中國儲能網(wǎng)訊:導語:為了能遠距離送電,不得不構(gòu)成無數(shù)的不安全100/50萬伏電磁環(huán)網(wǎng);而且遠方電源都難以分散向各個負荷中心送電;完全違反現(xiàn)行《導則》在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上的“三分”規(guī)定。除了浪費上萬億元投資外,在安全上或?qū)⒉饺氡泵?、歐、巴西重大停電的道路,嚴重破壞我國電網(wǎng)30年來的安全基礎(chǔ)。
近期電監(jiān)會發(fā)布《2011年電力安全監(jiān)管情況報告》提到, 2011年,我國電網(wǎng)實現(xiàn)了除臺灣以外的全國聯(lián)網(wǎng),以及與俄羅斯等國的跨國互聯(lián)。隨著電網(wǎng)聯(lián)系日益緊密,交直流混聯(lián)電網(wǎng)特性越發(fā)明顯,電力系統(tǒng)運行控制難度不斷增加,電網(wǎng)大面積停電風險依然存在。
首先,主干電網(wǎng)運行控制日趨復雜。
多個遠距離特高壓和超高壓跨區(qū)直流輸電系統(tǒng)相繼投運,相關(guān)區(qū)域電網(wǎng)主要輸電斷面的系統(tǒng)潮流分布、穩(wěn)定特性變化較大,運行方式安排更加復雜,交直流混聯(lián)運行對主干電網(wǎng)運行控制提出了更高技術(shù)要求。部分主干電網(wǎng)功率振蕩時有發(fā)生,電磁環(huán)網(wǎng)問題較為普遍,個別長距離輸電斷面暫態(tài)穩(wěn)定問題突出,個別受端電網(wǎng)電壓存在失穩(wěn)風險,超高壓交流系統(tǒng)在運行中仍存在較多風險因素。
電磁環(huán)網(wǎng):應(yīng)該叫高低壓電磁環(huán)網(wǎng),是指兩組不同電壓等級的線路通過兩端變壓器磁回路的鏈接而并聯(lián)運行。高低壓電磁環(huán)網(wǎng)中高壓負荷斷開引起負荷轉(zhuǎn)移,由于高壓線路輸送容量遠遠大于低壓線路,當高壓線路跳閘后,潮流轉(zhuǎn)移到低壓線路中,低壓線路容易過載,可能引起事故擴大,系統(tǒng)穩(wěn)定破壞。因此對于復雜的高低壓并存的大電網(wǎng)來說,很多地方存在電磁環(huán)網(wǎng)的現(xiàn)象,在進行方式考慮的時候就要進行必要的解環(huán),斷開低壓電網(wǎng)中的某條線路使其空載運行,強行解開電磁環(huán)網(wǎng)。
電磁環(huán)網(wǎng)對電網(wǎng)運行主要有下列弊端:
(1)易造成系統(tǒng)熱穩(wěn)定破壞。如果在主要的受端負荷中心,用高低壓電磁環(huán)網(wǎng)供電而又帶重負荷時,當高一級電壓線路斷開后,所有原來帶的全部負荷將通過低一級電壓線路(雖然可能不止一回)送出,容易出現(xiàn)超過導線熱穩(wěn)定電流的問題。
(2)易造成系統(tǒng)動穩(wěn)定破壞。正常情況下,兩側(cè)系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)阻抗將略小于高壓線路的阻抗。而一旦高壓線路因故障斷開,系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)阻抗將突然顯著地增大(突變?yōu)閮啥俗儔浩髯杩古c低壓線路阻抗之和,而線路阻抗的標么值又與運行電壓的平方成正比),因而極易超過該聯(lián)絡(luò)線的暫態(tài)穩(wěn)定極限,可能發(fā)生系統(tǒng)振蕩。
(3)不利于經(jīng)濟運行。500kV與220kV線路的自然功率值相差極大,同時500kV線路的電阻值(多為4×400平方毫米導線)也遠小于220kV線路(多為2×240或1×400平方毫米導線)的電阻值。在500/220kV環(huán)網(wǎng)運行情況下,許多系統(tǒng)潮流分配難于達到最經(jīng)濟。
(4)需要裝設(shè)高壓線路因故障停運后聯(lián)鎖切機、切負荷等安全自動裝置。但實踐說明,若安全自動裝置本身拒動、誤動將影響電網(wǎng)的安全運行。
