论文部分内容阅读
摘要：锦屏二级水电站电量部分通过交流联网送出至川渝电网，部分通过锦苏直流送至江苏，根据对锦屏二级水电站的出力及各断面潮流的运行统计，分析其发电情况特点，并结合电网构架及电网稳定运行等相应的限制条件，研究其影响出力的因素，实现满发电达到水能利用率最大化。
关键词：锦屏二级水电站;送出断面潮流分析
锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里、盐源、冕宁三县交界处的雅砻江干流锦屏大河湾上，是雅砻江下游河段开发的第二座大型电站。利用雅砻江150公里锦屏大河湾的天然落差，截弯取直开挖隧洞引水发电。锦屏二级坝址位于锦屏一级下游7.5公里处，厂房位于大河湾东端的大水沟。由于锦屏一级水电站的尾水注入锦屏二级水电站的库容，目前两站实行联合调度，实现水能利用最大化。
锦屏二级水电站总装机容量为8×600MW，2012年12月30日首台机组投产发电，2014年11月26日全部投产，电站设计为日调节水库[1]。电站设计为机组及主变为联合扩大单元接线，分别通过2回500kV交流线路送至南天变电站，再送至川渝电网，2回500kV交流线路送至锦屏换流站，再逆变为直流，通过±800kV直流送至苏州。
锦屏二级水电站装机容量在雅砻江流域梯级电站中最大，且日均耗水率最低1.31，而锦屏一级水电站的为1.67。锦屏二级电站出力对流域电站总出力及发电量也影响最大，通过分析近几年锦屏二级水电站出力及相关断面运行情况，研究其影响因素，合理安排发电计划，提高水能利用率。
1电网构架
1.1电网概要
锦屏电站包括锦屏一、二级水电站，位于西南电网，但归属国调直调，调度命名分别为锦西电站、锦东电站，送出结构接线如下图。
1.2电网安全稳定运行边界
由图1可知，与锦东电站相关的断面潮流包括东天断面、东锦断面、锦东送出断面。根据调度相关资料，锦东电站相关送出断面限额如下（MW）：
其中东锦断面：500 千伏东锦Ⅰ、Ⅱ线构成的送电断面，潮流方向：锦东电厂送锦屏为“+”。锦东电厂送出断面：500 千伏东锦Ⅰ、Ⅱ线与东天Ⅰ、Ⅱ线构成的送电断面，潮流方向：锦东电厂送锦屏为“+”、锦东电厂送南天为“+”。东天+月锦断面：500千伏东天Ⅰ、Ⅱ线与月锦Ⅰ、Ⅱ线构成的送电断面，潮流方向：南天送锦东电厂为“+”、月城送锦屏为“+”。东锦+月锦断面：500千伏东锦Ⅰ、Ⅱ线与月锦Ⅰ、Ⅱ线构成的送电断面，潮流方向：锦东电厂送锦屏为“+”、月城送锦屏为“+”。
1.3锦屏二级水电站出力限制边界条件
根据图1，根据基尔霍夫定律[3]以及潮流计算[4]可以得到如下：
表示锦东电站出力;
表示锦苏直流送出功率;
表示锦西电站出力;
表示东天+月锦断面送出功率;
由式（1）可以看出锦屏二级水电站不仅受到送出断面限额的影响，同时也受锦西出力、锦苏直流送出的限制。
2出力分析
雅砻江流域汛期6月份开始，7月份来水基本可以证锦屏一级满发，对应的锦屏一级出库可以满足锦屏二级满发。通过统计2017年至2019年各断面潮流及电站出力，均无大幅波动。故下面对2017年到2019年7月的断面及电站出力进行统计分析。
2.12017年7月各潮流断面及锦屏电站出力
2017年7月，锦苏直流基本上处于满负荷运行，东天+月锦断面未越限有一定的裕度，但东锦断面潮流平均值达到2824MW，且7月中下旬一直处于接近高限运行，月初由于水位控制等原因，锦西电站负荷不高，锦东电站因来水不足，也不能满发[6]。后期虽然锦西达到满发，但锦东电站仍未实现满发。
