孤网运行措施探讨

刁丽琳 刘强

摘 要：由于线路开关、变压器、互感器等一次设备计划检修、预防性试验、电源接入和消缺等原因，天津塘沽区域电网每年都需要孤网运行。因此，对孤网运行存在的风险进行分析并提出相应对策，对提高孤网运行的安全性有一定的现实意义。
关键词：孤网运行；风险分析；对策

1. 概述

2017年4月25日9:00至4月28日20:00，国网天津市电力公司安排220kV滨米二线全线处缺，在220kV滨米二线检修期间，若滨米一线故障，则天津国电津能滨海热电公司#1机组与220kV米兰站、洞庭路站及吉林路#1、#3T形成小地区独立系统。在发电机组单机带孤网运行的系统中，由于孤网系统的自平衡能力差，发电机的出力必须随时跟随负载功率的变化而变化，才能维持供电频率稳定。若孤网运行无法维持，则北塘热电厂将发生全厂停电事故。因此，有必要对孤网运行的风险进行分析并提出相应对策，以提高孤网运行的可靠性。

2、孤网运行的特点
孤网是孤立电网的简称，一般泛指脱离大电网的小容量电网 。机网容量比大于8 %的电网，统称为小网，孤立运行的小网，称为孤网。孤网可分为下列 3 种情况 ：网中有几台机组并列运行 ，单机与电网容量之比超过8% ，称为小网 ，网中只有1台机组供电，称为单机带负荷；甩负荷带厂用电，称为小岛运行工况，是单机带负荷的一种特例。

孤网运行最突出的特点，是由负荷控制转变为频率控制，要求调速系统具有符合要求的静态特性、良好的稳定性和动态响应特性，以保证在用户负荷变化的情况下自动保持电网频率的稳定。这就是通常所说的一次调频功能。运行人员关注的问题不再是负荷调整，而是调整孤网频率，使之维持在额定频率的附近。这种调整通过操作调速系统的给定机构来完成，成为二次调频。由于孤网容量较小，其中旋转惯量储存的动能和锅炉群所具备的热力势能均较小，要求机组的调速系统具有更高的灵敏度，更小的迟缓率和更快的动态响应。

3、机组孤网运行存在的难题
3.1汽轮发电机的电压,频率和发动机转速不稳定,会根据负荷的变化跟踪变化,电源品质差,安全系数低。
3.2在大负荷变动情况下,负荷对汽机冲击很大,长期运行会造成汽机调速器损坏,甚至冲垮汽机正常工作状态。
3.3排气频繁,噪音大,严重浪费热能和水资源。

4.北塘电厂全厂运行方式：

4.1 220kV双母线并列运行，220kV热米一、二线路正常运行；

4.2 1号机组运行，2号机组备用，若出现孤网运行时预计全厂负荷200MW–250MW。

5.孤网运行保障措施

5.1强化调度管理，严肃调度纪律，禁止随意退出保护及自动装置，确保发供电设备稳定；

5.2严格执行生产汇报制度，发生设备故障、异常时，值班人员要立即向值长汇报，并按值长指令处理，严禁隐瞒、延误汇报；

5.3值班期间认真监盘，精心调整，加强巡回检查，发现设备缺陷及时联系检修处理。对在运行中不能处理的重大缺陷，值班人员增加检查次数，监视缺陷的发展情况，并制定相应的预防技术措施，做好事故预想，及时向上级相关部门汇报；

5.4加强生产值班力量，值班人员坚守岗位，24小时保持通讯畅通；

5.5提前储备充足0号柴油，确保全厂停电情况下柴油发电机正常连续供电；

5.6各值应认真学习本预案，并做好#1机组孤网运行以及全厂停电事故预想。

6.孤网运行技术措施：

6.1 4月24日安排以下工作：

①试验A、C、D三层等离子拉弧正常，保证燃烧不稳定时，能够及时投用；

②将#1汽轮机由顺序阀切为单阀运行；

③#1、#2机柴油发电机空载试验正常；

④试转#1机组直流润滑油泵和密封油泵；

⑤做好入炉煤的掺配，保持入炉煤质的相对稳定。

6.2 4月25日至4月28日，重要辅机定期轮换工作暂停；

6.3 滨米二线检修期间，提请天津电力调度中心控制滨米一线潮流，始终维持适当由米兰向滨海站送出，且尽量调整至最低，以减少滨米一线故障对北塘电厂造成的冲击；为保障北塘热电厂#1机组在孤网运行方式下锅炉稳燃和机组具备一定的调节裕量，线路检修期间负荷应尽可能控制在230MW 270MW；

