贵州构皮滩水电站500 kV母线电压偏高对节能的影响

简永明(贵州乌江水电开发有限责任公司 水电站远程集控中心,贵州 贵阳 550002)

贵州构皮滩水电站500 kV母线电压偏高对节能的影响

简永明(贵州乌江水电开发有限责任公司 水电站远程集控中心,贵州 贵阳 550002)

自2009年投运发电以来，构皮滩水电站开始暴露出一些问题，比如在低谷时段运行时，水电站500 kV母线的电压会出现偏高，致使电站的发电耗电量升高，对节能降耗工作产生了不良的影响。为此,展开了分析研究工作，以探讨可行的解决方案和措施。对该电站所存在的问题、问题的查找与分析研究过程，以及最终所采取的应对措施等作了介绍。

母线电压;电压偏高;节能;方案研究;构皮滩水电站

1 概 述

构皮滩水电站是贵州乌江水电开发有限责任公司(以下简称“乌江公司”)在乌江干流上开发的第5级电站，电站位于贵州省余庆县境内的乌江干流上，装机容量为3 000 MW(5×600 MW)，保证出力为746.4 MW，多年平均发电量为96.82亿kW·h。构皮滩电站单独运行时，具有年调节能力;与上游水库联合运行时，具有多年调节能力。电站具有良好的发电、调峰、备用等性能，是贵州省不可多得的优秀电源点，电站通过两回500kV线路并入500 kV的施秉变电站。在调度关系方面,构皮滩水电站属于南网总调直接调度管辖，电站值班受令地点已在2009年8月转移到乌江公司水电站远程集控中心(以下简称“乌江公司集控中心”)。

2 500 kV母线电压偏高问题

贵州电网在负荷低谷时段,部分500 kV系统向220 kV系统下送较多的无功功率，且500 kV部分电站需进相运行。

构皮滩水电站无高低抗充电无功补偿装置，共有约85 MVar的充电无功未被补偿，在小方式或水电站开机较少的情况下，电站500 kV母线电压偏高。因此,需要电站保持部分机组进相运行或停运部分线路，才能将500 kV母线电压控制在合理范围之内。

3 曾经采取的措施

针对构皮滩水电站500 kV母线电压偏高问题，乌江公司集控中心主要采取过以下措施。

(1) 保留1台机进相运行。乌江公司集控中心根据南网总调安排，在构皮滩电站低谷时段无发电计划时，保留1台机并网空转(空带少量有功负荷)进相调压运行方式。该方式虽然能够将构皮滩电站低谷时段500kV母线电压调整至电网规定的许可范围内，但会造成构皮滩水电站机组长时间地空载或轻载运行，这样就会导致每日增加构皮滩水电站机组的耗水量超过100万m3，折算电量约为40万kW·h。这样,对构皮滩水电站的经济运行造成了严重的负面影响。

(2) 停运500 kV线路调压。在2010年以前，乌江公司集控中心通过与中国南方电网电力调度控制中心(以下简称“南网总调”)协调，申请总调同意构皮滩水电站低谷时段采取停一回500 kV线路的方法调整系统电压。在多数情况下，构皮滩水电站停运一回500 kV送出线路后，500 kV母线电压能够降低至电网规定的许可范围内。但采用停运一回500 kV送出线路调压的方式会,增加构皮滩水电站的安全风险，单回线运行期间,如乘下一回500 kV送出线路再跳闸，将造成构皮滩水电站整体与系统解列,甚至是全电站失压。正因为如此，总调值班调度员批准构皮滩水电站采用停500 kV线路进行调压的次数不是很多，2011年以后基本没有再使用。

4 当前存在的问题

在负荷低谷时段，贵州电网为了平衡500 kV电网过剩的无功功率，不仅是500 kV变电站低压电抗器全部投入，还需要接入500 kV电网的发电机组所带无功出力采取进相的方式运行。

由于考虑到单回线路运行会使构皮滩水电站安全风险大大增加，因此自2012年以后，总调不再同意构皮滩水电站在低谷时段采取停一回500 kV线路的方法调整系统的电压。为了保证构皮滩水电站500 kV母线电压能够维持在正常范围内，总调安排构皮滩水电站在低谷时段至少应保留1台机带低负荷并网运行调压。而这种调压方式对构皮滩水电站的经济运行非常不利。

通过对构皮滩水电站2013年7月11～14日运行数据进行统计,发现在高峰时段,全电站的总出力在2 000 MW及以上时，平均发电耗水率为2.34 m3/kW·h；在低谷时段，全电站的总出力约60 MW运行时，电站的平均发电耗水率为2.68 m3/kW·h，亦即低谷时段的发电耗水率比高峰时段的高0.34 m3/kW·h。按照构皮滩水电站每天低谷时段和平段开机10 h以配合电网的调压计算，日增发电耗水量为22.1万m3，折算成电量为9.44万kW·h，所造成的直接经济损失超过2.5万元。乌江公司每年因此而造成的经济损失超过400万元。

5 措施和建议

为了使有限的水能资源能够得到充分利用，建议考虑在构皮滩水电站500 kV母线上加装高压电抗器，以补偿500 kV输电线路电容和吸收线路所产生的充电功率，彻底解决构皮滩水电站500 kV母线电压偏高的问题。

构皮滩水电站两回500 kV送出线路皮施甲线、皮施乙线的线路长度分别为78 km，且均为4×LGJ-630/45型导线，两回线路充电无功功率分别为85 Mvar。根据构皮滩水电站夜间机组进相120 Mvar即可保证500 kV母线电压在正常范围的实际情况，建议可在常用的500 kV 3种容量电抗器(120,150,180 Mvar)中选择一种。至于高压电抗器的型号和安装地点，可通过与南网总调商议后、征求设计单位的意见进行选择。

工程投资可以参考广西岩滩电站500 kV岩平线工程，由中国南方电网公司和乌江公司共同分摊。

6 效益预测

据粗略估计，构皮滩水电站加装高压电抗器工程的总投资为3 500万元。按不加装高抗每年经济损失为400万元计算，用9 a的时间, 可以将投资以减少损失的方式补回来。9 a以后，每年的节水增效将超过400万元。

构皮滩水电站实施加装高压电抗器工程以后，每年可节水增发电量超过1 500万kW·h，将其折算成标煤，为0.6万t，可减少二氧化碳排放1.5万t，减少二氧化硫排放0.05万t，显然,社会效益巨大。

7 结 语

构皮滩水电站自2009年投产发电以来，存在低谷时段或小方式运行情况下500 kV母线电压偏高的问题，曾经使用过开机进相运行和停运500 kV线路方式来调压的措施。然而，考虑到电网的安全风险，不能继续使用停运500 kV线路的调压方式。目前使用的开机进相运行调压方式,造成构皮滩水电站发电耗水率增加，严重影响到了电站的经济运行。因此,建议考虑在该电站加装高压电抗器，以彻底解决其500 kV母线电压偏高的问题，同时，也可以减少电站不必要的水量损耗，促使乌江梯级水电站节能降耗，为使乌江梯级水电站充分利用好有限的水力资源，实现发电效益最大化创造有利条件。

(编辑:赵秋云)

2015-04-09

简永明，男，贵州乌江水电开发有限责任公司水电站远程集控中心,工程师.

1006-0081(2015)04-0070-02

TM83;TK737

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