直流融冰裝置應用對電力系統(tǒng)運行影響探索

　　[摘 要]電力事業(yè)關乎社會民生，在社會經濟迅猛增長下，各個行業(yè)的用電需求不斷增長，如何保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，成為當前首要待解決問題之一。在電力系統(tǒng)運行中，直流融冰裝置作為其中不可獲取的組成部分，在運行中由于裝置接入方式的不同，可能會影響到直流融冰裝置的電壓水平和無功功率平衡，不利于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，還有待進一步完善。本文就電力系統(tǒng)中直流融冰裝置所產生的影響展開分析，從多種角度分析的不良影響，為后續(xù)的電力系統(tǒng)調度提供可靠依據。
　　[關鍵詞]電力系統(tǒng)；直流融冰裝置；供電能力；系統(tǒng)穩(wěn)定
　　中圖分類號：S935 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）24-0214-01
　　在電網運行中，直流融冰裝置在其中所起到的作用較為突出，主要是用于保障極端天氣條件下電力系統(tǒng)安全運行，以其獨特的優(yōu)勢得到了廣泛的應用。但是，由于直流融冰裝置的適用范圍較狹窄，所以關于直流融冰裝置對于電力系統(tǒng)運行影響的研究較為匱乏。在電力工程中，直流融冰裝置可能會影響到無功功率平衡、變電站供電能力和系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。由此，加強直流融冰裝置對電力系統(tǒng)運行影響研究，有助于把握系統(tǒng)運行要點，提出有效措施降低不良影響，促使電力系統(tǒng)可以安全穩(wěn)定運行。
　　一、直流融冰裝置運行原理
　　（一）直流融冰技術
　　就直流融冰技術來看，主要是借助大容量的電力電子設備，將交流電能轉變成直流電能，在待融冰線路上加熱處理，實現融化冰層的目的。結合直流融冰的線路組合方式，具體表現在以下兩種，一種是三相交流線路的兩相導線融冰，另一種則是每次對三相交流線路的三相導線融冰處理，可以根據實際情況完成融冰目的[1]。
　�。ǘ�）SVC功能融冰裝置的運行原理
　　電網基礎設施運行條件較為惡劣，覆冰純屬偶然，會在不同程度上影響到電網基礎設施的運行安全。為了能夠有效提升電網設備運行效率，直流融冰裝置兼具靜止無功補償功能。對于無融冰需求的情況下，可以通過重構裝置主接線，促使直流融冰裝置可以保持SVC模式運行，為電力系統(tǒng)安全運行提供堅實保障。融冰模式下，裝置晶閘管閥形成完整的脈動整流器，將交流電能轉變?yōu)橹绷麟娔埽�根據電網運行需要動態(tài)調節(jié)直流電流輸出，以此來滿足在長度不同的線路融冰需求。對于無融冰需求，重構裝置主接線，晶閘管閥組和電抗器轉變?yōu)镾VC的TCR閥組，重構直流融冰模式，轉變?yōu)镾VC運行模式，以此來滿足電力系統(tǒng)運行安全。
　　（三）融冰裝置接入方式
　　為了可以更好的滿足線路融冰需要，主要是選擇基站式安裝方式進行安裝直流融冰裝置，在變電站內安裝，可以滿足變電站所有出線融冰需要。如果是一些容量較小的直流融冰裝置，接入變電站內主變壓器低壓側，反之則是接入變電站內中壓母線[2]。與此同時，對于當前我國現有變電站，直流融冰裝置的安裝可能會影響到站內總體規(guī)劃，侵占低壓無功補償設備的空間。
　　二、直流融冰裝置對電力系統(tǒng)運行的影響
　�。ㄒ唬┫到y(tǒng)短期運行影響
　　對于系統(tǒng)近期運行影響，主要表現在以下幾點：
　　（1）主變供電能力。在裝置線路融冰運行中，有功功率消耗量隨之增加，供電能力下降。對于變電站而言，如果僅有一臺主變，對于變電站供電能力影響較大。站內1臺的750MVA主變，變壓器功率因素0.95，主變最大負荷大約在713MW左右；變電站內安裝融冰裝置額定功率225MW，那么在去掉裝置有功功率消耗后，負荷供電大概在490MW左右可以達到滿載狀態(tài)，為變電站供電帶來嚴峻的壓力。所以，在直流融冰裝置模式運行下，應該根據區(qū)域實際情況選擇合理的電網運行方式，盡可能避免主變過載運行。
