关于抽水蓄能电站接入系统的研究

【摘 要】抽水蓄能电站接入系统作为电力建设发展的基础，其建设质量对电网系统具有非常重要的作用。本文通过对抽水蓄能电站接入系统中的相关问题进行分析，对潮流稳定计算及设计、失稳机理分析及设计、保证接线系统稳定措施等进行分析。与此同时，文章将A省抽水蓄能电站设计状况对抽水蓄能电站接入系统现状进行分析，现研究结果如下。

【关键词】抽水蓄能电站；接入系统；建设

作为当前电网建设的重要内容，抽水蓄能电站可以有效提高水利发电效果，改善我国电网运行状况，对我国社会主义发展具有非常好的促进作用。但近年来我国抽水蓄能电站事故多发，电站波动情况较大，蓄能机组接入系统质量水平较为低下，如何提高抽水蓄能电站建设效果已经成为人们关注的焦点。通过对抽水蓄能电站接入系统效果进行分析，增强蓄能电站接入系统的反应能力及紧急启动状况，已经成为改善水电建设现状的关键。

1 抽水蓄能电站状况

抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。又称蓄能式水电站。我国在上世纪60年代后期才开始研究抽水蓄能电站的开发，于1968年和1973年先后建成某两座小型混合式抽水蓄能电站，装机容量分别为11MW和22MW。上世纪80年代中后期，我国电网规模不断扩大，形成了以广东、华北和华东等以火电为主的电网系统，电性能明显提升。但是在该时期的电网缺乏完善的调整手段，电网的电量非常容易出现运转不均匀等状况，导致经济运行与电源结构调整出现问题。因此，国家有关部门组织开展了较大范围的抽水蓄能电站资源普查和规划选点，对抽水蓄能电站发展进行规划。

2 抽水蓄能电站接入系统内容研究

随着我国信息技术的不断进步和建设工程的不断完善，抽水蓄能电站应用效果已经得到显著提升。将抽水蓄能电站接入系统作为电网运行的基础，对其系统内容进行细化研究，可以从根本上提高电网运行质量，提高电荷控制效果。

2.1 潮流稳定计算及设计

潮流稳定计算的过程中要保证电网之间的相互独立，对电网之间可能出现的事故问题进行预防控制。潮流稳定计算可以500kV交流联网线与区域电网之间的联系度，提高联网线之间的关系效果，维持联网线1回规模。电网孤网运行作为抽水蓄能电站接入系统的一项主要运行方式，已经成为抽水蓄能电站接入系统不可或缺的一部分。在该部分发展的过程中要对HN电网联网效果、孤网运行效果进行全面分析，对抽水蓄能电站之间的大方式发电、小方式抽水运行内容进行拓展，从根本上提高抽水蓄能电站水平。计算潮流稳定负荷的过程中要对冬季负荷及夏季负荷运行效果进行合理分析，对HN电网负荷计算、电源开机出力等状数据进行运算，建立潮流稳定指标体系。

设计的过程中要针对潮流稳定计算结果对线路回路进行选取。夏季大负荷方式一般选取TY双回线路送出，保证LF双回、CJ核电-DC双回线路送出；夏季小负荷方式一般选取QZ抽水蓄能电站抽水运行，主要保证CJ核电-QZ双回线路送入。要对不同季节的双回绚烂进行补充，依照电荷状况及运转状况对夏冬季节的线路进行合理设置。

2.2 失稳机理分析及设计

孤网方式的系统稳定性一般远远低于联网方式，该种线路连接过程中单回线路的三相非常容易出现永久性短路故障，导致系统出现失稳现象。除此之外，孤网方式对冬季的小负荷稳定曲线的分析效果较差，对冬季电网之间的负荷状况存在明显差异。对孤网方式及联网方式的抽水蓄能电站故障曲线状况进行分析可以明显得出：

（1）联网冬季小负荷方式下孤网方式的运行效果远远低于联网方式，两者之间的机组功角差可以达到105度左右，故障暂态角存在明显差异，出现状况后孤网方式系统母线电压变化非常明显，稳定性大幅降低。

