小水电接入电网对系统运行影响的研究

【前言】小水电接入电网对系统运行影响的研究由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。2 小水电接入运行对电压的稳定性影响研究 电网在丰水期低谷负荷时，会造成部分节点出现电压过高的问题，通过人员的研究分析，通过各种手段对系统进行全面的研究，并且针对电压和无功进行深入研究，提出解决方案。通过无功潮流与电压、电网的相关理论，结合网络选择合...

摘 要：在当今发展绿色环保技术的时代，小水电是一种清洁能源，小水电的发展对我国地方经济的发展有良好的促进作用。小水电分布式的电源特点，能够保障小区的供电安全。现在大部分的小水电站都是采用坝后式水电站，所以很容易受到季节影响，发电在旱季会造成供电不足的问题，在低谷负荷期，小水电站大量发电、负荷比较低，从而导致下水电集中上网，母线电压过高，很容易发生全事故。文章简单说明小水电运行对电网的影响。

关键词：小水电；电压；电网系统；运行影响对电网进行无功平衡分析，还针对电网运行时电压情况，确定其对系统电压的影响，这直接关系到电网系统运行的经济效益。通过对电网运行时的电压进行分析计算，然后接入下水电之后系统电压的变化情况，一直是人们关注的问题，相关工作人员进行深入研究。而对于小水电网在丰水期低谷负荷时，相关人员认真分析功率过剩的问题，以保证电压系统能够正常运行。不断深入研究，查清楚小水电接入电网之后对电网会产生什么影响，针对问题提出有效的解决措施，充分利用好小水电的优势，在节能环保的前提下，确保为用户输送电力的过程更加安全、高效。

1 小水电接入电网运行特点

小水电是指单机容量在5兆瓦以下的输电站运用发电。其改变了电网的负荷情况，在季节变化的时候很容易受到季节的影响。经过有关人员长时间的研究表明，丰水期大负荷、枯水期小负荷都能够正常运行，其电网系统的电压不会发生很大变化，整个电网系统运行十分稳定。坝式水电站的水头取决于坝高。目前坝式水电站的最大水头不超过300米。坝式水电站的引用流量较大，电站的规模也大，水能利用较充分。（由于筑坝，上游形成的水库，可以用来调节流量）目前世界上装机容量超过2000兆瓦的巨型水电站大都是坝式水电站。此外坝式水电站水库的综合利用效益高，可同时满足防洪、发电、供水等兴利要求。坝式水电站的投资大，工期长。由于工程规模大，水库造成的淹没范围大，迁移人口多。适用于河道坡降较缓，流量较大，并有筑坝建库的条件。

根据本人工作经验总结，故高坝大库的坝后式水电站仅适于建造在高山峡谷、淹没较小的地区。坝后式水电站的坝上游有较大容量的蓄坝式水电站水库可以调节流量，有利于加大电站的装机容量，能适应电力系统的调峰要求，水能的利用较充分，综合利用的效益也高，常可既发挥防洪作用，又满足其他兴利要求。

2 小水电接入运行对电压的稳定性影响研究

电网在丰水期低谷负荷时，会造成部分节点出现电压过高的问题，通过人员的研究分析，通过各种手段对系统进行全面的研究，并且针对电压和无功进行深入研究，提出解决方案。通过无功潮流与电压、电网的相关理论，结合网络选择合适的无功控制方式，利用无功补偿设备的特点和性能，确定了小水电接入电网运行造成的影响。坝式电站是以水体为储能介质，起调节作用。主要解决电力系统的调峰问题。系统负荷低时，利用系统多余的电能带动泵站机组将下库的水抽到上库（电动机+水泵），以水的势能形式贮存起来。系统负荷高时，将上库的水放下来推动水轮发电机组（水轮机+发电机）发电，以补充系统中电能的不足。随着电力行业的改革，实行负荷高峰高电价、负荷低峰低电价后，抽水蓄能电站的经济效益将是显著的。

3 小水电网的无功平衡与电压稳定

3.1 水轮大电机的安全极限

中国已建成有多种坝型、各种布置形式的坝式水电站。日常电厂运行的时候，为了确保机组能够安全运行，需要了解发电机的安全运行极限，保证其运行控制在一定范围内，针对每台机组不同的极限值进行维护。在分析的时候有固定的数学模型为研究提供可靠的数据，为工作人员更好的掌握极限值研究。