2.22018年7月各潮流断面及锦屏电站出力
2018年7月，锦苏直流由于存在隐患仅能实现90%额定负荷运行，东天+月锦断面潮流平均值达到1478MW，且大部分时间运行在接近下限运行;东锦断面潮流存在一定裕度。锦西电站7月中旬左右實现满发，但锦东仍未达到满发状态。
2.32019年7月各潮流断面及锦屏电站出力
2019年7月，锦苏直流仍然由于存在隐患仅能实现90%额定负荷运行，东天+月锦断面潮流平均值达到-869MW，在7月中上旬，均有一定的裕量，7月下旬后半段处于低限运行;东锦断面运行呈波动状态，7月中旬接近越限运行一段时间，后面均在控制范围内运行;锦西电站于7月下旬实现了满发，而锦东在7月中旬实现了满发。
2.4锦东水电站出力分析
结合历史统计可以看出，锦东电站仅2019年实现满发。2017年虽然锦苏直流实现满载运行，但锦东电站因受到东锦断面的限制，未能实现满发;2018年由于东天+月锦断面限制，加上锦苏直流无法满负载运行，锦东电站也未能实现满发;2019年在7月16日，即使锦苏直流90%的额定负荷运行的情况下，利用式（1），在掌握断面潮流的运行情况后，将控制断面潮流在安全稳定运行范围内，通过适当减少锦西电站出力，增加锦东电站出力，使其第一次实现满发，也实现了锦东电站的水能利用率的最大化。
3结论
本文锦屏二级电站的出力受限进行了研究分析，受到的影响因素如下：
（1）锦东断面，由于东天线受到川西断面送出的压制导致送出过少，当锦东满发时，可能会造成锦东断面越限。
（2）东天+月锦断面，当锦苏直流送出一定时，若要实现锦屏二级的满发，必须降低锦屏一级电站的负荷。
在实际发电计划制定过程中，可以根据对系统情况的掌握，调整锦屏一级与锦屏二级的出力，尽量使锦屏二级电站实现满发，达到水能利用率的最大化。
（作者单位：雅砻江流域水电开发有限责任公司）
关键词：锦屏二级水电站;送出断面潮流分析
锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里、盐源、冕宁三县交界处的雅砻江干流锦屏大河湾上，是雅砻江下游河段开发的第二座大型电站。利用雅砻江150公里锦屏大河湾的天然落差，截弯取直开挖隧洞引水发电。锦屏二级坝址位于锦屏一级下游7.5公里处，厂房位于大河湾东端的大水沟。由于锦屏一级水电站的尾水注入锦屏二级水电站的库容，目前两站实行联合调度，实现水能利用最大化。
锦屏二级水电站总装机容量为8×600MW，2012年12月30日首台机组投产发电，2014年11月26日全部投产，电站设计为日调节水库[1]。电站设计为机组及主变为联合扩大单元接线，分别通过2回500kV交流线路送至南天变电站，再送至川渝电网，2回500kV交流线路送至锦屏换流站，再逆变为直流，通过±800kV直流送至苏州。
锦屏二级水电站装机容量在雅砻江流域梯级电站中最大，且日均耗水率最低1.31，而锦屏一级水电站的为1.67。锦屏二级电站出力对流域电站总出力及发电量也影响最大，通过分析近几年锦屏二级水电站出力及相关断面运行情况，研究其影响因素，合理安排发电计划，提高水能利用率。
1电网构架
1.1电网概要
锦屏电站包括锦屏一、二级水电站，位于西南电网，但归属国调直调，调度命名分别为锦西电站、锦东电站，送出结构接线如下图。
1.2电网安全稳定运行边界
由图1可知，与锦东电站相关的断面潮流包括东天断面、东锦断面、锦东送出断面。根据调度相关资料，锦东电站相关送出断面限额如下（MW）：
