石耀飛 李鵬飛

(中國(guó)平煤神馬集團(tuán)藍(lán)天化工股份有限公司 中原甲醇廠，河南 平頂山 467000)

一 受端系統(tǒng)的增強(qiáng)

受端系統(tǒng)是以電力系統(tǒng)中負(fù)荷集中地區(qū)為中心，接受遠(yuǎn)方電源輸入的有功功率，并包括鄰近的大、中、小型發(fā)電廠，用較緊密的電力網(wǎng)將負(fù)荷和這些電源連接在一起。

受端系統(tǒng)的加強(qiáng)，不單純是網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的加強(qiáng)，還要使受端系統(tǒng)內(nèi)有一定容量的地區(qū)發(fā)電容量，其主力發(fā)電廠應(yīng)直接接入相應(yīng)的高壓主干電網(wǎng)，它們?cè)谡＿\(yùn)行方式下，是全系統(tǒng)的共同電源，并通過主干電網(wǎng)對(duì)地區(qū)負(fù)荷供電;事故情況下，不僅能用以保證對(duì)地區(qū)重要負(fù)荷的供電需要，同時(shí)還是受端系統(tǒng)的堅(jiān)強(qiáng)電壓支持點(diǎn)，在故障存在和切除后維持電力系統(tǒng)的電壓水平，并使遠(yuǎn)方電源的穩(wěn)定水平大大提高，減少電力系統(tǒng)事故擴(kuò)大的可能性。

在實(shí)際工作中，往往由于發(fā)電廠的最終容量不定，或者高壓電網(wǎng)的出現(xiàn)較遲，或者過多地考慮直接供應(yīng)地區(qū)負(fù)荷，因而使大容量的發(fā)電廠接于較低電壓的電網(wǎng)。這不利于加強(qiáng)受端系統(tǒng)的電壓支持，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是不利的。同時(shí)往往會(huì)由于缺乏足夠的向電力系統(tǒng)輸電的能力，而出現(xiàn)有電送不出去的現(xiàn)象。

受端系統(tǒng)同時(shí)應(yīng)有足夠的無功功率事故補(bǔ)償能力。事故后無功功率不足的原因還可能由于發(fā)電機(jī)失磁時(shí)要從電力系統(tǒng)中吸收相當(dāng)于發(fā)電機(jī)容量的無功功率;輸電線路斷開而失去線路的充電無功功率，并因?yàn)閷⒇?fù)荷轉(zhuǎn)移到其他線路而使線路的無功功率損耗增大。在沒有足夠的無功功率事故緊急補(bǔ)償能力時(shí)，可以采取切除受端系統(tǒng)中部分負(fù)荷的措施，或者在必要時(shí)切除失磁機(jī)組等。

二 電源接入

一定規(guī)模的發(fā)電廠(或機(jī)組)應(yīng)該根據(jù)發(fā)電廠的規(guī)劃容量、單機(jī)容量、送電距離和送電容量，以及其在電力系統(tǒng)中的地位和作用，直接接入相應(yīng)一極的電網(wǎng)。一般可按分層分區(qū)的原則將電源接入主電力系統(tǒng)。分層是指按電壓等級(jí)分層，不同單機(jī)容量的發(fā)電廠，應(yīng)根據(jù)送電需要和電力系統(tǒng)情況直接接入相應(yīng)電壓等級(jí)的電網(wǎng)。分區(qū)是指在分層下按負(fù)荷及電源的地理分布特點(diǎn)來劃分供電區(qū)。一個(gè)電壓層可劃分為一個(gè)供電區(qū)，也可劃分為幾個(gè)供電區(qū)。根據(jù)我國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，在負(fù)荷中心建設(shè)的主力發(fā)電廠，單機(jī)容量在500MW 以上的機(jī)組，或規(guī)劃容量為1200MW 以上的發(fā)電廠，一般宜直接接入50kV 電壓的電網(wǎng);200—300MW 左右的機(jī)組，或500—1200MW 的發(fā)電廠，應(yīng)結(jié)合發(fā)電廠的規(guī)劃容量，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證后，確定接入220—500kV 中某一級(jí)電壓的電網(wǎng)。在一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家中，接入最高一級(jí)電壓的電網(wǎng)的發(fā)電廠容量占全系統(tǒng)發(fā)電總?cè)萘康谋戎匾堰_(dá)40%以上。

在考慮電網(wǎng)結(jié)構(gòu)時(shí)，要注意分散外接蟲源，以避免在嚴(yán)重事故情況下因負(fù)荷轉(zhuǎn)移而使事故連鎖擴(kuò)大。每個(gè)外接電源的輸送容量一方面應(yīng)保證能送出該電源的全部容量，如水電廠送電線路的傳輸能力應(yīng)能適應(yīng)大發(fā)水電和調(diào)峰的需要;另一方面又不能因?yàn)樵谑鹿是闆r下失去這個(gè)電源，或者這個(gè)電源與系統(tǒng)失步，而影響受端系統(tǒng)供電，或影響受端系統(tǒng)與其他外部電源所組成的電力系統(tǒng)同步運(yùn)行。因此，輸送到受端系統(tǒng)的電源支路的傳輸功率占系統(tǒng)總功率的比重不能過大。每一送電回路的允許輸送功率又與受端系統(tǒng)的運(yùn)行條件有關(guān)，如受端系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用容量大小、受端系統(tǒng)與相鄰電力系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)線功率支援、按頻率下降自動(dòng)減負(fù)荷的能力和條件等。

