CN106842022B - 一种提升发电机组进相能力的试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提升发电机组进相能力的试验方法，首先分析发电机组是否具备进相能力提升空间，对于具备提升空间的机组，根据机组历史运行数据，在不影响机组安全的前提下优化主变、高厂变、低厂变分接头配置，抬高厂用电压、机端电压水平，然后在多台机组同时运行状态下开展进相试验，试验时通过动态调整陪试机组的无功模拟电网无功过剩状态，获得机组较深进相能力，达到了提升机组进相能力的目的。本发明能够使得机组在电网低负荷期间发挥更深机组进相能力，提高电网电压安全运行水平，具有良好的应用前景。

Description

一种提升发电机组进相能力的试验方法

技术领域

本发明涉及一种提升发电机组进相能力的试验方法，属于源网协调技术领域。

背景技术

随着特高压交直流长距离输电线路的大量投入，电网的容性无功不断增长，尤其在低负荷期间，高电压问题日益突出，而发电机进相运行则能大量吸收电网过剩无功，大大缓解了系统高电压问题。但从近几年春节期间机组进相情况分析，发电机组最近三年平均进相深度不断加深，但电网电压高于限值的情况却在增加，由此可见当前电网的无功形势越来越严峻，当前的电网对机组进相能力提出更高的要求。

目前，发电机组的进相能力是通过进相试验获得，尽管进相试验中是通过机端电压、机端电流、功角、厂用电压、温度等多种限制因素来确定机组的进相能力，但通过大量试验结果表明，进相试验过程中大部分机组受限于厂用电压，而厂用电压则通过厂低变、厂高变及主变跟系统相连，厂用电压随着系统电压的波动而波动，因此，通过进相试验获得的机组进相能力只是反映当前系统电压下机组实际运行的进相能力，随着系统电压的降低，机组进相能力减弱；系统电压升高，机组进相能力则增强。因此，当电网低负荷期间，系统电压处于高位，此时发电机组的进相能力远远大于进相试验获得的进相能力。

综上所述，一方面，电网无功形势越来越严峻，不断加大电抗器的投入的同时，低负荷期间对机组进相能力的需求越来越大；一方面发电机组的进相能力受试验时电网状态限制，目前试验获得的进相能力相对于电网低负荷期间进相能力，处于比较保守的状态。因此，如何改变试验方法，进一步的提升提高机组进相能力，以便电网低负荷期间充分发挥机组进相能力，解决电网电压偏高的问题，提高电网运行安全性成了急需解决的问题。

发明内容

当前进相运行试验获得的进相能力相对于电网需要机组进相时的进相能力偏保守。通过平衡厂用电负荷、改变厂用电压分接头、陪试发电机组参与到进相试验中等提升试验技术，提升试验时机组进相能力，以满足特高压不断接入电网的需求，提高电压合格水平和电网运行安全水平。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种提升发电机组进相能力的试验方法，判断发电机组是否具有进相能力提升空间；若发电机组具有进相能力提升空间，对于机端电压、厂用电压受限的发电机组，平衡各段母线的厂用电压；抬高其机端电压、厂用电压水平；在多台发电机组同时运行状态下展开进相试验，试验时通过动态调整陪试发电机组的无功模拟电网无功过剩状态，获得发电机组更深的进相能力，达到了提升发电机组进相能力的目的。

进一步的，判断发电机组是否具有进相能力提升空间是根据机组进相试验中限制因素与电网系统电压相关性而定的，若限制因素与电网系统电压相关性强，则该发电机组具有进相能力提升空间；若限制因素与电网系统电压相关性弱，则该发电机组不具有进相能力提升空间。

进一步的，对于厂用电压受限的发电机组，在抬高厂用电压的时候，针对厂用负荷分配不均衡导致两段厂用母线电压相差较大的情况，通过平衡各段母线的厂用负荷，使得两段厂用母线电压运行在同一水平，从而抬高最低厂用电压的电压水平。

