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关停小机组对电网安全稳定性的影响

文档作者：魏新泉常喜强鲁新张伟奎文档来源： 1．乌鲁木齐电业局 2．新疆电力公司		点击数：	更新时间： 2021年06月06日
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热电技术 2012年第2期(总第114期)
关停小机组对电网安全稳定性的影响
魏新泉 ，常喜强 ，鲁新 ，张伟奎
(1．乌鲁木齐电业局，新疆乌鲁木齐830011；2．新疆电力公司，新疆鸟鲁木齐830001)
摘要 结合乌鲁木齐地区电网运行状况，从电压安全稳定
性的角度出发，在国电红雁池发电厂(简称红电)小机组关停
后，对乌鲁木齐电网的影响进行了分析和讨论，针对存在的
电压问题提出了相应的措施和建议，对保证乌鲁木齐电网安
全稳定运行具有重要的指导意义。
关键词 电网 小机组关停电压稳定
1 前言
中小火电机组是我国电力工业发展过程中的一
个阶段性产物，具有一定的社会和经济背景⋯ ，在一
段时期内曾为缓解供电紧张做出过积极贡献。为了
落实科学发展观，中小火电机组由于煤耗高、污染
重、效率低、设备老化、发电出力能力弱，机组处于随
时停运的状态 。红电根据国家进一步加强淘汰落
后产能工作要求，已连续关停4台25MW、2台50
MW落后小机组。9号机组(110 MW)也完成其近
16年的使命正式“退役” 。由于红电小机组已全
部关停，对乌鲁木齐南部地区电网的供电能力降低，
随之给该地区电网带来一系列供电问题，对电网电
能质量、运行方式、网架结构等方面产生较大影响。
因此，针对红电小机组关停后的电网进行电能质量、
运行方式、网架结构等方面进行分析。并着重分析
了该地区电网电压变化的程度，以此引起运行方式
变动的原因，以及网架结构存在的问题。
2 电网简介
2．1 南部电网情况
目前，乌鲁木齐地区电网已形成了220kV环形
送电网、1lOkV环形加链形输电网，正常方式下
1 lOkV变电站呈辐射性网架 ，见图1。
— o一35kv变电站及线路 水利厅风电
图1 乌鲁木齐南部电网示意图
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热电技术 2012年第2期(总第114期)
然而，在乌鲁木齐南部电网只有红电一处电源，
该电厂负责接带了南部地区6座110kV变电站和6
座35kV变电站，同时，电厂内部两台联络变也承担
着部分风电上网的任务。红电作为南部电网唯一的
电源支撑，对该地区电网的电压、运行方式等方面影
响较大，尤其是当风电大发时，需要从电网下网大量
的无功，而红电小机组未关停前，电厂可为风电场提
供无功，实现无功就地平衡，减少电网无功穿越。
2．2 小机组退役情况
红电地处乌鲁木齐电网负荷中心，对乌鲁木齐
220kV、110kV网架有一定的支撑作用，自并网之日
起为乌鲁木齐地区电力供应、电网安全稳定运行起
了很大的作用，但根据节能减排，新疆电网小火电机
组关停计划，红电(4×25+4×50+1×110)MW机
组将相继关停。
红电小机组在关停之前分别接在该电厂升压站
的220kV及110kV母线上，见图2。关停前，红电均
有机组能直接为110kV及35kV接带的变电站提供
电源，供电的电气距离较短，从220kV主网下网较
少，乌鲁木齐南部110kV及35kV各变电站的运行电
压均处于较好的水平，该地区电网的运行方式也均
处于正常方式。国电红雁池发电有限公司为了乌鲁
木齐市的“蓝天工程”，在红电投运了2台300MW 的
大机组后，陆续关停了污染较大的小机组。目前，红
电电气一次接线情况见图3。
图2 红电小机组关停前的接线示意图
图3 红电小机组关停后的接线示意图
3 对电压稳定性的影响
红电小机组陆续关停，对电网影响较大，本文使
用电力系统综合稳定分析(WPSASP)对乌鲁木齐南
部电网进行仿真校验。3．1 正常运行方式
红电接带的110kV及35kV变电站已有电容器
均全部投入。通过仿真计算得到地区电网运行情况
见表1。
表1 电压运行情况
由列表可知，红电小机组退役后，由于发电和无
功补偿不足的原因，上述各站电容器虽然已全部投
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人运行，但电压仍然越下限，造成南部地区电压偏
低。
魏新泉等：关停小机组对电网安全稳定性的影响
当风电大发时，红电无法实现无功就地平衡，风
电将大量从220kV主网下网无功，造成电网无功穿
越较大，这也就进一步加重了该地区电压下降严重
的情况。
3．2 N一1情况分析
a． 目前，红电通过两台联络变接带负荷。若
红电一台联络变检修或是故障停电时，另一台运行
