抽水蓄能电站对电网电压稳定性影响研究

抽水蓄能电站对电网电压稳定性影响研究

周玉洁1邵芳2

（1.国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211106；2.南瑞集团有限公司江苏南京211106）

摘要：国家社会经济的不断进步与发展，极大地促进了抽水蓄能电站发电技术的飞跃，研究其对电网电压稳定性的影响，对于提升电站的整体发电效果具有极为关键的意义。文章介绍了电网规划中抽水蓄能电站的考虑因素，提出了抽水蓄能电站造成配电网电压越限的应对措施，研究了抽水蓄能与电网企业关联性管理，望对相关工作的开展有所裨益。

关键词：抽水蓄能电站；电网电压；稳定性；影响

1前言

随着抽水蓄能电站发电条件的不断变化，对电网电压稳定性提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。

2概述

利用低谷时电力，将下库水抽到上库蓄能，待电网高峰负荷时，放水回到下库发电的水电站——称为抽水蓄能式水电站（如图）。在许多电网中因峰谷差扩大和多种经济原因，迫切要求调峰电源。抽水蓄能电站既是良好的调峰电源又具有电网调度上的高度灵活性。它与常规水电站相比，除了具有相同的调峰、调相和备用的功能外，还能利用电网低谷时的电力（称填谷），把电网内成本低的电能，转换为成本高，售价也高的峰荷电能，故可为整个电网带来经济效益。

国外抽水蓄能电站的出现已有一百多年的历史，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年先后建成岗南和密云两座小型混合式抽水蓄能电站，装机容量分别为11MW和22MW，与欧美、日本等发达国家和地区相比，我国抽水蓄能电站的建设起步较晚。

3电网规划中抽水蓄能电站的考虑因素

电网规划中首先需要考虑的是电力系统中负荷和电量的平衡，要满足高峰时段的电力需求，同时也要考虑电网的设备利用效率和投入产出收益。

抽水蓄能电站是一种特殊形式的水电站，当电力系统处于负荷低谷时，抽水蓄能机组启动抽水工况，相当于“电动机”，吸收电网中多余的电能，在抽水过程中将电网的电能转换成水的势能；当电力系统处于负荷高峰时，抽水蓄能机组转变为发电工况，相当于“发电机”，再将水的势能转变为电能，迎峰发电，对满足高峰负荷的适应性较好。

电网规划中必须考虑系统的容量备用。电力系统中若突发停电事故，将给社会带来巨大的经济损失。为满足电力系统正常供电的需要，除要求系统有足够的工作容量和必要的检修备用容量外，还要留有一定的负荷备用（一般为2%～5%）和事故备用容量（一般为8%～10%）。负荷备用和大部分事故备用容量要求处于旋转运行状态，在负荷突发和事故发生时快速响应。用抽水蓄能电站来作负荷和事故备用，技术上能迅速满足突发负荷变化和突发事故发生的要求，又可以节约火电机组热备用的煤耗。

电网规划中还需要考虑无功功率的平衡。电压是衡量电能质量的重要指标，电力系统无功功率不足或过剩时，电网电压会下降或上升，影响供电质量，危及系统安全运行。运行经验表明抽水蓄能机组具有较充裕的无功调节能力，不但在空闲时可供调相使用，在发电或抽水时也可根据系统无功平衡和电压调节的需求，对电压进行有效调控，满足电站和电网的运行需要，增加了系统的调压手段，有助于稳定电网运行电压，节省整个系统的投资和运行费用。

电网规划还要在不断变化的负荷特性下满足新能源大规模并网的需要。新能源出力的间歇性和不确定性给电网的调峰带来了很大的压力，而抽水蓄能电站是是解决电网调峰填谷问题的有效手段。抽水蓄能机组以其启停迅速、工况转换灵活、出力调整幅值大和增减负荷率快而成为最理想的调峰机组，具有双倍调峰能力，这是其他机组无法比拟的优点。

