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福建与华东联网后安全经济运行分析

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2007/12/27 19:02:00   

福建与华东联网后安全经济运行分析李晶生,许新生,黄文英,陈志,张永树,张世钦,方朝雄(福建电力有限公司,福建省福州市350003)摘要:在福建电网与华东电网互联之前,福建电网在安全性、经济性方面均存在的问题。作者论证了两网互联在提高福建电网的频率稳定、事故支援、备用容量、火电开停等方面的作用。两网互联提高了电网安全性,电利用小时及水能利用率、实现了两网良好资源互补、促进了省内健康电力市场形成,并通过两网互联取得了较大的经济效益与社会效益。
关键词:联网;联络线;安全稳定;跨区域;电能互补;效益
1前言
2001年11月6日10时22分,随着福建省500kV福州变电站“5053开关”的合闸,福建电网和华东电网实现联网运行。近一年的运行实践证明,福建电网突出的“大机小网”问题得到了较好的解决,频率稳定性得到较大提高;在联络线TBC控制方式及CPS考核下,两网较好地实现了联络线控制及紧急事故支援。占全网装机约49的福建电网水电利用率也得到一定程度的提高,通过计划送电及活跃的区域市场交易,使缺电的华东电网和电能富裕的福建电网实现较好的电能互补及跨区域的电能利用,截止到2002年9月30日在保证电网安全稳定运行的同时,福建电网已向华东电网送电2644GWh,其间正常最大送电功率达750MW。
2联网前福建电网存在的主要问题
2.1“大机小网”突出的频率稳定问题
福建与华东联网前,福建为独立电网运行,负荷水平为5000~6000MW,伴随着后石电厂第一台600MW机组于1999年10月正式并网,福建电网进入“大机小网”运行阶段,即该电厂(总装机为6×600MW)单机容量已超过全网总负荷的10以上,机组的跳闸将导致低周减载动作,无法满足电网安全稳定运行第一道防线的要求。电网统计数据显示:2000年电网未发生高频异常情况,但由于发电机组、变压器跳闸,使主网运行频率低至49.5Hz以下的异常运行共发生13次,其中低于49.2Hz以下的有5次,还出现1次低于49.0Hz的电网低频事故。
2.2较大的系统备用,影响电网经济性
为保证后石电厂600MW的大机组跳闸后,电网低周减载不动作,除日常运行限制后石电厂机组的出力外,系统还需保留不小于最大单机容量的备用容量。虽然福建电网有较多的水电机组,但即使空转中的水电机组由于水锤效应也无法在1~2s内将出力调用出来。为解决电网暂态频率稳定问题,抑制频率快速下降,而不低于49.0Hz,系统还需要备用容量中至少保持有一半左右是火电机组的旋转备用。这就使电网及火电厂的经济性受到很大限制。
2.3电力盈余,难以兑现火电机组年设备利用小时
根据福建省“十五”期间电力电量平衡,如水电来水是在平偏枯年份以上,到2005年以前,福建电网电力与电量都将出现不同程度的盈余。而近几年实际电网运行中,此问题显露无疑。2000年全网火电厂年设备利用小时最高的为4603h,公司所属电厂火电年设备利用小时为4582h;2001年水电来水较为充沛和均匀,全网火电厂年设备利用小时最高的为4095h,公司所属电厂火电年设备利用小时仅为3325h。上升状况,不仅使省公司难以兑现对独立电厂年利用小时的承诺,也无法改善本公司的经营状况。为此,为已投产及即将投产的火电厂寻找电力市场也成为福建电网急待解决的问题。
2.4火电机组调节频繁
在电能盈余的同时福建电网还存在另外一个问题,即水电装机占全省装机容量的48.84(6135.4MW);其中具有年以上调节性能的约8.4(520MW),较好季调节性能的有15.9%(979MW),其余大部分均为径流或日调节开发的水电。这就使电网发电运行受气候变化影响极大,全省天气变化,甚至局部流域的来水变化,都需要开停火电机组。火电机组开停频繁,不仅影响电网经济运行,还给安全、优质运行调度带来较大困难。
3联网给福建带来巨大的效益
3.1安全性、可靠性得到提高
(1)频率稳定性的提高
与华东联网运行后,福建电网频率稳定性得到质的改变,600MW大机组跳闸,电网频率下降,从原来的0.8~1.4Hz到现在的0.2~0.3Hz,完全解决了“大机小网”的频率稳定性问题,摆脱了单台机组跳闸,引起电网损失负荷的不利局面。联网前2001年1月4日华能4号机带350MW出力跳闸,省网频率由50Hz降至49.32Hz;而联网后的2002年1月20日,湄电1号机带350MW出力跳闸,联网频率由50Hz降至49.94Hz。
(2)实现良好的事故支援