E0/Xd=Iscd

其中Xd为电抗常数，空载电压为额定电压时，此时电路成短路状态，与电流Ifo成正比。所以当电流额定值一定时，相应的励磁电流应该跟随电压变化。为了控制电压稳定必须了解定子发热运行极限、转子发热运行极限、原动机输出功率极限、静态稳定运行极限。其实，在实际生活当中会经常出现突然的加载使之达到极限，因此发电机应该留出余量，以便在不改变励磁的情况下，坝后式针对生活中的突发事件有足够的能力去面对。

3.2 额功率与电压控制

3.2.1 无功率平衡。电力系统的电压水平情况主要是看系统无功率供需平衡情况，由于系统频率和系统有功率供需平衡关系情况有很大的不同，所以需要认真研究无功电源发出的无功率损耗情况。更具统计的数据情况分析，从而判断系统中无功功率是否能够达到平衡状态。坝式水电站系统中各节点电压调节很容易受到现实生活中的环境或者其他方面影响，无功率传输就很难实现平衡，需要不同的节点之间相互支援和调节，减少节点之间相互影响[1]。

3.2.2 改变变压器变比调试。要想调节变压器两端电压，可以通过切换变压器的分接头，从而改变变比，以达到改变电压的效果，但是只有在系统无功功率电源充满状态时才会满足改变变比调试。如若不然，电压的改变不大而且会引起上一级电压下降，这样会严重影响电网系统运行，严重的情况下会导致电网崩溃。所以在改变电压之前，首先应该确定其无功功率电源状态是否正常，装设无功功率补偿装置，严重影响坝式水电站的性能发挥[3]。

3.2.3 改变发电机的极端电压。该方法不用额外投入成本，只需要通过发电机断电压励磁调节控制，从而改变调节器的电压。发电机的电压与发电机的无功功率输出成正比，大电机断电压升高也就意味着无功功率输出也增加，反之亦然。因此发电机的端电压的调节受发电机端电压的硬性影响，每当发电机输出功率改变到极限值的时候，发电机的调试工作并不能正常进行。经过有关人员研究，表示发电机无功输出极限与发电机的有功出力成反比。发电机具有进相运行的能力，但由于进相运行十分容易受到有功功率和无功功率的影响，受到限制。该进相运行造成两个主要问题，首先使发电机静态稳定极限降低，不能正常保护用电安全。另外使发电机端部发热情况更加严重，这样不利于电网系统的运行。所以经过降低发电机的动能，从而使发电机吸收电网的无功功率提高[4]。

3.3 无功补偿设备和电压

根据本人长期的工作经验，和相关人员的研究得出以下结论。首先设备需要有足够的调节能力，在整个送电系统中分布各个节点进行无功补偿，其容量一定要适应各个区域的负荷需要，才能适应系统中各种运行状态下的调节要求，并且保证系统各部分的电压始终保持在同一水平。当然，目前世界上最大的坝后式水电站当属中国的三峡水电站，总装机容量2250万千瓦。其次是每一区域都应该有足够的无功补偿调节能力，才能最佳有效的适应个区域负荷。不应该超过电网传输阻抗输送功率，保证电力系统能够负荷的分区平衡[5]。

4 结束语

综上所述，通过以上实验研究，电网系统的电压调整方式，针对小水电网在丰水期低谷负荷时，电网内电压的变化及电网升高的原因有了全面了解。电网无功率平衡对电网系统的电压稳定具有一定的控制作用，能够有效稳定小水电网在丰水期低谷负荷时电网的电压。只要控制电压在规定范围内，就要对电网的无功率进行控制，进而将电网的电压控制在合理的范围内。

参考文献

[1]刘志坚，梁宁，宋琪，等.含小水电群的风-水-火地区电网旋转备用协调优化策略研究[J].电力系统保护与控制，2015，12（10）：21-29.

[2]刘阳.分布式小水电对电网小干扰稳定性的影响研究[J].湖南大学，2012，22（14）：56.

[3]蹇超.恩施小水电接入电网的运行控制方法研究[J].华中科技大学，2012，12（5）：52.

[4]张力，刘俊勇，刘友波，等.清洁能源发电集群对电网的影响分析与市场机制探索[J].西华大学学报（自然科学版），2009，28（5）：32-35，44.

[5]王芳红.有小水电并网配电网的继电保护研究[J].浙江大学，2011，39（69）：144.