进一步的，对于机端电压或厂用电压受限的发电机组，抬高其机端电压和厂用电压是通过分析发电机组历史运行数据，优化配置主变、高厂变、低厂变分接头位置来实现的。

进一步的，所述在在多台发电机组同时运行状态下展开进相试验，试验时通过动态调整陪试发电机组的无功模拟电网无功过剩状态，获得发电机组更深的进相能力具体为：选择同厂、同母线陪试发电机组在运行状态时进行试验，试验时改变试验导则中陪试发电机组无功不变的方法，被试机组无功减少、进相加深时，陪试发电机组无功逐渐增加，直至陪试发电机组限制因素达到上限，陪试发电机组的限制因素包括机端电压、厂用电压、励磁电压；被试机组从进相较深状态逐渐回到滞相状态时，陪试发电机组相应的无功逐渐减小，避免陪试发电机组限制因素超上限运行。

进一步的，若造成发电机组进相能力限制的限制因素为机端电压、厂用电压和电网电压，则表明限制因素与电网电压相关性强，若造成发电机组进相能力限制的限制因素为铁心温度、定子电流、功角、励磁电流，则表明限制因素与电网电压相关性弱。

本发明的有益效果是：本发明的一种提升发电机组进相能力的试验方法，由于进相试验中大部分因系统电压强相关限制条件获得的机组进相能力远远弱于机组实际进相能力，本方法通过分析机组运行历史数据，在不影响机组安全的前提下优化主变、高厂变、低厂变分接头配置，抬高厂用电压、机端电压水平，然后在多台机组同时运行状态下开展进相试验，试验时改变以往陪试发电机组无功不变的方法，随被试机组进相加深，陪试发电机组无功相应动态调整，模拟电网无功过剩状态，获得机组较深进相能力，另外还针对低励限制动作后无功上抬的情况提出升级励磁调节器软件版本的建议，减少机组实际进相过程中因无功上抬影响进相能力的发挥，从而达到了提升机组进相能力的目的。在电网无功过剩形势越来越严峻，电网不断加大电抗器投入的今天，机组进相能力提升不但能在系统电压较高时充分发挥机组进相能力，吸收电网过剩无功，提高了电网运行安全水平，同时减少了电抗器投入成本和运维成本，是一种十分有意义和具有经济价值的事情。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种提升发电机组进相能力的试验方法的流程图；

图2某600MW机组厂用电系统接线示意图；

图3某电厂两台机组接入同一母线的接线示意图；

图4某机组开展进相能力提升前后进相能力变化情况示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1-图4所示，本发明的一种提升发电机组进相能力的试验方法，首先分析发电机组是否具备进相能力提升空间，对于具备提升空间并且电网无功形势紧张的机组，根据机组历史运行数据，在不影响机组安全的前提下优化主变、高厂变、低厂变分接头配置，抬高厂用电压、机端电压水平，然后在多台机组同时运行状态下开展进相试验，试验时通过动态调整陪试发电机组的无功模拟电网无功过剩状态，获得机组较深进相能力，达到了提升发电机组进相能力的目的

具体包括以下步骤：

步骤(1)，判断发电机组进相试验中限制因素是与电网电压相关性强的还是弱的，若造成发电机组进相能力限制的限制因素为机端电压、厂用电压和电网电压，则表明限制因素与电网电压相关性强，该发电机组具有进相能力提升空间，若造成发电机组进相能力限制的限制因素为铁心温度、定子电流、功角、励磁电流，则表明限制因素与电网电压相关性弱，该发电机组不具有进相能力提升空间。

步骤(2)，对于厂用电压受限的机组，应分析多段厂用母线负荷情况。如图2所示，某些电厂由于6kV A段母线和6kV B段母线上的负荷不一样，导致两段6kV电压偏差较大。采取技术措施，如将重载负荷较多的母线，将部分较小负荷转移到另一段母线上，通过合理分配厂用负荷，平衡各段母线的厂用电压，抬高最低厂用电压的电压水平，并减少因厂用电压不平衡使得厂变分接头调整空间受限；