福建与华东联网联络线采用全国目前最先进的TBC控制模式、CPS办法考核,两网均在发电机调速器一次调频及AGC二次调频方面开展了大量的技术工作,并加大管理力度,使联络线正常控制及紧急事故支援都达到了较好水平,也使电网频率质量得到提高。2002年1月20日,福建电网内湄洲湾电厂1号机带350MW出力跳闸,电网频率由50Hz降至49.94Hz,联络线潮流由福建送华东220MW变为华东送福建110MW,基本弥补了因湄电跳机而产生的有功缺额。2001年12月6日,华东洛河电厂1号机跳闸甩300MW机组,系统频率最低至49.83Hz,联络线福建送华东潮流由314MW升至557MW,支援华东237MW。自2001年11月到2002年7月,9个月里两网已实现25次紧急事故支援,这些支援为两网安全稳定运行提供了较好的保证,充分体现了联网的作用。
联网后两网频率质量也有了较大幅度的提高,按50±0.2Hz考核指标,2001年1~9月份福建电网频率合格率累计为99.991,越限时间累计为2131s。2002年1~9月份频率合格率累计为99.9997,累计越限时间仅为61s。
(3)备用容量明显降低
福建电网孤立网运行时,全网旋转备用容量按最大用电负荷的5或单机(600MW)最大发电出力取大值预留,联网后旋转备用容量按全省最大用电负荷的2~3预留,如在尖峰负荷到来之前出现机组跳闸备用不足,采用要求事故紧急支援或调整联络线交换计划的措施。按最大用电负荷6500MW计算,仅此一项就可减少备用容量195~130MW,可以少开1~2台100MW级机组,其经济性非常可观。
(4)降低火电机组开停次数
联网后由于约95%的联络线输送的是计划内电量,该电量计划已在年初基本确定,福建电网相当于增加约10%稳定负荷,电网的机组开停频繁程度必然得到降低,特别是大型机组在来水较丰时期的开停次数明显减少。2001年7月份装机容量在300MW以上的火电机组开停次数达7次,而2002年7月份装机容量在300MW以上的火电机组开停机次数只有2次。
3.2实现资源的优化配置
(1)提高火电利用小时,满足负荷增长需求
近几年福建电力存在一定过剩,而华东电力则相对不足,联网为电力资源在网间实现合理调配创造了条件。2001年联网后的11、12月份福建实现向华东送电404GWh,仅此一项就为福建省的火电企业提高了87h的年度利用小时;2002年,国电公司下达了福建向华东送电3000GWh的年度送电计划,1~9月已实现向华东计划送电2644GWh,预计全年计划送电将提高省内相应火电厂的年度利用小时近600h。同时通过双边交易,也将使省内参加交易的火电厂最高增加利用小时218h。华东地区2002年1~9月用电有较大幅度的增长,特别是浙江(负荷、电量均在18%以上)、江苏(负荷13%、电量11%以上)两省更是迅猛,由于2003年没有与负荷增长相应的电源投产,华东地区2003年电力不足缺口将增大。根据初步安排2003年福建将向华东送电达4500GWh以上,一方面解决福建自用有余的矛盾,另一方面解决华东缺电的矛盾。
(2)提高水能利用,优化电网资源
在通过对运行实绩分析比较(详见表1)后可以发现:与华东联网后的2002年1~7月,福建电网调峰弃水损失电量合计值比联网前5年同期少445.45GWh,其中6、7月份水库来水较丰的情况下仍少104.43、58.52GWh。全网直调水电弃水期装机满发率平均值比联网前5年同期高14.91(2002年1~5月份电网水库来水较枯),其中6、7月份水库来水较丰的情况下仍高11.03、9.48。以水口电厂装机1.4GW计算,水口在今年6月来水正常、7月来水比常年偏多约51(比前5年同期来水平均值偏多24.3)的条件下,6、7月水口机组在弃水时段所带出力仍比联网前高了约280MW,约相当于弃水时段少停2台华能福州火电厂300MW机组(弃水时段出力按140MW计算)。联网减少了水电调峰弃水损失电量,提高了水电弃水期装机满发率,水能得到了充分利用,电源资源得到一定程度的优化。
(3)实现了水、火资源的互补
福建和华东的联网运行也为福建的电力用户提供了一道可靠的保障。2002年1~5月福建全网持续干旱,省内6大水库来水量比多年同期平均值减少45,分别是有水文记录以来的历史同期最枯年或次枯年,全省水力发电量减少28.9。尤其是进入主汛期后,连续4次有预报的降雨均落空,所有水库持续在死水位附近运行,严重危及电网安全和用户的供电可靠性。在此特殊时期,福双联络线发挥了巨大的作用,在国调和华东公司等支持下,特别是华东电网的支持下,从外省调进了114GWh的电量,缓解了6月份福建省电力紧张的局面,避免了省内的拉限电,也为福建省的国民经济及社会创造了良好的效益。3.3联网[1][2]下一页

来源:中国电力资料网
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