黄海洲
中国大唐集团有限公司重庆分公司 重庆 400020
摘 要：水电站电气主接线方式对发电效率、运行安全等起着关键作用。为了满足水电站的最优化运行，分析银盘水电站的实际运行情况，本文提出一种在扩大单元接线方式下的机组差异化运行策略。银盘水电站的机组接线方式为扩大单元接线，采用不同的运行策略，对电站的电损、水耗和经济运行有着重大影响，而优化运行策略，即可以确保运行安全，又可提高电站的经济运行。
关键词：扩大单元接线；差异化运行策略；水耗；开机顺序；
1 概述
机组不同的运行策略对于主变的有功损耗、机组水耗和无功补偿都有着重要的影响[1]，通过优化机组的运行策略和管理方式，即可以保障机组安全运行又可大幅减少主变有功损耗和机组水耗，并可提高机组的无功补偿，实现机组优化调整，创造更大的经济效益，对电站降本增效有着显著的意义。文献[2]分析了在扩大单元接线方式下的AGC无功争抢现象；文献[3]提出扩大单元接线方式下的附加调差系数整定方法。
银盘水电站采用“两机一变”的扩大单元接线方式（1#主变带1、2#机组运行，2#主变带3、4#机组运行）接入220kV GIS室（四角形接线方式），220kV主变压器为两台油浸式变压器，额定容量为340 MVA。
2 机组经济运行策略分析
2.1 不同水头下机组运行情况分析
银盘水电站机组的额定水头为26.5m，最大水头为35.12m，最小水头为13.0m。根据某年汛期一个月的历史数据。机组的工作水头一般维持在22.0m到32.0m。在相同水位下，四台机组工作水头由高至低依次是4#、1#、2#和3#。
2.2 四台机组水耗和负荷调整策略
在不同水头下，发电水耗和负荷调整影响机组的发电量和运行状态。图1为银盘水电站四台机组在某一时段的运行工况图。
银盘水电站1#机组在160MW运行且工作水头低于26m时，发电水耗明显上升，在27m，70MW至160MW之间运行时，发电水耗与负荷的变化率相对均匀；在工作水头27m以上，发电水耗与负荷的变化率相对不均匀，且导叶开度在同负荷下曲线斜率增大，发电水耗相对增加。在不同水头下，2#、3#和4#均有类似的变化情况。提出以下经济运行策略。
1#机组：工作水头尽量保持在27m以上运行，机组有功调整尽量在70MW至160MW运行；工作水头若在27m以下运行，1#机组有功调整尽量在100MW至150MW运行，且尽量避免1#机组在150MW以上运行。
2#机组：工作水头尽量保持在26m以上运行，机组有功调整尽量在90MW至140MW运行；工作水头若在26m以下运行，1#机组有功调整尽量在80MW至140MW运行。
3#机组：工作水头尽量保持在27m以上运行，机组有功调整尽量在110MW至160MW运行，但考虑到3#机组的下导、水导和顶盖的振动，建议3#机组有功调整尽量在110MW至150MW运行；工作水头若在27m以下运行，3#机组有功调整尽量在110MW至150MW运行，且尽量避免3#机组在150MW以上运行。
4#机组：工作水头尽量保持在26m以上运行，机组有功调整尽量在100MW至150MW运行；工作水头若在26m以下运行，4#机组有功调整尽量在140MW以下运行。
3机组开停机顺序分析
3.1上下游水位与运行机组数量的关系
枯水期，机组一般在212m至215m之间运行。汛期，机组一般在210.5m至215m之间运行。由于1#、3#机组的最优经济运行水头为27m以上，2#和4#机组的最优经济运行水头在26m以上。通过计算机监控数据统计，机组运行数量与经济运行水头的关系如下：
在单机运行时，4台机组基本都可以在最优经济运行水头运行。在双机运行时，水位在212m时不能保证3#机组的最优经济运行。在三机运行时，水位在212m时不能保证2#、3#机组的最优经济运行，在213m时不能保证3#机组的最优经济运行。在四机运行时，在212m时4台机组均不能保证最优经济运行，在213m时不能保证1#、2#、3#机组最优经济运行，在214m时4台机组均可以最优经济运行。
3.2 主变有功功能损耗分析
主变压器的损耗主要包括空载损耗和负载损耗，其中负载损耗包括有功损耗和无功损耗，由于主变压器的无功功率随系统电压的变化而变化，运行调整的空间较小，因此在此主要考虑有功损耗。
有功损耗的计算公式：
式中：
—空载损耗（kW）；
—额定负载损耗（kW）；
—负载波动损耗系数；
—平均负载系数
根据主变压器的设备参数和有功损耗的计算公式可知：
1#主变的有功损耗：
2#主变的有功损耗：
由此可知，主变压器的有功损耗同其负载系数的平方成正比。
以1#主变和两台机组满负荷运行为例：
1#主变的有功满载损耗：
；全厂主变压器的损耗：
以机组满负荷运行为例：
两台主变的损耗：
两种不同运行方式的主变压器的损耗之差：
因
，故无论主变负载系数取何值，
。
因此，对于扩大单元接线的机组，当全厂两台机组运行时，一台主变压器下的两台机组运行时的全厂的主变压器有功损耗始终大于两台主变压器下分别带一台机组运行时的全厂主变压器有功损耗，并且随着主变压器的负载系数的增大而增大。
因此，综合考虑主变的有功损耗、机组的水耗、运行的可靠性和4#机组的实际位置影响，机组的开机顺序应为1#、4#、2#机组和3#机组，停机顺序相反。
4结语
银盘水电站所实行的机组差异化运行策略为：应按照1#、4#、2#和3#机组的顺序进行开机，相反顺序进行停机。负荷调整应按照效率优先的原则进行调整。
本文分析了银盘水电站机组在工作状态良好的情况下，对比分析了机组不同运行策略、机组开停机顺序。通过控制机组负荷，合理调整不同工况下的负荷分配方式，更好地利用现有资源，为电站创造更大的经济效益。实践表明：扩大单元水电机组正常运行时，机组负荷调整方法的不同对电站的经济运行有一定影响，可通过不同工况下，调整负荷分配方式进行对比，以得到机组最佳调整策略，保证机组能够经济、高效地运行，也为今后类似情况机组提供参考借鉴。进一步可以对机组负荷调整进行具体分析，为机组差异化运行策略提供理论依据。
参考文献
[1]资伟娜.水电站电气主接线优化设计探讨[J].机电技术,2016(05):70-72.
[2]伍阳阳,刘友宽,李长更,李黎,洪思源,李晓龙.扩大单元接线机组控制策略分析研究[J].云南电力技术,2018,46(05):104-108.
[3]熊鸿韬,陆海清,张建承,沈轶君,汪宗恒.扩大单元接线机组附加调差系数整定方法研究[J].浙江电力,2018,37(01):23-26.