缅甸小其培电站电能送出不稳定研究

刘　君，吴政声

缅甸小其培电站电能送出不稳定研究

刘君1，吴政声2

（1.国家电投集团云南国际缅甸小其培电站，云南 昆明 650228；2.中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司，云南 昆明 650228）

介绍了小其培电站与缅甸主网并网存在的问题，并对小其培电站并网存在的系统震荡、不稳定、电站母线侧电压偏高等问题进行了网架和潮流分析，确定了系统静稳和动稳极限，并提出了解决方案。

小其培电站；电能；不稳定

1　前言

小其培电站110kV源松线是国家电投集团公司在缅甸建成的第一个境外电站和输电线路，缅甸北部电网的迈那变电站通过“T”接源松线而构成一个电压等级66kV、供电距离超过400km的单链式电网，并与缅甸国家电网并列运行。

小其培电站装机容量3×33MW，由于近区电网结构薄弱、技术落后，并网运行时当电站输送功率在一个较小的值就容易引起低频振荡，使送出电力严重受阻，所遇到的问题和困难目前在国内极为少见。

为了解决小其培电站现阶段运行存在的出力受阻问题，满足缅甸北部地区的供电需求，拟结合实际情况仿真模拟电网运行，分析电站送出受阻的原因并提出相应的解决措施。

2　存在的问题

小其培电站位于缅甸北部克钦邦境内，密支那市东北方向，恩梅开江支流赤背卡河上。通过不同电压等级的长线路与缅甸主网并网，其中小其培电站～迈那变110kV线路长度约96km，迈那变～角布托变66kV线路长度约321km，角布托变～呐票定变电站132kV线路长度约260km。如图1所示：

由于电站与缅甸主网通过低电压等级、长距离的单线路联系，运行中存在以下几方面的问题：

（1）系统振荡导致出力受阻的问题。当小其培电站增加出力到一定程度时，系统就很容易出现振荡现象，此时需要通过限制电站出力，来保持系统的静态稳定。

（2）电站存在长期进相问题。由于系统功率振荡限制电站出力在一个较小的范围，电站吸收系统过剩的无功功率，使电站长期进相影响设备正常运行。

（3）暂态稳定和动态稳定问题突出。由于电站与系统联络线过于薄弱，系统稳定裕度小，在小扰动下，很容易激发系统振荡的问题。

（4）部分主变和线路的输送能力不能满足电站（3×33MW）全部电力的送出。

（5）线路跳闸引起电站母线侧电压偏高问题。电站投产以来，发生过多起线路故障跳闸引起机端电压升高，损坏励磁系统、水系统、气系统等主辅设备电源模块、PLC模块等，影响安全运行。

图1　小其培电站供电网络图

3　研究思路

（1）分析小其培电站至缅甸主网并网点之间的全部变压器、线路等主要设备是否满足电站的送出要求。

（2）对小其培电站送出线路的静态稳定极限进行计算。

（3）分析系统在大扰动下电站稳定运行的能力，提出存在的问题和解决方案。

（4）对小其培电站接入后的系统动态稳定水平进行研究。

（5）研究相应的技术措施，改善电站运行环境、提高送出能力。

图2　小其培电站近区电网地理接线图

表1　小其培电站至各变电站之间的输电线路情况

表2　各电压等级之间联络变压器容量

4　计算分析

4.1网架及潮流分析

（1）网架分析

小其培电站与主网的连线图如图2所示，输电线路和联络变压器的输电能力以及电站受限情况如表1、表2所示。

（2）潮流分析

负荷大方式时小其培的出力约为18MW，近区电压较低的节点包括莫高、和平、莫宁、南巴。有功功率基本保持从北往南的走向，由于近区负荷规模较小，在南巴～角布托断面潮流开始反向。无功功率从角布托变电站开始基本保持从南往北的走向，缅甸中南部的无功功率过剩。负荷小方式时小其培的出力约为11MW，系统无功功率过剩更加严重，使得小其培电站进相功率因数达到0.95。

4.2电压稳定分析

通过仿真计算分析，得出小其培电网近区节点电压随出力增加而变化的对比分析图，如图3所示：

图3　

由图3可以看出：当小其培电站输出的有功功率超过25MW时，输出功率的波动会造成近区电网母线电压的明显波动，特别是距离电站较远的66kV莫宁变和南巴变。当小其培电站出力超过30MW时，莫宁变、南巴变母线电压急剧下降至0.88～0.89pu之间。如果小其培电站继续增加出力至一定程度，将会造成莫宁变、南巴变局部电压失稳，如果没有有效措施防止电压继续下降，将会引起整个系统出现电压崩溃。

4.3稳定极限分析

（1）静稳极限

采取静稳极限理论算法和BPA仿真算法对电站送出断面的静稳极限进行计算。

方法一：计算小其培电站至角布托的综合阻抗标幺值为3.578，根据以下公式计算（发电机电动势取值为1.0pu，受端并网点电压考虑一定压降取值为0.97pu）并换算成有名值，静态稳定极限Pm为27.1MW。

方法二：分别对是否装设PSS装置的系统进行静稳极限仿真计算，控制小其培电站微增出力，同时受端电网的远端发电机组微减出力，直到系统达到临界稳定状态。经计算，没有配置PSS时，小其培送出通道的静态稳定极限为16MW；配置PSS时，电站送出通道的静稳极限提高至32MW。

（2）暂稳极限

小其培送出断面暂稳极限计算采用BPA仿真算法。由于小其培近区电网过于薄弱，如果不考虑PSS即使断面潮流很轻，电网在受到大扰动时也将失稳。因此，计算暂稳极限考虑配置PSS装置。

通过计算发现，小其培～T接点110kV线路的单瞬故障是断面极限功率稳定的约束故障。当电站出力达到19MW时，小其培～迈那变（迈那变侧）发生单瞬短路故障，系统稳定处于临界状态。此时，计算得出暂稳极限约为19MW。仿真曲线如图4所示：

图4　

（3）动稳极限

在丰大方式下，采用频域法分析对缅甸电网主要低频振荡风险进行分析，缅甸电网主要区域间振荡模式如表3所示：

表3　

从频域分析法可以看出，缅甸北部电网的动态稳定水平非常低，而且随着电站出力的增加，阻尼比逐渐降低。不考虑配置PSS时，小其培出力在较小范围内变化均使得缅北机组对缅中南机组振荡模式的阻尼比低于3.5%，动稳水平非常低；考虑配置PSS时，当小其培电站出力超过34MW时，阻尼比低于3.5%，判定为动稳失稳。

因此，如果小其培电站不配置PSS，系统阻尼不能满足动态稳定要求；如果小其培电站配置PSS，则系统动稳极限为34MW。

5　解决建议

（1）解决电站进相问题的措施就是进行无功补偿。补偿方式可以采用低压电抗器、动态无功补偿装置，并对两种补偿方式进行投资估算比较。

（2）解决电站送出受阻的问题分为两个层次。近期，可以实施的措施包括投入电力系统稳定器（PSS）、动态无功补偿装置、低压电容器补偿装置、培育当地负荷就地消纳等措施。远期，可以通过230kV 或132kV网架加强来解决送出受阻问题。另外，由于小其培电站内已经配置了电力系统稳定器（PSS），只是未投入使用，近期、远期的其他措施效果均考虑在PSS投入的基础上进行分析。因此，建议尽快投入PSS装置。

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TM612

A

1672-5387（2016）08-0092-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.08.028

2016-06-29

刘君（1972-），男，工程师，从事电站生产运营管理工作。