4抽水蓄能电站造成配电网电压越限的应对措施

①加强监测和调度管理以及考核处罚，控制各电站上网电压。在丰水期实际运行中，电站因经济利益驱动，为使发电机出力最大化，不断调高出口电压，各电站接入点电压上抬，导致整条线路的电压越限。必须合理控制电站的上网电压。②要求电站在低压侧（或者高压侧）安装TCR（自动无功补偿装置），其具有连续调节能力，可根据电站运行工况自动投切相应补偿容量，控制电站出口电压在合理范围，使得接入点和配电网首、末端电压不越限。③在电站较多的35kV变电站，将主变更换为宽幅有载调压型，对电压进行有效的调整。如我县35kV铁佛变电站，原主变为普通型，10kV母线电压合格率较低，现更换为宽幅有载调压型后，母线电压合格率大幅提高。④当10kV馈路较长，而在电站接入点在线路中前端，用电负荷又集中在线路末端时，可采用10kV调压变。⑤局部地区，在有电站接入的10kV线路上，T接着较长10kV分支线，分散型安装有少数农村配变，可采用调容调压型配电变压器，即可控制投资造价在合理范围，又能有效解决农村偏远地区负荷高峰、低谷差较大，电压质量差的问题。

5抽水蓄能与电网企业关联性管理的思考

①成立电站协会。成立电站协会是在借鉴国内协会管理经验的基础上形成的管理理念。可以增强电站各部门之间的沟通，协调各种发展关系。电站协会应该由政府授权，主要职能是管理和指导电站经营行为和遵守电网调度管理。②以安全生产监督为手段，确保电网安全运行。随着社会经济发展，电站投资主体逐步多元化。因此，应该高度重视安全管理工作，积极采取有效措施监督和督促电站企业加大安全投入，配置齐全安全工器具，完善各类标志、标示等，认真开展安全培训工作。为电站企业安全生产和电网安全运行奠定基础。③加快电站技术升级。伴随着科技的发展，各种新技术、新设备以及新工艺在电力企业获得广泛应用。电力企业必须有计划、有步骤地推行新技术的使用。电站应该以科技创新为动力，重视科技对电站发展的促进作用，全面提高电站的技术装备水平，电网安全可靠运行提供技术保障。④提高管理人员综合水平。电站要高度重视管理人员和运行人员综合素质，提高准入门槛，积极鼓励职工通过自学或者培训等方式，提高自身的业务技能和综合素质。应该不定期抽取部分职工参与技能培训，为培育骨干人才打下坚实基础。应该注重电站内部改革的重要性，建立健全的法人制度，以有效的奖励机制鼓励企业职工，不断提高电站管理人员和运行操作人员的综合素质。⑤把好验收、整改关。电站应该注重验收和整改的重要性，建设项目各分项和环节必须符合设计，达到质量要求，实行“零缺陷”投运。在各项验收和竣工验收合格并提供相关资料的前提下，才能并入电网运行。⑥加强电站调度管理。要求电站安装调度信息监测系统，在上网接入点安装智能型真空开关等，通过技术手段逐步实现对电站的遥信、遥测、遥控。要根据电网情况和电站实际制定合理的负荷曲线和运行方式，编制和修订调度规程，实现安全经济运行。

6结语

通过对抽水蓄能电站对电网电压稳定性影响的研究，我们可以发现，该项工作理想效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从客观实际出发，充分利用既有优势资源与条件，研究制定最为符合实际的实施方案。

参考文献

[1]彭炽刚，陈晓华.电站集中上网电网无功电压建模分析与控制策略[J].水电站机电技术.2017（11）：60-63.

[2]王利国.错峰发电提升电站上网线路电压质量[J].农村电气化.2017（01）：115-116.

[3]刘友仁，詹涛，黄瑛，程振宇.电站电压调整及监测系统的前期研究[J].农村电气化2016（21）：88-89.

[4]刘品含、王靖淳.我国抽水蓄能电站存在的问题及前景展望优先出版.[J].电子制作，2015，07：247.