浅谈山区小水电的综合利用

何泉 刘同斌 徐强

【关键词】小水电;发电;方式安排;配网调度

一是小水电拥有规模小（如图1）、投入小、建设周期短、回报快、对周围环境影响小等优点，促成小水电快速发展。但小水电主要以径流式为主。不具备大型蓄水调控能力，对天气依赖大，难以管控。

二是小水电较为分散，水电资源主要分布在山区。如茂名地区小水电主要集中在北部信宜、高州，远离供电核心区域，不利于小水电就地消纳。在雨季，北部地区小水电大发，无法就地消纳，倒送主网，远距离输送，造成较大损耗;在枯水期，小水电大多数处于少发或停发状态，不利于地区能源的综合利用。

三是小水电技术落后（如图2）。大部分小水电投产时间早，后期投入小，造成小水电发展停滞不前。虽然近期部分小水电进行升级改造，保护装置电子化，具备自动化功能，但通信不畅，造成小水电一直存在无法监控，无序发电状态，不利于水资源的综合利用。

电网新技术的应用，如智能电表、自动化开关等具备远程通信功能的设备投入使用，使小水电实时监控成为可能。通过计量系统采集小水电发电参数，对各项参数进行汇总分析，以图表等形式展示小水电运行状态，解决小水电盲调的问题。为发电调度、方式调整提供支撑，实现小水电站调度和管理的信息化，提高效率，节约成本。

（一）开展小水电集中监视

收集原始数据，基于配网主站三区系统，录入小水电发电基础参数，包括：满蓄水发电量W、最大出力Pmax、最小出力Pmin、经济出力PO，实现小水电发电能力预测功能，为调度控制提供依据。同时提供实时监控小水电出力界面，本项目通过接口的方式实时获取计量系统小水电配变数据P、Q、I、配網线路模型结构和录入小水电发电基础参数形成庞大的数据群组。提供实时监控小水电出力界面，通过配网单线图与供电所实时关系进行匹配，建立“区域一供电所一变电站一线路一小水电配变”五级节点，形成小水电监视数据列表。

（二）开展小水电顶峰发电安排

随着近期新冠疫情防控逐渐缓和，经济恢复正常发展，部分地区用电紧张，出现错峰用电情况。为充分利用小水电发电能力，通过系统对小水电进行分析，掌握小水电运行规律及发电特性，结合天气来水情况，合理对小水电进行调控，提高区域内小水电综合利用，积极组织小水电开展顶峰发电，使小水电在削峰上发挥更加积极的作用。

（三）提供技术支撑

配网方式调整需考虑因素较多，特别是在偏远、网架薄弱地区，除了相序、相位、电压外，方式调整存在很多制约，如供电半径长、线路末端电压低、受限于线径转供电能力不足等。在特殊情况下，为提高供电可靠性，可以充分利用小水电，为方式安排提供支撑。

如35kV思贺站供电区域网架薄弱，由35kV思合线单电源供电，10kV对外联络线路只有两条，而联络线径过细，转供电能力不足。35kV思贺站10kV上网小水电14座，容量7100kW。

在主网设备检修或故障的情况下，单独依靠10kV对外联络线路，无法对35kV思贺站负荷进行全部转供，对供电用户影响较大。为提高供电可靠性，在主、配网网架不完善的情况下，充分利用思贺站并网的小水电。并以10kV联络线路与大网进行联络，以35kV思贺站10kV母线为中心，对小水电合理调度，严控小水电发电，形成比较孤立的小电网运行，力求做到小电网自供自给。此特殊方式运行，需对35kV思贺站供电区域负荷性质、小水电发电能力做好充分分析，并制定详细方案。

从35kV思贺站负荷曲线（图3）可以看出。小水电集中在7时至24时发电，0时至7时停发。配合10kV联络线路，对小水电进行调控，在特殊时期35kV思贺站可以依靠小水电发电做到小电网自供自给。

一是通过分析35kV思贺站负荷特性，将用电、发电负荷进行区分，可以高度还原35kV思贺站供电负荷情况，提高负荷预测的准确性，再与小水电发电负荷进行匹配，制定小水电发电计划。

二是对35kV思贺站上网小水电进行分类统计分析。通过系统对各小水电数据进行详细分析，将小水电分为径流式、具备一定调控能力、阶梯式等三种类型。各类小水电发电特性差别较大，径流式主要受天气影响，随着降雨量大小变化而变化。难以把控;具备一定调控能力的小水电，虽然可控，但要精确计算发电能力，存在较大困难;阶梯式小水电，上游小水电站带动下游水电站的能力，上游电站开机后水流到达下游电站时间、流量、发电能力等都需系统支撑和详细评估，才能充分掌握小水电发电能力。

三是方式安排，对负荷特性、小水电发电能力进行充分分析后，通过系统进行负荷、发电量进行模拟，以梯式小水电为调控主力，与用电负荷进行匹配。可通过系统对小水电发电计划进行模拟，对小水电进行分类调控，再与10kV联络线路配合，尽量使35kV思贺站10kV母线负荷平衡，10kV联络线负荷容量与可调节小水电相互配合，确保在特殊运行方式下，保证供电稳定。在极端情况下，无10kV联络线进行联网，35kV思贺站可形成孤岛运行。

四是在特殊运行方式下，在只有一条10kV联络线与大网联络的情况下，小水电发电质量直接决定了供电范围内的电能质量，需要加强对小水电站有功、无功、电压监控，确保发电质量，防止电压变化过大，造成系统不稳定。对各小水电数据进行实时分析，设置监控阀值，对小水电发电过程，进行全程监控、调控。

通过系统可对用电负荷、小水电发电负荷分别进行分析，最大限度还原供需关系，为方式调整、调度运行提供有力支撑。同时为负荷预测、发电计划安排提供数据参考，为方式转换提供负荷模拟曲线，做好小水电发电调度。通过系统对小水电集中监控。解决小水电长期盲调的状况，定期开展对小水电发电质量监控及分析，为配网经济运行、电压质量提供参考数据，同时也为配网方式调整、方式安排提供支撑数据。