其中东锦断面：500 千伏东锦Ⅰ、Ⅱ线构成的送电断面，潮流方向：锦东电厂送锦屏为“+”。锦东电厂送出断面：500 千伏东锦Ⅰ、Ⅱ线与东天Ⅰ、Ⅱ线构成的送电断面，潮流方向：锦东电厂送锦屏为“+”、锦东电厂送南天为“+”。东天+月锦断面：500千伏东天Ⅰ、Ⅱ线与月锦Ⅰ、Ⅱ线构成的送电断面，潮流方向：南天送锦东电厂为“+”、月城送锦屏为“+”。东锦+月锦断面：500千伏东锦Ⅰ、Ⅱ线与月锦Ⅰ、Ⅱ线构成的送电断面，潮流方向：锦东电厂送锦屏为“+”、月城送锦屏为“+”。
1.3锦屏二级水电站出力限制边界条件
根据图1，根据基尔霍夫定律[3]以及潮流计算[4]可以得到如下：
表示锦东电站出力;
表示锦苏直流送出功率;
表示锦西电站出力;
表示东天+月锦断面送出功率;
由式（1）可以看出锦屏二级水电站不仅受到送出断面限额的影响，同时也受锦西出力、锦苏直流送出的限制。
2出力分析
雅砻江流域汛期6月份开始，7月份来水基本可以证锦屏一级满发，对应的锦屏一级出库可以满足锦屏二级满发。通过统计2017年至2019年各断面潮流及电站出力，均无大幅波动。故下面对2017年到2019年7月的断面及电站出力进行统计分析。
2.12017年7月各潮流断面及锦屏电站出力
2017年7月，锦苏直流基本上处于满负荷运行，东天+月锦断面未越限有一定的裕度，但东锦断面潮流平均值达到2824MW，且7月中下旬一直处于接近高限运行，月初由于水位控制等原因，锦西电站负荷不高，锦东电站因来水不足，也不能满发[6]。后期虽然锦西达到满发，但锦东电站仍未实现满发。
2.22018年7月各潮流断面及锦屏电站出力
2018年7月，锦苏直流由于存在隐患仅能实现90%额定负荷运行，东天+月锦断面潮流平均值达到1478MW，且大部分时间运行在接近下限运行;东锦断面潮流存在一定裕度。锦西电站7月中旬左右實现满发，但锦东仍未达到满发状态。
2.32019年7月各潮流断面及锦屏电站出力
2019年7月，锦苏直流仍然由于存在隐患仅能实现90%额定负荷运行，东天+月锦断面潮流平均值达到-869MW，在7月中上旬，均有一定的裕量，7月下旬后半段处于低限运行;东锦断面运行呈波动状态，7月中旬接近越限运行一段时间，后面均在控制范围内运行;锦西电站于7月下旬实现了满发，而锦东在7月中旬实现了满发。
2.4锦东水电站出力分析
结合历史统计可以看出，锦东电站仅2019年实现满发。2017年虽然锦苏直流实现满载运行，但锦东电站因受到东锦断面的限制，未能实现满发;2018年由于东天+月锦断面限制，加上锦苏直流无法满负载运行，锦东电站也未能实现满发;2019年在7月16日，即使锦苏直流90%的额定负荷运行的情况下，利用式（1），在掌握断面潮流的运行情况后，将控制断面潮流在安全稳定运行范围内，通过适当减少锦西电站出力，增加锦东电站出力，使其第一次实现满发，也实现了锦东电站的水能利用率的最大化。
3结论
本文锦屏二级电站的出力受限进行了研究分析，受到的影响因素如下：
（1）锦东断面，由于东天线受到川西断面送出的压制导致送出过少，当锦东满发时，可能会造成锦东断面越限。
（2）东天+月锦断面，当锦苏直流送出一定时，若要实现锦屏二级的满发，必须降低锦屏一级电站的负荷。
在实际发电计划制定过程中，可以根据对系统情况的掌握，调整锦屏一级与锦屏二级的出力，尽量使锦屏二级电站实现满发，达到水能利用率的最大化。
（作者单位：雅砻江流域水电开发有限责任公司）