三 電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

為了簡(jiǎn)化電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平，節(jié)約投資，一個(gè)單元的輸電容量不應(yīng)超過全系統(tǒng)總?cè)萘康囊欢ū壤?，一般不?yīng)大于受端系統(tǒng)的備用功率。因?yàn)樵谇谐收蠁卧?，電力系統(tǒng)將失去一個(gè)發(fā)電機(jī)單元的功率。如果受端系統(tǒng)備用不足的話，將使電力系統(tǒng)頻率降低，以致要切除負(fù)荷，并危及電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。

應(yīng)該避免幾組電線路在電源側(cè)互聯(lián)，因?yàn)槿我唤M送電回路故障，都會(huì)使該回路的功率轉(zhuǎn)移到相鄰的其他回路，有可能導(dǎo)致相鄰回路的負(fù)荷突然增大。如果負(fù)荷超過該回路的輸送容量時(shí)，將使線路過負(fù)荷自動(dòng)斷開，剩下的健全回路的負(fù)荷將進(jìn)一步增大，有可能再斷開另一回線路。相繼斷開線路的結(jié)果，有可能擴(kuò)大事故，使電力系統(tǒng)互解。如果從正常狀態(tài)時(shí)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行出發(fā)，有必要將幾回送電線路在送端或中途連在一起時(shí)，應(yīng)考慮在事故時(shí)能快速解列或切機(jī)，以防止由于負(fù)荷轉(zhuǎn)移而擴(kuò)大事故。

在多回平行輸電線路間有橫向聯(lián)系的接線方式(當(dāng)然也包括送端電源的互聯(lián))叫并聯(lián)接線方式。這種接線方式的缺點(diǎn)是:當(dāng)一回線路發(fā)生故障時(shí)除了上述負(fù)荷轉(zhuǎn)移的問題外，將使電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移阻抗增大很大，影響事故后的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。與沒有中間開關(guān)站的接線方式比較，這種方式的暫態(tài)穩(wěn)定性和故障后的靜態(tài)穩(wěn)定性均比較高。顯然，中間開關(guān)站的數(shù)目較多，其對(duì)提高穩(wěn)定性的作用越大。

在高低壓環(huán)網(wǎng)中，因?yàn)橐话愕蛪弘娋W(wǎng)的輸送容量比高壓電網(wǎng)要小得多，所以當(dāng)高壓線路故障時(shí)，將使大量功率轉(zhuǎn)移到低壓電網(wǎng)上去，導(dǎo)致低壓電網(wǎng)的過載或失去穩(wěn)定等連鎖性故障，因此是不安全的。高低壓環(huán)網(wǎng)一般是在電源和電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展過程中的過渡狀態(tài)。例如，由于電源的增大，相應(yīng)的高壓輸電線出現(xiàn)較遲，就不得已在開始階段應(yīng)用多回低壓線路送電，然后再新建高壓線路形成高低壓環(huán)網(wǎng)。

應(yīng)避免長(zhǎng)距離單回輸電線。其線路阻抗較大，很難確保其輸電容量較大，一旦出現(xiàn)故障將會(huì)失去全部輸電能力。在電力系統(tǒng)發(fā)展初期，單回輸電線較為普遍。如果屬于重要干線，即輸送容量占受端系統(tǒng)總?cè)萘康谋戎剌^大者，應(yīng)考慮盡快建設(shè)第二回線路;或者相應(yīng)改善受端系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，增加保持受端系統(tǒng)電壓和頻率的措施;或者應(yīng)用單相自動(dòng)重合閘等技術(shù)措施，以提高穩(wěn)定水平。對(duì)于由幾級(jí)電壓線路串聯(lián)的單回線路，則應(yīng)及時(shí)使較低電壓線路升壓或改建，形成統(tǒng)一電壓的輸電線路。

四 結(jié)語

端系統(tǒng)、電源的接入、輸電線路的結(jié)構(gòu)等方面在很大程度上決定電力系統(tǒng)穩(wěn)定的水平。所以，應(yīng)在國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和資源合理開發(fā)利用的指導(dǎo)思想下，一定要綜合全面考慮，統(tǒng)籌好配套設(shè)施的建設(shè)，確保電力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

［1］洪佩孫.關(guān)于電力系統(tǒng)穩(wěn)定(Ⅱ)［J］.江蘇電機(jī)工程.2002(01).

［2］彭雪峰，向蝶.電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析［J］.信息系統(tǒng)工程.2009(11).