联络变将过载达160％，，运行母线电压严重偏低，最
低达到105kV以下，严重威胁电网安全。需考虑检
修和事故情况下安排110kV负荷转出至相关对侧变
电站，这将造成220kV老满城变电站或是220kV八
户梁变电站负荷压力增加，甚至会造成220kV老满
城变电站或是220kV八户梁变电站主变满载的情
况，同时系统的损耗增加。
b． 乌鲁木齐南部电网中，除了红电的火电出
力还有达坂城地区部分风电出力为该地区提供电
源。若风电机组停机，将造成该地区电源出力不足，
需要从220kV主网下网大量有功，以达到该地区电
力供需平衡，但是，这将造成红电两台联络变满载或
是过载。运行母线电压严重偏低，最低达到1 13kV
以F。
e． 由于乌鲁木齐城网目前I10kV变电站均为
母线分列运行方式，当对侧线路检修或者跳闸时，负
荷转移至红电接带，红电将因缺少电源支持造成电
压偏低，供电可靠性下降。
上述情况均是由于红电小机组关停，造成电源
出力不足，影响了乌鲁木齐南部地区电网的安全稳
定运行，使电网处于高风险状态，对该地区电网的电
能质量、运行方式、设备安全等方面影响较大。
4 措施分析
根据上述分析，电厂停运后，电网存在很多问
题，针对所有问题逐个提出解决方案。
方案一：加装无功补偿装置
在地区电网重要节点加装无功补偿装置。在芨
芨槽子变电站加装无功补偿装置，通过仿真计算得
到地区电网运行情况见表2。
表2 新增装置后地区电压运行情况
从计算结果可知，红厂小机组停运对地区电网电压
影响较大，在芨芨槽变侧加装一组无功补偿装置
(5000kvar)，使110kV各变电站在低电压情况下勉
强维持运行，35kV末端变电站电压偏下限运行。为
使该地区电网各站电压处于合格范围内运行，终端
变电站的电容器均需投入，使该地区变电站没有调
压裕度和灵活性。
方案二：增加220kV布点接带
由于南部地区电网缺少220kV变电站作为电源
支撑点，造成1 10kV及35kV变电站只能接至红电升
压站，加重了红电联络变的负载压力，使得地区电网
受电厂联络变的制约。为了解决目前的供电问题，
建议在该地区增加220kV变电站，改善该地区电网
不合理的网架结构。
将退役后的电厂升压站从电网枢纽点转移出
来，通过220kV站与系统紧密联系，增加供电可靠性
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及供电能力。
方案三：调整运行方式
鉴于红电小机组对地区电网的影响，也可考虑
调整红电两台联络变的运行方式。将两台联络变分
别接带红电升压站两段110kV母线，联络变及
110kV母线分裂运行。由于联络变容量有限，此运
行方式势必将造成部分110kV变电站转出，形成单
电源供电，供电可靠性降低。
5 方案评价及存在的问题
5．1 方案评价
由上述三种方案分析可知，加装无功补偿装置
虽能使电压情况有所改善，但电压水平仍然处于偏
下限运行；调整运行方式则只能缓解红电联络变负
载压力，并不能彻底解决电网电压水平偏低，供电可
靠性较低的问题；唯有新增220kV变电站布点能最
终改善南部电网电压水平、运行方式以及供电可靠
性等方面的问题。
5．2 改造后存在的问题
虽然220kV新增变电站及其110kV配套送出工
程的建设基本解决了电厂关停后对乌鲁木齐南部电
网的影响，但同时也带来新的问题，尤其是在220kV
变电站建设的过渡期，虽然站内无功补偿装置能保
证该地区的无功就地平衡，电压水平恢复到合格范
围内，但可能出现单台主变接带乌鲁木齐南部地区
负荷，电源单一、负荷接带能力依然不足，供电可靠
性不高等问题。
6 结束语
从电压安全稳定分析方面就红电小机组关停对
电网进行了分析，明确了电网存在的问题。在保证
电网电压安全稳定性方面，提出以下几点措施改善
电网运行情况：
a． 加装无功补偿设备。在电网位置重要的变
电站加装无功补偿装置，使无功能分层分区，就地平
衡，减少电网的无功穿越，保证系统电压在合格范围
内运行，达到系统安全稳定运行的要求。
b． 优化南部地区电网，增加220kV电源支撑
点。为了解决目前的供电问题，建议在该地区增加
220kV变电站，改善该地区电网不合理的网架结构。
参考文献
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能分析与建议[J]，节能技术．2010，28(5)
2．杨伟龙，等．大唐珲春发电厂小机组停运对延边地区
电网的影响[J]，吉林电力．2008，36(6)
3．新疆电网2011年运行方式[R]，乌鲁木齐：新疆电力
公司电力调度通信中心，2011年。
4．新疆电网2012年安全稳定评估报告[R]，乌鲁木齐：
新疆电力科学研究院，201 1年
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