

广西水利水电G XWAT E R R E 9 D I 瓜C E S&HY D R O P O WE RE NG I N E E R I NG 2 0 1 0 ( 4 ) 机 电技术 中小型水电站电力远距离输送存在问题及对策 刘华芳 ( 广西桂东电力股份有限公司， 广西贺州5 4 2 8 0 0 ) 【 摘要】 针对桂东电力股份有限公司下属昭平、 巴江口、 下福等中小型水电站向外远距离输送电力时存在电站端 电压偏高、 用户端电压偏低的问题， 分析其原因， 结合实际提出相应对策， 实践证明效果良好。 【 关键词】 中小型水电站 ； 电力； 远距离输送； 问题； 对策 【 中图分类号 T M7 2 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 1 5 1 0 ( 2 0 1 0 ) 0 4 0 0 8 2 0 3 广西桂东电力股份有限公司作为地方发供电企 业 ， 控股并管理桂江流域 中的 3座径流式中小型水 电站 ， 其 中流域第二级水 电站昭平水电站( 装机 容量 3 2 1 0 MW) 于 1 9 9 4年发 电， 第一级水 电站 巴江 口水电站( 装机容量 3 3 0 0 MW) 及第三 级水电站下福水电站( 装机容量 31 6 5 MW) 均于 2 0 0 5年发 电， 3座发电站均 以 1 1 0 k V 电压等 级接入桂东电网； 由于受 昭平水 电站升压站面积的 限制 ， 无法将巴江 口水电站 电力集 中到昭平水电站 再往外输送 ， 在距 昭平水 电站约 2 k m处建有一座 1 1 0 k V开关站江口开关站 ， 巴江 口水电站以双 回1 1 0 k V线路与江口开关站联接 ， 昭平水电站亦以 双回 1 1 0 k V线路与江 口开关站联接 ， 下福水 电站也 有 1回 1 1 0 k V线路与江口开关站联接 。其一次接 线简图见图 1 。 图 1 一次接线简图 巴江 口水电站与昭平水电站相距 2 4 k m， 昭平 水电站与下福水电站相距 1 5 k m。由于 3座径流式 水力发电站同处桂江流域 中游， 各 自的可调库容又 非常有限， 在丰水期 ， 3座发电站的发 电出力就非常 集中。 1 存在 问题 从图 1看， 就 1 1 0 k V供 电线路而言 ， 巴江口水 电站至用户 1 有 2 7 5 k m， 巴江12 1 水电站至用户 2有 1 6 6 k m， 巴江 口水电站至用户 3有 1 5 0 k m， 巴江 口 水电站至用户 4有 1 1 1 k m； 昭平水电站至用户 1 有 2 5 1 k m， 至用户 2有 1 4 2 k m， 至用户 3有 1 2 6 k m， 至用户 4有 8 7 k m； 下福水电站至用户 1 有 2 3 2 k m， 至用户 2有 1 3 5 k m。可见 ， 各水 电站至各用户 1 1 0 k V供电线路大部分超过 1 0 0 k m， 其 中尤以巴江 口 水电站至用户 1 、 昭平水电站至用户 1 、 下福水 电站 至用户 1为甚 ， 均超过 2 O 0 k m。对 1 1 0 k V供 电线 路而言 ， 上述水电站如此远距离输送 电力 ， 如不采取 适当措施 ， 在电网实际运行时 ， 电压就会 出现问题 ， 这些问题主要表现为 ： 当桂东电网林水变电站、 西 湾变电站电压支撑不足时 ， 林水变电站 、 西湾变电站 的运行电压偏低， 严重时会导致用户无法正常生产， 影响用户工作、 学习和生活 ； 当林水变电站、 西湾 变电站有足够的电压支撑时， 上述水电站的 1 1 0 k V 母线运行电压及发电机出口母线运行电压均偏高， 有时甚至超过允许范围， 威胁水电站设备的安全。 【 收稿日期 2 0 1 0 0 7 0 7 作者简介】 刘华芳( 1 9 5 9 ) ， 男， 广西贺州人， 广西桂东电力股份有限公司工程师， 从事电力工程建设与管理工作。 7 8 广西水利水电G X WA T E R R E S O U RC E S& HY DR O P O WE R E NG I NE E RI N G 2 0 1 0 ( 4 ) 2 原 因分析 图1中虚线部分为桂东电网 1 1 0 k V环网网络 的一部分， 其中包括数座变电站及合面狮水电站。 