浅谈猴子岩水电站线路电压过高原因分析与处理

蔡佳润

摘 要：介绍了猴子岩水电站开关站线路电压长期过高的情况，对比流域内其他同類型机组电压情况，从地理位置、负荷情况两方面对猴子岩电压过高问题进行分析。对照其他电站的电压控制方式，提出解决方案，对其他处于偏远地区的水电站电压控制具有一定参考价值。

关键词：开关站电压;电网首端;进相运行;电压调节

一、猴子岩电站简介

猴子岩水电站位于四川省康定县境内，是国家2010年西部大开发重点工程之一、国家支持藏区发展能源建设重点开发项目、大渡河干流梯级开发第9级电站。电站装机容量1 700 MW（4×425 MW），猴子岩500 kV开关站采用4/3接线方式，出5回500 kV线路，至丹巴500 kV变2回，单回线路长约45 km。至康定500 kV变3回，单回线路长约63 km 。4路发变组间隔，共形成3个完整串，作为电网枢纽变电站，主要承担丹巴地区各水电站及猴子岩电站向康定输送电能任务。

500 kV开关站接线如图1-1所示。

二、电压曲线及控制要求

电压合格率是衡量电能质量的重要指标之一，根据《四川电力系统调度控制管理规程》的要求，发电厂的运行值班人员，应按照调控机构下达的电压曲线要求监视和调整电压，将运行电压控制在允许的偏差范围之内。原则上应采用逆调压方法调整母线运行电压，即：

当高峰负荷时，应按发电机P-Q 曲线的规定限额，增加发电机无功出力，使母线电压在电压曲线的偏上限区域运行，必要时可采用降低有功出力增加无功出力的措施;

当低谷负荷时，应降低发电机无功出力，具有进相能力的机组应按需采用进相运行方式，使母线电压在电压曲线的偏下限区域运行;

当平段负荷时，应合理调节机组无功出力，使母线电压运行在电压曲线的中间值。

同时，根据《国网四川省电力公司关于下达 2018 年至 2019 年枯水期四川电网 220kV 及以上电压监测考核点典型电压曲线的通知》，猴子岩电站 2018 年至 2019 年枯水期500kV典型电压曲线如图2-1所示。

如图，根据电网要求，猴子岩母线电压在高峰段（8：15-11：45、14：30-22：15）应满足526-536kV，其余时段应满足525-535kV。

三、目前电压控制方法

根据《四川电力系统调度控制管理规程》的要求，电力系统中的无功功率应实行分层、分区、就地平衡的原则，避免长距离输送。

电网电压调整主要有以下措施：

1.调整发电机、调相机无功出力，调整风电场和光伏电站风电机组或并网逆变器、静止无功补偿器（SVC）和静止无功发生器（SVG）的无功出力。

2.投切电容器、电抗器。

3.调整有载调压变压器分接头。

4.改变电力系统运行方式。

5.在不影响系统稳定水平的前提下，按预先安排断开轻载线路或投入备用线路。

6.对运行电压低的局部地区限制用电负荷。

四、猴子岩常用方法效果

目前，猴子岩采用的调压方式为调整发电机无功出力，吸收电网过剩的无功功率，达到降压的目的。

发电机正常运行时，向系统提供有功的同时还提供感性无功，定子电流滞后于端电压一个角度（即其有功功率和无功功率表的指示均为正值），此种状态即迟相运行。当逐渐减少励磁电流使发电机从向系统提供无功而变为从系统吸收无功，定子电流从滞后而变为超前发电机端电压一个角度（即其有功功率表指示为正值，而无功功率表则指示负值），此种状态即进相运行。

猴子岩发电机在正常运行方式下，与流域内同类大型水电机组大岗山电站、瀑布沟电站500kV开关站母线电压、机组总无功值对比如图4-1、4-2、4-3所示：

由对比数据可以看出，猴子岩电站机组无功进相经常超过-50Mvar，其机组进相深度远大于其他两站（-20Mvar），猴子岩电站开关站母线电压经常超过534kV，接近定值上限，而其他两站为530kV。由此可知，猴子岩电站在机组进相较多的情况下母线电压控制情况不如其他两站。

五、猴子岩电压持续较高原因分析

结合猴子岩机组的运行特点，分析有以下原因：

1.地理位置因素：猴子岩电站位于丹巴变电站与康定变电站之间，考虑到输电线路的电容效应，线路末端电压最高。在节假日或午夜等系统负荷处于低谷时，其过剩无功必导致电网电压升高，甚至超过系统运行电压容许的规定值，不仅影响供电的电压质量，还会使电网损耗增加，经济效益下降。

2.送出功率限制因素：电网康甘断面送出功率限额3200MW，猴子岩负荷占用通道约20%，大部分时间内，负荷只需两台或单台机组运行，导致无功容量不足。

六、可参考的电压控制方法及展望

虽然发电机调压对近区线路效果明显，但机组进相运行总是以降低发电机稳定运行性能为代价的，进相运行时存在静态稳定、端部漏磁发热、机端电压限制、机组定子过电流限制、最低励磁限制等诸多问题，因此在考虑安全、经济等问题的前提下，可思考其他解决方案。对比大岗山电站、瀑布沟电站，其线路或母线装设有电抗器，对于其输电线路的电压分布及抑制工频暂态过电压等问题均有帮助，对于猴子岩电站可酌情考虑，同时，适当提高线路末端电站电压合格范围对该问题也有所帮助。

参考文献：

[1]李树旺，罗世霖.合理提高偏远线路电压质量的新技术[J].中国科技信息，2011（5）.[2]张淑萍.发电机组进相运行可行性研究和探讨[J].科技致富向导，2012（22）.