王智英

摘要：我國人口眾多，并且近幾年隨著經(jīng)濟的發(fā)展，各行各業(yè)規(guī)模不斷擴大，在這個過程中用電量也在不斷增加。而以往我國的電力供應(yīng)主要以火電為主，但是在這個過程中火電廠本身會產(chǎn)生大量的廢水廢氣，對環(huán)境產(chǎn)生了一定的破壞。為了能夠降低發(fā)電對于環(huán)境的污染，同時提高發(fā)電的效率、降低發(fā)電成本，我國開始利用清潔能源進行發(fā)電。而我國蘊含著較為豐富的水資源，同時水力發(fā)電的效率較高，所以建設(shè)了眾多的水電站。在一些地區(qū)因為水資源較為豐富，河流眾多，所以也修建了許多小型水電站。小型水電站需要將電能通過并入10kv電網(wǎng)中，這樣才能夠充分發(fā)揮水電站的作用。但是這些地區(qū)河流在枯水期和豐水期發(fā)電量差距較大，并且許多地區(qū)不能按照國家要求控制輸電的功率因數(shù)，所以造成電網(wǎng)整體的經(jīng)濟性大大降低。本文分析了現(xiàn)在小型水電站并網(wǎng)過程中存在的相關(guān)問題，并且針對這些問題給出了相應(yīng)的提高運行經(jīng)濟性的建議。

關(guān)鍵詞：小水電站，并網(wǎng)，經(jīng)濟性

引言：隨著我國對環(huán)境保護重視程度的不斷提升，我國各行各業(yè)開始進行生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整，在發(fā)展的同時做好對環(huán)境的保護工作。在這個過程中許多重污染行業(yè)已經(jīng)進行了整個，降低能耗也成為現(xiàn)在工業(yè)發(fā)展過程中非常重要的指標。而電廠發(fā)電也是一項高耗能的產(chǎn)業(yè)，并且發(fā)電過程中帶來了較為嚴重的空氣和水污染，但是我們現(xiàn)在的生活又離不開電能。所以要想降低發(fā)電對我國環(huán)境的影響，我們需要進一步提升電廠發(fā)電的效率，同時發(fā)展新能源發(fā)電技術(shù)也是現(xiàn)在電力行業(yè)發(fā)展的重點。相比于其他的新能源技術(shù)，水力發(fā)電具有較高的發(fā)電效率，同時建設(shè)水利工程還能夠進一步開發(fā)河流的航運、灌溉作用。所以，現(xiàn)在我國有著眾多的水電站項目。而在南方的許多地區(qū)，由于水資源較為充沛，為建設(shè)眾多的小型水電站提供了有利的條件。小型水電站發(fā)電之后需要并入10kv電網(wǎng)中，這樣可以減少煤電的使用量，降低發(fā)電成本和環(huán)境污染程度。但同時在并網(wǎng)過程中應(yīng)為管理不合適造成了一定的電力損失，有的甚至會造成一些地區(qū)的用電故障。所以，做好小型水電站并網(wǎng)管理對于電網(wǎng)的經(jīng)濟運行有著重要的意義。

一、小水電站并網(wǎng)帶來的好處

1、降低發(fā)電成本

我國現(xiàn)在的發(fā)電總量中70%來自于火電廠，我們都知道火電廠一般以煤炭作為燃料。而近幾年為了能夠保護我國的礦產(chǎn)資源，減少對化石原料的依賴，煤炭開發(fā)受到了一定程度的限制，因此煤炭價格也出現(xiàn)了一定的上漲。而我國水資源較為豐富，并且水力發(fā)電成本較低，通過建設(shè)小型水電站發(fā)電，能夠代替一部分的火電量，這在很大程度上能夠降低對煤炭的需求，減少發(fā)電成本，同時對我國的環(huán)境保護也有較大的幫助。

2、環(huán)節(jié)供電緊張問題

我國每年在夏季都會面臨著用電高峰期，在這一時期各地的用電量都在不斷增加，并且持續(xù)時間較長。而這一現(xiàn)象也給我國的發(fā)輸電帶來了較大的麻煩，如何在這一時期保證用電的安全與穩(wěn)定成為電力工作者面臨最大的問題。而小型水電站的建設(shè)可以環(huán)節(jié)局部地區(qū)用電緊張的問題，將更多的電能通過電網(wǎng)輸送到發(fā)電能力較弱的地區(qū)，這樣能夠更加合理的分配我國的電能，緩解用電緊張問題。

3、解決局部低電壓問題

小水電一般建設(shè)在水資源豐富且持續(xù)的偏遠山區(qū)， 受地理位置影響，10kv 配電線路大都存在供電半徑偏長、供電線路老化、線徑細、用電負荷不平衡等特點，造成的最直接的影響就是線路低電壓情況突出。而并網(wǎng)小水電能夠較好地緩解該情況，其靠近用戶，提供的無功功率為線路解決局部的低電壓問題。