步骤(3)，对于进相试验机端电压或厂用电压受限的发电机组，分析该机组历史运行数据，分析上一年机组运行的机端电压、厂用电压处于高位时电压值和机组运行工况，判断将厂变分接头调整一档或两档后是否能满足机组运行规程的要求，对于机端电压较低的，主要考虑调节主变分接头档位；对于高压厂用电压较低的，主要调整高厂变分接头位置，对于低压厂用电压较低，则需调整对应低厂变分接头。一般情况下，调一个档位，电压变化2.5％额定电压，以此判断调整后电压是否满足运行规程。从而达到合理配置主变、高厂变、低厂变分接头位置的目的，使得发电机组机端电压、厂用电压在发电机组安全运行的前提下尽可能抬高；(上述为主变、高厂变、低厂变优化配置具体实施方法)步骤(4)根据现场试验经验，单台发电机组开展试验时，由于电网无功支撑减少，被试机组进相过程中，机端电压、厂用电压迅速降低至限制水平，影响了试验机组进相能力发挥。因此本发明选择同厂、同母线陪试发电机组(被试机组就是开展进相试验获取其进相能力的发电机组，陪试发电机组这里特指开展试验时，同厂同母线运行的其他发电机组，广义的讲电网上运行的其他发电机组都是陪试发电机组)在运行状态时进行试验，如图3两台发电机组同时运行，母联开关合上的状态；对于新建的首台投运机组，应在第二台发电机组投运后采用本试验方法提升其潜力。另外DL-T 1523-2016《同步发电机进相试验导则》规定：“试验中陪试发电机组的无功功率总和宜保持不变”，本发明改变陪试发电机组无功不变的方法，在被试机组进相过程中，动态调整陪试发电机组无功功率输出，逐渐增加至陪试发电机组机端电压、机端电流、厂用电压、励磁电压等参数其中一项达到或接近上限，以此模拟电网无功过剩的情况，从而获得接近电网无功过剩时被试机组的进相能力，达到进相提升的目的；图4则是某机组进相能力提升前后进相能力变化情况示意图。

步骤(5)，被试机组从进相较深状态逐渐回到滞相状态时，随着被试机组的进相深度减小，被试机组的机端电压、厂用电压开始回升，从而引起电网电压的回升，而之前陪试发电机组则由于发出无功较多，其机端电压、厂用电压处于高位，必须降低无功功率，中和被试机组引起的电压回升，避免陪试发电机组各参数超上限运行。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施步骤的限制，上述实施步骤和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种提升发电机组进相能力的试验方法，其特征在于，包括:

判断发电机组是否具有进相能力提升空间；若发电机组具有进相能力提升空间，对于机端电压、厂用电压受限的发电机组，平衡各段母线的厂用电压；抬高其机端电压、厂用电压水平；在多台发电机组同时运行状态下展开进相试验，试验时通过动态调整陪试发电机组的无功模拟电网无功过剩状态，获得发电机组更深的进相能力，具体为：选择同厂、同母线陪试发电机组在运行状态时进行试验，试验时改变试验导则中陪试发电机组无功不变的方法，被试机组无功减少、进相加深时，陪试发电机组无功逐渐增加，直至陪试发电机组限制因素达到上限，陪试发电机组的限制因素包括机端电压、厂用电压、励磁电压；被试机组从进相较深状态逐渐回到滞相状态时，陪试发电机组相应的无功逐渐减小，避免陪试发电机组限制因素超上限运行。

2.根据权利要求1所述的一种提升发电机组进相能力的试验方法，其特征在于：判断发电机组是否具有进相能力提升空间是根据机组进相试验中限制因素与电网系统电压相关性而定的，若限制因素与电网系统电压相关性强，则该发电机组具有进相能力提升空间；若限制因素与电网系统电压相关性弱，则该发电机组不具有进相能力提升空间。

3.根据权利要求2所述的一种提升发电机组进相能力的试验方法，其特征在于：若造成发电机组进相能力限制的限制因素为机端电压、厂用电压和电网电压，则表明限制因素与电网电压相关性强，若造成发电机组进相能力限制的限制因素为铁心温度、定子电流、功角、励磁电流，则表明限制因素与电网电压相关性弱。

4.根据权利要求1所述的一种提升发电机组进相能力的试验方法，其特征在于：对于厂用电压受限的发电机组，在抬高厂用电压的时候，针对厂用负荷分配不均衡导致两段厂用母线电压相差较大的情况，通过平衡各段母线的厂用负荷，使得两段厂用母线电压运行在同一水平，从而抬高最低厂用电压的电压水平。

5.根据权利要求1所述的一种提升发电机组进相能力的试验方法，其特征在于：对于机端电压或厂用电压受限的发电机组，抬高其机端电压和厂用电压是通过分析发电机组历史运行数据，优化配置主变、高厂变、低厂变分接头位置来实现的。