（2）联网冬季小负荷方式故障发生后的失稳机理控制效果良好，两者之间的联网线电网多为无功支撑，机组之间的功角差单调增大，系统稳定性焦超。

在对上述部分内容进行设计的过程中，相关人员要对联网和孤网的冬季负荷方式稳定曲线进行全面分析，针对两者的暂态失稳现象及故障稳定保持现象等进行全面分析，明确故障状况。要对联网及孤网中的系统容量进行合理选取，对外部无功支撑内容进行针对性处理，提高系统的无功裕度。

2.3 保证接线系统稳定措施

我国抽水蓄能电站接入系统整体水平较为低下，建设操作还存在诸多漏洞。影响抽水蓄能电站接入系统稳定性的相关因素主要包括电网状况、系统容量、电荷状况等。在对上述问题进行解决的过程中，相关人员必须保持：（1）减少CJ核电机组的出力状况，保证机组单机容量在85%左右；（2）适当降低QZ抽水蓄能电站运行机组数量，尽量保持在；1～2台左右；（3）降低可能出现的故障状况，对故障内0.2s左右可能出现的QZ抽水蓄能机组运转状况及时进行切除；（4）控制可能出现的故障时间，尽量选取故障时间在0.1s左右，减少电机电抗问题发生率；（5）适当增加发电机的转动惯量，保证机组的参数在最优状况中，一般转动惯量设计主要保证该在375r/min左右。在对抽水蓄能电站接入系统进行设计的过程中要对联网故障中可能出现的问题及时进行控制，对设备、电压、环境等进行全面控制。

3 抽水蓄能电站接入系统应用状况

当前A省投运的抽水蓄能电站主要采取500kV电压接入等级系统对电站接入系统进行接入，电站在接入过程中出线一般使用3回方式。在进行蓄电分期的过程中，工程系统主要分为2期建设，1期建设的过程中主要在1994年之间投产完毕，建设规模主要保证在8*300MW之间。电厂装机过程中整体的装机比例已经达到了2.3%。

目前在A省规划建设的过程中，a及b的抽水蓄能电站接入系统已经基本完成了整体的评审及评价工作，抽水蓄能电站接入系统已经基本完成了全体的系统接入要求，系统输变电工程逐渐开始展开，形成了良好的抽水蓄能电站建设系统。上述抽水蓄能电站系统的接入方式及接线主要状况为：

（1）a抽水蓄能电站：a抽水蓄能电站主要是在a市郊区，距离市中心主要为75km，机容量主要在4*320MW，该抽水蓄能电站主要计划于2014年进行投产。当前a抽水蓄能电站接入系统主要是将500kV的等级电压作为基础连接电压，规划出线为3回，1回与花都500kV变电站连接，除此之外，1回还可以在一定情况下与“π”线连接，形成抽水蓄能电站与贤令山-花都之间线路的系统连接。

（2）b抽水蓄能电站：b抽水蓄能电站距离市中心大约20km左右机容量主要在4*3000MW，该该抽水蓄能电站主要计划于2014或2015年进行投产。当前b抽水蓄能电站接入系统主要是将220kV的等级电压作为基础连接电压，规划出线为4回，1回与远山站变电站连接，2回与500kVb站母线侧连接，形成抽水蓄能电站母线的分段接线，提高抽水蓄能电站接入系统的运行与接入状况。

4 总结

通过对抽水蓄能电站进行应用可以有效提高电网负荷较低时可能出现的多余电荷浪费，提高对电能的综合使用效果，对我国经济集约型社会建设具有至关重要的作用。与此同时，该电站还可提高系统中火电站和核电站的效率。在进行抽水蓄能电站建设的过程中，相关人员要对上述问题进行全面分析，对抽水蓄能电站发展进行展望，确保我国电网建设又好又快发展。

参考文献：

[1]崔继纯.抽水蓄能电站规划及可持续发展研究[J].水电能源科学，2008（03）.

[2]徐帆，刘军，张涛等.考虑抽水蓄能机组的机组组合模型及求解[J].电力系统自动化，2012（12）.

[3]唐海华，黄春雷，丁杰.混合式抽水蓄能电站优化调度策略[J].电力系统自动化，2011（21）.