各线路阻抗值 为： 昭平水 电站江 口开关站线路 ( 0 8 1 4 +j 0 2 3 0 )1 2 Q， 巴江 口水电站江 口 开关站线路( 3 1 1 2+j 1 0 5 7 7 )1 2 Q， 江 口开关站 西湾变 电站线路 ( 1 1 3 9 0+i 3 2 9 3 9 )X 1 2 Q， 西湾变电站用户 3线路 4 7 6 2+j 1 5 5 0 9 Q， 江 口开关站林水变电站线路 1 6 7 5 8 +j 5 0 9 5 2 Q， 江口开关站下福水 电站线路 2 0 3 5 +j 6 9 1 6 Q， 下福水电站林水变电站线路 1 8 2 2 5+j 5 6 4 3 0 Q， 林 水变 电站用 户 1线 路 1 9 8 8 5+j 4 1 2 2 5 Q。林水变 电站用户 1 、 西湾变 电站用户 3为外省负 荷 ， 用户 2 、 用户 4为桂东 电网内负荷。 ( 1 ) 以西湾变电站电压支撑不足时为例 ， 说明 西湾变电站的运行 电压偏低 的情况 。此时， 用户 4 负荷为 1 3 0 +j 8 0 MVA ， 而巴江 口水 电站、 昭平水 电 站由于受无功出力的限制 ， 无论如何调整 ， 江 口开关 站 1 1 0 k V母线运行 电压均无法超过 1 1 8 k V。现以 江 口开关站 1 1 0 k V母线运行电压所能达到的最高 值 1 1 8 k V进行计算 。为简化计算 ， 网络先按解环考 虑( 电网运行方式经常有此需要 ) ， 并将虚线 网络部 分等值为用户负荷 ， 这样并不 影响定性分析 的正确 性。按 电压降 AU = ( PR+QX) U算出江 口开关 站 西湾变电站线路 的电压降 AU 也达到 1 6 8 k V， 此时西湾变电站 1 1 0 k V母线运行电压只有 1 1 8 1 6 8 =1 0 1 2 k V， 已严重 偏低。按 闭环考虑 ， 西 湾变电站 1 1 0 k V母线运行 电压有所好转 ， 但也只有 1 0 2 8 k V， 仍严重偏低。电网实际运行 时曾短时间 出现此类情况 ， 说明分析与实际运行基本相符 ； ( 2 ) 以林水变 电站外省负荷用户 1有足够 的 电压支撑时为例 ， 说 明下福水 电站单独经下福水 电 站林水变电站线路 向用户 1供电 ， 下福水电站 1 1 0 k V母线运行 电压及发 电机 出口母 线运行 电压 均偏高的情况。在丰水期， 公司有富余电力供外省 用户 ， 外省用户 1负荷为 4 8+j 1 0 MVA ， 用户 1的 1 1 0 k V母线运行 电压大部分时 间在 1 1 5 k V， 最低 时也有 1 1 4 k V， 因属外省负荷 ， 其本身有稳定的电 压支撑 ， 用户 1要求下福水 电站单 独经下福水 电站 林水变电站线路向用户 1 供电。同样按电压降 A U = ( P 尺+Q ) U， 算 出下福水电站 林水 变电站 用户 1的线路 的 电压降 AU =2 4 0 7 k V， 此时下福水 电站 1 1 0 k V母 线运行 电压将高达 1 3 9 k V， 若按如此高的电压运行将严重威胁下福水 电站的设备安全， 这是不能允许的。经计算分析后， 认为下福水电站林水变电站用户 1的供电 方式无法输送 4 8+j 1 0 MVA的负荷。实际运行时 ， 按下福水电站林水变电站用户 1 的供 电方 式短时输送 2 5 +j 5 MVA的负荷 ， 下福水 电站 1 1 0 k V母线运行电压已高达 1 2 7 5 k V， 与计算分析相 符。 3 对策 ( 1 ) 针对西湾变电站电压支撑不足时， 其运行 电压偏低的情况 ， 采取相应的技术措施 ： 一是安排 电 网运行方式时 ， 尽 可能使西湾变电站有足够 的电压 支撑 ， 如安排西湾变 电站与主大电网 ( 如广西主 电 网) 联 网， 或者使西湾变电站就近取得有较好电压支 撑的电源 ； 二是根据 电压降 AU = ( P R +QX) U 可知 ， 如能将无功功率 Q输送减至零 ， 即 Q =0 ， 电 压降 AU可降至最低 ， 即 AU =P R， 但实际情况是 ， 有些水 电机组所带的无功功率 Q 为零时 ， 机组会发 生较大的震动 ， 同时影响机组机端电压， 如此会影响 机组的安全运行 ， 因此在机组实际运行 中， 可在避开 机组震动区并保证机组机端 电压合格 的情况下 ， 尽 量使机组所带的无功功率 Q 处于适当的状态， 同时 在西湾变电站安装足够的无功补偿装置 ， 并要求用 户装设适当的无功补偿装置提高功率因数 ， 从而最 大限度减少无功功率 Q 从江 口开关站向西湾变电 站输送， 可大大降低电压降 A U， 起到提高西湾变电 站运行 电压的作用 ， 使用户电压处于合格水平 ， 还可 降低线路的有功损耗 。 