6.4 若天津市调通知滨米一线故障或1号机组运行中突发有功、无功大幅波动，汽轮机转速偏离正常运行区间，运行人员应立即切除AGC、AVC，以稳定汽轮机转速为控制目标，在协调控制方式下调整机组负荷至稳定，值长应加强与天津电力调度中心的联系，及时了解滨米线消缺与恢复运行进程。此时监盘人员要时刻注意汽轮机转速的变化，若机组在电网侧甩负荷时转速飞升达到超速保护动作值而超速保护拒动，运行人员应立即手动打闸停机；

6.5 #1机组孤网运行后，联系天津电力调度中心控制用户负荷侧相对稳定，避免大幅的负荷扰动；

6.6若#1机组孤网运行，将#1机组升降负荷速率调整为10MW/min，此时机组负荷调整以一次调频为主，以CCS方式下手动调整负荷为辅。#1机组一次调频死区为±2rpm，最大调整区间为±14rpm或±28MW，值班员应严密监视汽轮机转速，当发现一次调频无法满足调整要求时，应提前手动干预负荷，维持汽轮机转速不要波动太大，以免OPC保护动作。若OPC动作，机组切为DEH转速控制，返回值为3000rpm，此时可能会发生系统振荡，若机组自平衡能力无法使振荡收敛逐步消除，则应打闸停机；

6.7若CCS方式下不能维持汽轮机转速，应将控制方式切为基本方式，由运行人员快速调整汽轮机综合阀位，将转速控制在OPC动作范围内，调整时应注意锅炉侧同步进行调整，以免引起汽温、汽压大幅波动，影响机组安全；

6.8单机带孤网运行对汽轮机最大的问题是机组转速波动过大，会导致机组振动、轴承温度等参数变化，运行人员要加强对机组主要参数的监控及调整，及时发现运行的异常状态并及时处理；

6.9孤网运行时为了满足电网负荷的变化，一次调频回路会经常动作汽轮机调门，导致锅炉主汽压力经常波动且幅度较正常运行时大，炉侧运行人员要加强主要参数的监控及调整，同时保持与汽机侧运行人员的及时沟通，了解机组负荷变化情况，及时进行跟踪调整，避免因参数超限导致的停机事故；

6.10孤网运行时加强对汽轮发电机组辅助设备的巡视，若发现出力不足、压力下降、电动机发热、过电流等不正常现象，应迅速启动备用泵，维持各参数正常；

6.11 孤网运行期间启停6kV电动机和380V大容量电动机应征得值长同意，预先调整发电机无功出力，防止各级母线电压大幅波动；

6.12 若#1机组孤网运行期间，我公司设备出现缺陷，需要降负荷处理，需要向天津电力调度中心申请转移负荷，保证机组能够维持运行；

6.13 若滨米一线故障后，系统冲击过大直接导致#1机组保护跳闸，按照我公司全厂停电应急预案进行处理。

7.小结

孤网运行的重点是保证安全 ，孤网运行的关键是保证机组在运行时保持机组转速和电压的稳定。经过科研 、调试、实践，已经摸索出天津国电津能滨海热电有限公司孤网运行的经验 ，具备了应对孤网运行的能力。

参考文献：

1.天津国电津能滨海热电有限公司220KV保护规程

2.天津市国电津能滨海热电公司值长调度规程

3.罗作桢、刘康宁，关于孤网调频问题探讨 电厂自动化

4.李 俊 火电厂单机带孤网运行控制策略 中国电力

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