关于加强转型期电网安全稳定工作的意见.docx
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关于加强转型期电网安全稳定工作的意见
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关于加强西北电网转型期
安全稳定工作的意见
当前,西北电网正以前所未有的速度发展,2009年覆盖四省(区)的750千伏主网架初步形成,外送规模达到系统负荷的10%,风电穿透率达到7%。
未来3年,西北电网将全面进入深度转型期,在此期间,西北将形成五省(区)同步电网,风电规模达到千万千瓦以上,外送规模达到千万千瓦以上,电网特性将不断改变,转型期电网安全稳定运行风险也将逐步加大。
为了确保转型期电网安全稳定运行,提出以下意见。
一、转型期电网安全稳定面临的风险
随着西北750千伏电网、装机容量快速发展和直流外送通道陆续投产,西北电网“超高压、大机组、大电网、多输电方式、多电源类型”的现代电网特征更为明显,影响电网安全稳定运行的因素更多,电网转型期安全稳定的风险更大,主要表现如下。
(一)电网稳定特性将发生较大变化。
西北同步电网将覆盖国土面积的1/3,特别是与新疆电网通过长距离750千伏线路弱联,且新疆电网本身网架结构薄弱,五省(区)同步电网的稳定控制更为复杂。
(二)频率控制难度加大。
频率稳定的风险主要来源于三个方面,一是容量600兆瓦及以上机组陆续投运,大容量电厂单回线接于750千伏主网架;二是大容量风电场出力剧烈波动;三是直流外送通道故障。
以上三个因素如果恶性叠加,则频率稳定风险更大,既可能造成低频大量切负荷,也可能造成高频大量切机。
同时,以上三种冲击也将造成网内潮流的大规模重构,相关断面可能超极限运行。
(三)750/330千伏电网合环运行。
未来3年,750千伏省际联络线除甘青断面外,均为两条,且部分为双回同杆线路,因此,750/330千伏电磁环网将在转型期长期存在,750千伏线路与330千伏线路输送容量的差异较大,750千伏相关元件故障将对330千伏电网的运行造成较大压力,特别是在直接接入750千伏电网机组容量大幅增加的情况下,表现尤甚。
(四)750千伏电网电压控制存在一定困难。
由于目前各变电站均为一台主变,一旦主变故障或检修,将导致该站750千伏侧电压难以控制,某些运行方式下,由于电压超过800千伏最高运行电压,750千伏电网被迫解网运行。
此外,在某些过渡方式下,接于750千伏电网的机组存在自励磁的风险。
(五)750千伏设备稳定性风险。
从已经调试过的750千伏工程尚不能得出750千伏设备已经成熟的结论,而一旦关键断面750千伏设备故障将导致该断面输送能力较大下降,给省际间断面功率交换特别是直流外送造成较大影响。
二、加强电网安全稳定工作的措施
化解转型期电网安全稳定运行风险,需从组织措施、技术措施等多方面入手,全面细致地开展电网安全稳定分析计算工作,深入研究解决转型期电网存在的特殊问题;加强电网规划、基建、运行等工作的协调;努力提高驾驭大电网的能力。
(一)加强电网安全稳定组织工作
各级电网运行及相关人员应充分认识转型期电网安全稳定运行的风险,群策群力,采取切实措施化解电网风险。
(1)加强安全稳定工作的领导。
在国家电网公司西北750千伏电网安全稳定运行领导小组的统一领导下,充分发挥西北电网有限公司电网安全稳定工作组织机构的作用,加强网、省公司规划、基建、调度、运行、科研等工作的协调,确保电网安全稳定运行工作各环节有机衔接。
(2)加强安全生产责任制的落实。
认真梳理转型期各阶段存在的安全稳定问题,逐条落实到各相关单位和部门,限期消除影响电网安全稳定运行的各种隐患,各单位和部门应将安全责任落实到人,进一步形成“隐患早发现、发现有人管”的安全生产局面。
(二)加强电网运行方式工作,确保电网薄弱环节和解决措施全面、及时、准确地提出
系统运行方式是电网安全生产的纲领性文件,在电网转型期尤其需要加强运行方式对调度运行、系统规划和电网建设的指导和参考作用。
(1)认真开展电网稳定计算工作。
严格按照《电力系统安全稳定导则》规定的故障类型和《国家电网公司电力系统安全稳定计算规定》提出的计算细则,对系统进行详细的分析计算,全面掌握电网在不同运行方式下的安全稳定特性,特别要针对单机(厂)长线直接接入750千伏电网的情况做好小干扰稳定分析工作。
(2)加强电网过电压计算分析。
针对750千伏电网的具体情况,开展750千伏电网电压计算工作,深入分析在各种运行方式下750千伏电网的稳态电压、工频过电压、操作过电压及谐振过电压,制订切实可行的运行方案,确保750千伏设备及电网安全稳定运行。
(3)提高电网计算分析的精益化程度。
根据750千伏工程投产情况,分阶段开展年度运行方式计算分析,同时,根据网架变化的实际情况,滚动开展运行方式的研究工作。