一般情況中,往往在高一級電壓線路投入運行初期,由于高一級電壓網(wǎng)絡(luò)尚未形成或網(wǎng)絡(luò)尚不堅強,需要保證輸電能力或為保重要負荷而又不得不電磁環(huán)網(wǎng)運行。
其次,局部地區(qū)電網(wǎng)存在薄弱環(huán)節(jié)。
部分地區(qū)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與負荷發(fā)展不匹配,單線單變供電普遍存在,老舊設(shè)備較多,設(shè)備設(shè)施運維難度大,供電可靠性較差。
部分地區(qū)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理,短路電流超標,電網(wǎng)被迫分片運行和拉停線路,對電力供應(yīng)造成影響。部分地區(qū)發(fā)電廠接入的電壓等級不合理,造成電網(wǎng)抵御突發(fā)事件的能力不足。
2011年,國家電網(wǎng)局部地區(qū)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不能完全滿足電力需求,電網(wǎng)運行仍大量依賴安控系統(tǒng),達到電力安全事故等級的電網(wǎng)有功控制裝置共42套,電網(wǎng)嚴重故障后存在大量減供負荷風險。同期,南方電網(wǎng)發(fā)生交流故障導致直流換相失敗23次。南方電網(wǎng)存在楚穗直流大負荷運行雙極閉鎖、多回直流同時閉鎖或持續(xù)換相失敗、穩(wěn)控裝置或主保護拒動等情況,導致主網(wǎng)穩(wěn)定破壞并造成大面積停電的風險。此外,西南部分地區(qū)“單線單變”情況較為突出,供電可靠性有待進一步提高。
電力系統(tǒng)安全運行過多依賴電力二次系統(tǒng),致使二次系統(tǒng)控制難度大且運行策略復雜,電力二次系統(tǒng)安全風險依然存在。
風電、光伏等新能源發(fā)電大規(guī)模集中接入加大了電網(wǎng)安全運行風險。
如甘肅河西電網(wǎng),預計2012年底通過敦煌變、嘉酒電網(wǎng)集中接入的風電合計達648萬千瓦。風電集中接入規(guī)模繼續(xù)增大,仍存在電網(wǎng)故障沖擊,導致集中接入的風機有大規(guī)模脫網(wǎng)的可能,存在系統(tǒng)低頻及設(shè)備過電壓風險。
部分重要輸變電設(shè)備故障突出。新投產(chǎn)的±800千伏直流輸變電系統(tǒng)部分設(shè)備存在缺陷,對系統(tǒng)運行產(chǎn)生了沖擊。
750千伏交流電網(wǎng)因電抗器等設(shè)備長時間維修,給電網(wǎng)運行方式安排和運行控制帶來了困難。500千伏和220千伏電網(wǎng)部分GIS、變壓器以及斷路器等關(guān)鍵輸變電設(shè)備的質(zhì)量問題仍然時有發(fā)生。
少數(shù)電力設(shè)備存在原理性或工藝性缺陷等“家族性”問題,且治理工作量大、需要時間長,對電網(wǎng)運行產(chǎn)生了影響。
部分主力發(fā)電機組和發(fā)電廠運行不穩(wěn)定。2011年,單機容量30萬千瓦及以上火電機組,因電廠爐、機、電、煤等原因發(fā)生非計劃停運的次數(shù)明顯增加。據(jù)統(tǒng)計,接入國家電網(wǎng)的30萬千瓦及以上火電機組因上述原因發(fā)生非計劃停運的次數(shù)為1603臺次,同比增加24.9%;接入南方電網(wǎng)的30萬千瓦及以上火電機組發(fā)生非計劃停運的次數(shù)為528臺次,同比增加10.7%。
    同時,據(jù)華東電監(jiān)局專題調(diào)研,華東區(qū)域在運百萬千瓦超超臨界火電機組共23臺 (占全國同類型機組50%)。5年來,21臺機組(2臺新投運機組不納入統(tǒng)計)累計發(fā)生非計劃停運139次,其中鍋爐側(cè)故障引發(fā)非停67次;“四管”泄漏33次,每次造成機組非計劃停運約為100小時,且處理成本高,損失電量大。
 


 
 