实际运行采取上述措施后 ， 取 得了较好的效果 ； ( 2 ) 针对林水变 电站的外省负荷用户 1有足 够的电压支撑 时， 下 福水 电站单 独经下 福水 电站 林水变电站用户 1线路 向用户 1供电， 下 福水电站 1 1 0 k V母线运行 电压及发 电机出 口母线 运行 电压偏高的情况 ， 采取相应的技术措施 ： 根据 电 压降 U ：( 职+Q X) U可知 ， 要 向用户 1 供 电， 即使只输送有功功率 P =4 8 MW， 而输送无功功率 Q 即使降至零即Q =0 ， 经下福水电站 林水变 电站 用户 1 线路向用户 1 供电的电压降 U = P R =4 83 8 1 1= 1 5 6 k V， 此时下福水电站 1 1 0 k V母线运行电压仍然有 U = 1 1 5+1 5 6= 1 3 0 6 k V， 如此高的运行 电压 ， 下福水电站也是很难承受 的。 为此 ， 采取从用户 1电网向下福水电站倒送无功 功率 Q 的办法。 因为此 时的 电压降将变为 AU = 7 9 刘华芳： 中小型水电站电力远距离输送存在问题及对策 ( P RQ ) ， 从而大大降低电压降 。 此时若用户 1电网向下福水电站倒送无功功率 Q = 1 0 MV a r ， 电压降将变为 U=( P RQ x) =( 4 8 X 3 8 1 1 1 0 X 9 7 6 5 5 )=7 1 k V， 下福水电站 1 1 0 k V母线运 行电压有 U =1 1 5+7 1= 1 2 2 1 k V， 这样的运行 电压 ， 下福水电站还是可以承受 的。 基于这一想法 ， 我们向用户 1 提出： 采取从用户 1电网向下福水 电 站倒送无功功率 Q、 下福水 电站进相运行 的办法 ， 解决下福水 电站 1 1 0 k V母线运行电压及发 电机 出 口母线运行电压偏高的问题。 这一想法得到了用户 1的理解与支持。 得到用户 1的认可后 ， 即对下福水 电站各机组进行进相运行试验 ， 结果表明： 下福水电 站各机组可以进行进相运行 ， 各机组进相在深度 1 1 0 MWa r 之间， 完全满足运行需要。 此后 ， 在用户 1的支持 、 配合下 ， 进行了从用户 1电网向下福水电 站倒送无功功率 Q、 下福水电站进相运行的试验， 试验取得了很好的效果 ： 能将下福水 电站 1 1 0 k V母 线运行电压控制在 1 2 0 1 2 3 k V之间， 有效地解决 了下福水电站 1 1 0 k V母线运行电压及发 电机出 口 母线运行电压偏高的问题。 4结 语 由于网架结构不合理等历史原 因， 很多中小型 水电站存在电力远距离输送时用户端电压偏低、 水 电站端电压偏高 的问题。如何较好地解决这些问 题 ， 需要理论结合实际， 需要 电网管理部门、 水 电站 及用户的相互配合 、 理解与支持 ， 只有这样 ， 才能针 对这些问题采取相应的对策予以解决。 ( 责任编辑： 周群) Pr o b l e ms a nd s o l u t i o n s o f l o n g - d i s t a n c e e l e c t r i c p o we r t r a n s mi s s i o n f r o m m i d -o r s ma l l - s c a l e h y d r o p o we r s t a t i o n s LI U Hu a f a n g ( G u a n g x i Gu i d o n g E l e c t r i c P o w e r C O ，L T D，H e z h o u 5 4 2 8 0 0 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ：Th e mi d o r s ma l l s c a l e h y d r o po we r s t a t i o n s u n d e r Gu a n g x i Gu i d o n g El e c t r i c P o we r CO ，L TD s u c h a s Z h a o p i n g ， B a j i a n g k o u a n d Xi a f u e t c h