根据保护及安全自动装置在故障过程中的动作情况,在毫秒级的时间刻度上推演和模拟装置动作和系统动态过程。
根据750千伏工程投运情况,及时核算变压器档位和中性点小电抗器档位是否满足运行要求。
(4)及时调整电网“三道防线”。
电网转型过程中部分安全自动装置将不能满足电网运行的需要,须随着电网结构及电网传输能力的变化不断调整装置的配置和控制方案,才能保证装置的有效性;同时,随着网架传输能力的变化,装置的集成程度和控制量大幅增加,须加强装置的运行管理,确保装置安全、可靠运行。
(5)加强机网协调工作。
进一步掌握机组有功和无功的调整能力,积极应对风电大规模并网的影响。
加强机组一次调频管理,确保机组一次调频功能可靠投入。
严格执行机组并网管理规定,确保机组励磁、调速参数测试工作及PSS投运工作及时完成。
加强机组涉网保护定值的管理,合理隔离电网与机组故障的相互影响。
(三)加强电网启动、运行方案及反事故预案的编制与演练工作,确保电网运行风险可控、能控、在控
转型期电网新设备启动工作繁重,每个工程的运行都有其独特的特点,必须加强转型期电网新设备启动、调度操作方案及反事故预案全过程管理。
(1)确保750千伏工程启动调试工作安全。
根据工程具体情况,认真做好设备启动前各项操作的电磁暂态核算工作,正确选择设备运行参数、评估操作风险。
对于调试项目要认真落实好调试组织措施和技术措施,确保调试过程人员、设备和系统安全,确保测点的全面,并做好技术报告的编写工作。
对于非调试项目,应充分利用变电站故障录波和PMU装置记录分析启动过程电气量的变化情况,为设备运行方案制订提供参考。
(2)细化750千伏工程运行方案。
针对每个750千伏工程制订翔实的运行操作方案,内容应包括充(停)电点、解(合)环点的选择及电压控制,重合闸时间选择,相关设备停运后的运行方案和反事故预案等,必要时调整相关保护的定值。
(3)加强反事故预案的演练。
根据电网发展情况,及时修编反事故预案,确保反事故预案针对性、操作性强。
增加反事故预案演习的频度和参与度,特别要确保750千伏重要厂(站)的参与度,务必使反事故预案转化为网、省调及厂(站)值班人员熟悉的反事故操作步骤,确保电网故障情况下各级调度值班人员应对有据、应对有序、应对有力。
(四)加快相关系统建设,逐步实现调度智能化
电网发展不仅使需要监视的元件和有关断面大幅度增加,而且使电网的稳定控制更为复杂,特别在电网遭遇多重故障或相继故障的情况下,调度员需要在较短时间内处理大量的故障信息、做出正确的判断、并采取最优的控制措施,仅凭调度员的经验越来越难以实现,须加快相关系统建设,提升智能化水平。
(1)继续完善广域测量系统(WAMS)一期系统功能。
根据
电网变化情况,继续扩大相量测量装置(PMU)的布点,做好主站扩容工作,确保各厂(站)特别是750千伏厂(站)PMU的接入。
加强系统的应用和评估工作,及时发现问题,持续改进。
特别重视电网故障数据(曲线)的分析应用工作,认真开展电网故障数据与仿真计算结果的比对研究,校核电网计算模型,提高电网计算精度,努力掌握电网的真实特性。
(2)推进在线稳定分析预警系统建设。
转型期电网各阶段呈现不同特性,通过该系统可以对不同阶段、不同运行方式下的电网进行实时分析,使调度人员迅速掌握运行中电网的安全稳定特性。
通过该系统的预警功能,使调度人员发现电网的薄弱环节,提前采取措施调整电网运行方式,确保系统安全稳定运行,同时,为调度员处理事故提供决策支持。
(3)积极稳妥地推进自动电压控制系统(AVC)建设。
750千伏电网电压对系统运行有较大的影响,电压过低不利于电网传输能力的充分发挥,电压过高则可能在故障情况下对设备造成不利影响。
750千伏电网电压在不同阶段电压控制呈现不同的特点,初期由于网络潮流较轻,除了高压电抗器补偿线路电容外,还需要低压侧电抗器补偿或相关机组进相运行,随着750千伏电网逐步发展为主干电网,750千伏电网潮流将出现大幅度变化,考虑风电大规模上网后尤其如此,通过建设750千伏系统的AVC,可以实现750千伏厂(站)及部分330千伏厂(站)电压的自动控制,在保证设备安全的前提下充分发挥电网的输送能力,提高电能质量。
(五)加强设备管理,确保重点设备安全运行
设备可靠运行是系统安全稳定运行的物质保障。
目前,750千伏设备质量完全稳定尚待时日,750千伏初期电网的安全运行对关键设备依赖性较大,必须采取切实措施确保750千伏设备可靠运行。
(1)强化设备投产前的过程管理。
认真总结750千伏设备故障案例,分析引发设备质量问题的原因,找出共性问题,采取有针对性的措施,从设备原材料采购、结构设计、工厂监制、出厂试验、现场交接试验、分系统调试等各环节加强管理和监督,确保设备零缺陷投运。
(2)强化设备运行维护工作。