二、小型水電站并網(wǎng)過程中存在的問題

1、豐水期和枯水期潮流分布差異較大

根據(jù)我國的雨季特點，我國的河流也有枯水季和豐水期，在這兩個不同的時期，水電站的出力也是不同的。一般在豐水期，水電站會滿功率運行，這個時期，小水電站的發(fā)電量大大增加，進入電網(wǎng)中的電能過多，可能造成潮流后置的現(xiàn)象。而在枯水期，小水電站出力大大減少，甚至許多水電站停止工作，而這個時候因為線路網(wǎng)絡(luò)的連接，所以會造成電網(wǎng)中的電能流向并網(wǎng)分支，潮流方向和節(jié)點電壓發(fā)生較大的改變。

2、小水電站有功、無功不平衡

現(xiàn)在許多小型水電站在發(fā)電過程中功率因數(shù)長時間保持在0.9以上，導(dǎo)致有功功率過高，而無功功率較低。這種現(xiàn)象會使得發(fā)電機勵磁電壓降低，小水電站向電網(wǎng)發(fā)出的無功功率不足。而電網(wǎng)的正常運行需要一定的無功功率，來確保電壓值得大小。如果小水電并網(wǎng)線路中無功功率不足，會造成其他線路中的無功功率流向這邊，嚴重增加了其他地區(qū)電站的無功負擔。當小水電只發(fā)有功不發(fā)或少發(fā)無功時，線路上的有功損耗加大。另外，發(fā)電機欠勵磁運行時， 不斷與系統(tǒng)交換容性和感性的無功，造成大量的有功損耗。

3、線路裝置帶來較多的電量損耗

小型水電站在并網(wǎng)的過程中會用到多種測量儀器，用來測量水電點輸送的電量?，F(xiàn)在許多地區(qū)的水電站中安裝的為雙向電能計量裝置，由于上網(wǎng)計量裝置的電流互感器變比只考慮了小水電的變壓器容量， 并沒有考慮小水電不發(fā)電時，站用電的負載遠遠小于發(fā)電功率， 變比過大的電流互感器在計量該部分站用電時的誤差被放大，此部分電能計量誤差也被算入線損之中，造成線損增大。

三、提高小水電站并網(wǎng)運行經(jīng)濟性的措施

1、嚴格控制小水電站的功率因數(shù)

電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定性，關(guān)系著我國多地的用電安全，所以小型水電站并網(wǎng)過程中，點能質(zhì)量應(yīng)該嚴格按照國家的相關(guān)標準。尤其在無功功率的控制方面，即使在豐水期，也要嚴格控制發(fā)電的功率因數(shù)，防止出現(xiàn)有功功率過高的情況，保證電網(wǎng)運行線路電壓的穩(wěn)定性。電網(wǎng)運行過程中，應(yīng)該增加調(diào)度實時監(jiān)控設(shè)備，檢測各節(jié)點處的電能質(zhì)量。如果功率因數(shù)無法達到相關(guān)標準，則啟動跳閘保護，使小水電站與電網(wǎng)解列。

2、加大供用電檢查監(jiān)管力度

我國的小水電站數(shù)量眾多，以往在水電站運行的檢查監(jiān)督方面工作不到位，造成許多小水電站違規(guī)運行和操作。所以在今后的發(fā)展過程中，我們要加大對小水電站的監(jiān)督力度，對小水電站的發(fā)電情況和設(shè)備維護狀況進行定期檢查。防止出現(xiàn)設(shè)備超負荷運行或者線路損壞的情況出現(xiàn)，保證電網(wǎng)運行的安全性。

3、加大配電網(wǎng)的改造力度

優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及合理確定并網(wǎng)小水上網(wǎng)并入點， 通過合理設(shè)計規(guī)劃布局， 統(tǒng)籌解決配電網(wǎng)的線徑細， 供電半徑大， 計量裝置不合理、不匹配等問題。

結(jié)束語

我國南方許多地區(qū)河流較多，蘊含著豐富的水能，通過建立小型水電站能夠充分利用這些水利資源，降低火電產(chǎn)的發(fā)電量，減少對環(huán)境的污染。但是在并網(wǎng)的過程中存在著一定的問題，給電網(wǎng)的運行帶來了較大的損耗，嚴重影響了電力輸送的經(jīng)濟性，小型水電站的優(yōu)勢也很難發(fā)揮出來。通過我們的改進建議，合理控制發(fā)電的功率因數(shù)，做好枯水期和豐水期的發(fā)電調(diào)配，能夠更好的提升電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性。

參考文獻

[1]陳偉圖.農(nóng)村小水電上網(wǎng)對配電網(wǎng)線損的影響研究[D].湖南：長沙理工大學，2011.

[2]楊鳳祥.淺析10KV配網(wǎng)線損增高的原因及預(yù)控對策[J].世界華商經(jīng)濟年鑒·城鄉(xiāng)建設(shè)，2012，（12）：244-245.

[3]彭杰.壺瓶山地區(qū)10KV配電網(wǎng)小水電集中上網(wǎng)電壓質(zhì)量問題研究[D].湖南：長沙理工大學，2014.

[4]楊文杰.含小水電的配電網(wǎng)理論線損算法研究[C].//華北電力大學第五屆研究生學術(shù)交流年會論文集.2007：1-6.

[5]宋振躍.一種含有小水電并網(wǎng)的智能型饋線自動化系統(tǒng)研究[J].機電信息，2018，（6）：11-13.