a d s e e n t h e p r o b l e m o f v o l t a g e b e i n g t o o h i g h a t p o we r s t a t i o n s i d e a n d t oo l o w a t u s e r s i d e wh e r e l o n g - d i s t a n c e p o we r t r an s mi s s i o n i s r e q u i r e d Ba s e d o n a n a l y s i s o f t h e cau s e s t h e a l 1 t h o r p u t f o r wa r d c o r r e s po n d i n g s o l u t i o n s comb i n e d a c t u a l con d i t i o n s ，r e n d e r i n g g o o d e f f e c t s Ke y wo r d s ：M i d o r s ma l 1 s c a l e h y d r o po we r ma t i o n ；e l e c t r i c po we r ；l o ng d i s t a n c e t r an s mi s s i o n； p r o b l e m；sol u 。 t i o n ( 上接第 7 4页) 由例 1 和例 2知， 按实测边长约束法和 G P s边长 计算法处理后的边长均能基本消除边长投影变形。 5结 语 本文探讨 了基于 G P S控制测量 的消除或减小 边长投影变形的数据处理方法 ： G P S边长约束法和 G P S两次计算法 ， 并结合工程实例进行了正确性验 证。合理利用本文探讨的方法将较好的控制因投影 引起的边长变形值 ， 为工程提供可靠的测量保障。 ( 责任编辑： 刘征湛) Da t a p r o c e s s i n g me t h o d f o r s i d e l e n g t h p r o j e c t i o n d i s t o r t i o n o f GPS c o nt r o l s u r v e y LI Xi a o h o n g ( Gu ang x i A n k e G e o t e c h n i c a l E n g i n e e r i n g C o ， L t d ， Nann i n g 5 3 0 0 0 0 ， C h i n a ) A b s t r a c t ： S i d e l e n g t h p r o j e c t i o n d i s t o r t i o n b a s e d o n G P S con t r o l s u r v e y a f f ect s t h e q u a l i t y o f s u c c e d e n t s u r v e y p r o c ed u r e s and con s t r u c t i o n l a y o u t Th e a u t h o r p r o b ed i n t o t h e d a t a p r oce s s i ng me t h o d 0 f e l i mi n a t i n g o r mi n i mi z i n g s i d e l e ngt h p r o j e c t i o n d i s t o r t i o n ，a n d p r o v ed t h e me t h o d t a k i n g r e a l p r o j e c t a s e x a mp l e Ke y w o r d s ： GP S con t r o l s u rve y ；s i d e l e n g t h p r o j e e t i o n d e f o r ma t i o n ；con s t r a i n t adj u s t me n t ；G P S s i d e l e n g t h mn s t r a i n t me t h o d ；GPS d u al asy mp tot i c me t h od ；s i d e s c a l e 8 0