　�。�2）主變第三繞組負載率。直流融冰裝置如果計入到主變低壓側，對于額定容量的要求較高。站內安裝直流融冰裝置，在SVC運行模式下的輸出無功功率最大可以達到120Mvar，第三繞組向中壓側輸出的無功功率最高可以達到240Mvar，達到額定容量[3]。但是，電容器無功輸出和端電壓平方是處于正比關系，如果低壓側電壓水平超過額定電壓，那么在SVC運行模式下，無功功率最高會超過240Mvar，加劇變壓器第三繞組處于過載狀態(tài)。所以，在具體運行中需要合理調控SVC運行模式的參數，盡可能避免低壓側電壓過高導致SVC滿發(fā)無功功率問題出現。
　�。�3）系統(tǒng)運行電壓水平。在冬季，外界天氣因素對于變電站供電能力影響較大，變電站的融冰裝置在SVC運行模式和融冰模式分布情況下計算，把握變電站的近區(qū)電壓運行情況和設備無功輸出情況。在直流融冰運行模式下，被融冰線路停止運行，并列運行線路的無功消耗和功率隨之增加，承擔較大的運行負荷，加劇變電站下網負荷。在站內偷竊相同低壓無功補償情況下，SVC運行模式的變電站近區(qū)電壓水平要遠遠高于融冰模式，但是并未超出合理范圍[4]。
　�。�4）系統(tǒng)穩(wěn)定水平。應用直流融冰裝置，待融冰線路從電力系統(tǒng)運行中退出。對于不同線路融冰情況下，致使系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到了不同程度上下降。這就需要根據實際情況，在線路融冰模式下選擇合理的運行方式，盡可能降低線路和電網運行負荷，備用充足，保持電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。在SVC運行模式下，直流融冰裝置在運行中主要是借助晶閘管控制電抗器快速吸收無功功率，系統(tǒng)無功需求快速相應，對于改善電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性具有促進作用。從中可以了解到，SVC運行模式下直流融冰裝置的運行中，系統(tǒng)發(fā)生故障后具有動態(tài)無功調節(jié)作用，盡可能降低變電站母線電壓波動現象，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
　�。ǘ�）系統(tǒng)長期運行影響
　　電力系統(tǒng)運行中，直流融冰裝置的運行對于電力系統(tǒng)長期運行同樣存在一定影響。通過高壓電抗器的安裝可以補償500kV線路充電功率，對于較短的線路充電無功可以安裝低壓電抗器補償。安裝低壓電容器可以實現無功損耗的補償，向中壓側電網輸送部分無功，并對電網提供補償作用。所以，加強變電站低壓無功補償設備，對于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行具有重要作用[5]。
　　如果安裝直流融冰裝置，需要占據一定的設備空間，這就需要結合變電站規(guī)劃建設要求進行校準與核算，分析設備占用空間擴建情況下是否會增加低壓無功補償設備。如果無法滿足無功平衡需求，可能通過增加征地措施安裝低壓無功補償設備。如果保證500kV線路高抗退出運行，不新增低壓無功補償設備，可以基本上滿足變電站的無功平衡需要。
　　三、結論
　　綜上所述，在電力工程中，直流融冰裝置可能會影響到無功功率平衡、變電站供電能力和系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。當前我國關于直流融冰裝置對于電力系統(tǒng)運行影響的研究較為匱乏，為了確保電力系統(tǒng)安去穩(wěn)定運行，充分發(fā)揮直流融冰裝置優(yōu)勢，應該充分結合區(qū)域實際情況，選擇合理的接入方式，提升供電能力。
　　參考文獻
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