加强关键设备的运行巡视工作,及时发现和消除设备缺陷;严格按照“两票三制”要求,规范操作流程,防止“三误”事故发生,确保不因人为责任导致主设备停运;针对750千伏变电站边运行边扩建的实际,采取有效措施安全隔离运行设备。
(3)加强设备状态评估工作。
深化在线监测及设备状态评估技术的应用,合理减少设备停电次数,尽量保证主干网架的完整,从而保证相关断面的传输能力;通过状态评估发现设备存在的问题,及时停运检修设备,化故障停电为计划停电,减少设备故障对电网的冲击,防止设备状态的进一步恶化。
(六)加强电网规划与运行的衔接,确保规划与运行网架输送能力的一致
根据电网运行的实际需求,及时滚动调整电网规划方案,根据规划电网的具体进展加强转型期电网过渡过程的研究,确保现时网架向规划网架的平稳过渡,确保网络传输能力的稳步提升。
(1)加强750千伏电网规划。
随着直流外送规模的扩大和接入750千伏电网机组容量的增加,750千伏网架输送的潮流将越来越大,但750千伏网架还较薄弱,关键设备退出运行时将导致输送能力大幅度下降,应进一步补强现有的750千伏网架,对750千伏变电站的规划尽量一步到位,同时进一步推进兰-天-宝等工程的规划工作。
(2)细化电网规划边界条件。
电网由现时网架向规划网架过渡过程中,由于各种原因可能导致工程进度与规划时序不一,从而导致当初规划计算边界条件的改变,进而达不到规划网架输送容量的要求,在电网转型期该情况更可能多次出现,有关规划工程的进度滞后将导致局部电网乃至全网输送能力的大幅下降。
为此,规划部门应积极跟踪电网投产时序,及时进行边界条件变更后的核算工作,并深入研究各种可能的过渡方案,采取切实措施努力提高电网输送能力。
(3)加强2-3年电网运行方式的研究。
2-3年电网运行方式的研究是实现规划电网与运行电网无缝连接的良好途径,在网架剧烈变化的西北电网更具有重要意义。
通过2-3年电网运行方式的研究可以及早发现电网的薄弱环节,采取规划、基建、技改等多种措施补强电网,同时对750/330千伏电磁环网解环方案的实施也具有较强的指导意义。
(七)统筹安排基建工作,确保关键工程按期投产
合理的基建工程计划不仅能保证工程按期投运,确保电网输送能力及外送能力的提升,而且能够减少基建对电网运行的影响,西北电网公司将加强基建工程的协调工作,网省公司密切配合,加快西北750千伏安全快速有序发展。
(1)全力推进关键工程建设。
根据电网运行特别是外送工程投产的实际情况,加快宝鸡变、乾县变、甘宁II回线等关键750千伏工程的建设进度,按照外送工程的投产时间倒排工期,集中组织人力、物力,务必保证外送工程相关变电站、输电工程、电源上网工程按期投运。
(2)优化750千伏变电站扩建工作。
当前及今后一段时间,750千伏变电站扩建工作繁重,对750千伏网架的运行造成一定影响,应统筹安排各期扩建工程的基建工作,对需要停电的工作尽量集中安排,同时集中力量优先做好扩建设备与停电设备的连接工作,将750千伏设备的停电时间和停电次数减至最少。
(3)合理安排基建陪停计划。
电网新建工程由于跨越、改接等原因,需要相关输变电设备陪停,应将基建陪停计划纳入年度检修停电计划统一安排,尽量将设备陪停时间与检修时间统一,进一步减少基建对电网运行的影响。
(八)加强科研与培训工作,提高驾驭复杂电网的能力
转型期电网的安全稳定风险逐步增加,须加强研究工作,加强人员培训工作,才能深入理解变化中电网的特性,提高驾驭复杂电网的能力,逐一化解运行风险。
(1)深化750千伏同步电网研究。
深入研究五省(区)同步电网的稳定特性,加强过电压、次同步谐振、无功平衡、750/330电磁环网解环方案等特殊问题的研究,分析评估电网抵御严重故障的能力,采取有效措施提高同步电网安全稳定水平,合理配置电网“三道防线”,防止大面积停电事故发生。
(2)加强直流外送研究。
研究直流故障时系统的稳定性特别是频率稳定性,提出相应的安稳控制策略。
研究利用交直流系统间的协调控制改善系统阻尼,实现直流系统之间、直流与交流系统之间的紧急功率支援。
研究送端系统中引发交直流系统连锁故障的可能性,采取措施防止连锁故障发生。
(3)大规模风电接入系统研究。
加强风电模型研究,正确评估风电对电网稳定的影响,采取措施提高风电送出能力。
研究风电送出局部电网的电压控制能力,防止电压过高或过低,确保系统与设备安全。
研究系统调频能力,切实把握系统风电接纳能力。
研究风电机组的技术特性,根据接入点不同特点制订不同的风机入网要求。
要在国家电网公司统一领导和指导下,网省公司共同超前研究转型期电网安全稳定问题,采取措施消除电网安全稳定运行隐患,确保西北电网安全稳定运行,实现西北电网平稳转型。
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