[行业技术文章]小水电并网引起并网线路功率损失增大浅探

作者：河南省淅川县电局徐永远张国全全清平易近
小水电的并网在一定水平上减缓了年夜电网电力供给的不足，同时因发电上网的不合理性，加年夜了并网线路的电力损失。非凡是方针治理责任到人后，由此引发的矛盾，一直困扰着治理人员。怎样解决这一难题，我们进行了多年的索求。

1损失加年夜的缘由

经由过程观察现场表计，发现并网后发机电的有功表计和系统的无功表计飞速转动，而发机电的无功和系统的有功表计基本不转或转动很慢。这说明并网后发机电发出的全是有功功率，发机电的运行状态属“欠励磁”状态，其定子线圈的电流Is在相位上比电压U超前90°，这时候发机电向电网上输出的是容性无功功率，也就是说发机电向电网中吸收感性无功功率。由于电网负荷主要是感性负荷，因而这类运行状态就加重了电网的无功负担；由于发机电向电网吸收的感性无功，且在电网与发机电间进行交换，在交换进程中就形成了年夜的有功消耗。

2小水电零丁对负荷区供电与并网运行的区分

2.1小水电电网零丁对负荷区供电
当用户感性负荷增加时发机电内部气隙磁场削弱，输出电压急速下降甚至瓦解。这时候需要加年夜励磁电流来稳定电压，假设没有自动励磁调理系统，则值班人员凭据负荷增加情况实时调理励磁电流，以连结电压稳定和足够的功率输出。
2.2小水电与年夜电网并网
由于年夜电网对于小水电来说相当于一个无限年夜的电网，发机电端电压基本不变，用户的感性负荷对于一个相当年夜容的电网来说基本无影响，更不影响其发机电的输出电压（因年夜电网电压起作用），这时候不需要加年夜发机电的励磁电流，则可到达满发有功的目的。同时，又从网上吸收年夜无功功率，因而使并网线路功率因数下降（据观察可降至0.2左右），造成有功损失增年夜。
2.3引发小水电并网不发无功的缘由
2.3.1主要的是发机电的励磁措施不到位。据领会，有些发机电虽有比力进步前辈的自动励磁装配，但值班人员有意关失落该系统，而启用手动励磁装配，使励磁电流减小。这类状态当发机电满负荷输出有功功率时必然为“欠励磁”运行状态，而“欠励磁”状态时发机电只能向电网吸收感性无功。
2.3.2小水电年夜部门发机电只有手动励磁功能，这样，当值班人员在启动发机电时，只有手动调理甚至不调理励磁电流，单靠肇端很小的建立空载电压的电流，使发机电的空载电压、频率和年夜电网参数一致时合闸并网，并网后则加年夜水轮机导水叶的开启角度，使其满载输出有功功率，并没有凭据输出有功年夜小响应调理无功输出的比例，即没有按功率因数连结在0.8左右的比例并网运行。
2.3.3年夜电网对小水电难以实现有用的技术治理和工钱身分并存。由以上分析可知：值班人员很轻易不按要求就并网满负荷发电，年夜电网对小水电上网治理没有有用的制约手段和措施。另外，值班人员毛病认为向电网发无功必然影响有功输出，有意将励磁电流调至小，造成发机电在“欠励磁”状态下运行，加重年夜电网中的无功负担，造成不应有的有功消耗。凭据发机电内部磁势的合成机理，当励磁电流增加后，发机电的空载电动势增年夜，由于电网电压不变，所以在发机电定子绕组中泛起了电压差，这个电压差将在发机电定子绕组内发生电流Is，Is在相位上比电压差滞后90°，这类运行状态属发机电的“过励磁”状态，即认为发机电向电网输出了感性无功功率，这是我们希看的运行状态。但无功电的输出，只是一种能交换的模式，它其实不消耗水轮机的输进功率，所以原则上增年夜励磁电流不会影响发机电的有功输出。有功输出能力只与输进功率年夜小有关，即与水轮发机电导水叶开启角度的年夜小有关。所以应实时调理励磁电流，使其有功、无功比例在合理范围内并网运行。

3解决的法子

发机电的励磁电流应凭据输出有功功率的增加而响应调理（即在合理范围内并网发电），现有的制度和措施已不能有用控制工钱造成发机电的不合理运行状态，有用法子是运用当前进步前辈的科技手段自动检测，即按功率因数在0.8左右的数值设定，控制高压断路器与年夜电网的自动投切。若跨越该范围，由装备检测后指令断路器解列与电网分手。由于负荷的功率因数在不竭地变化，则要求检测装备应有1~5min的延时功能，即检测某个时刻功率因数跨越设定值时，发机电可在1~5min内自动解列，这时候迫使小水电值班人员迅速关机。
检测装备的功率因数解列延时是动态模式，如运行状态在一按时间范围内合适要求或不合适要求都没有解列指令，解列后再次投进则是静态模式，每次解列都要经过固定的延时，方可以使断路重视新合闸，以保障小水电的正常并网发电。

4检测控制装备的安装地址及接线

安装位置应选在并网计点的前一基杆或后一基杆上，以并网侧无年夜电网用户负荷为准。接线应以发电侧为电源侧，电网侧为负荷侧，确保检测出的功率因数为发机电发出的准确数值。检测功率因数（设定范围为0.7~0.85）跨越设置1~5min时，断路器应靠得住跳闸使发机电解列。
在高压断路器的选择上应斟酌使用户外真空断路器，以保证各小水电电网切除负荷电流的需要。为了稳妥，各地在运用断路器自动检测控制装备时，可先安装一台小水电并网装备。假设理想，再对各水电站全数安装并网装备，实现位控制。