浅谈发电机在频繁调峰方式下存在问题及运行应对措施

浅谈发电机在频繁调峰方式下存在问题
及运行应对措施
摘要：随着近年来新能源发电装机容量大幅度增加，部分电网新能源发电出力已达到全网出力的60%以上，传统电网发电机结构已发生大幅度变化，尤其是风光发电集中区域的火电厂，对于机组调峰能力要求越来越高，火电机组已基本沦为调峰机组，在大风时刻火电机组最低出力运行甚至低于最小出力运行。

因风光不稳定在风光不发时机组又需快速接带负荷，使得机组负荷率大幅度变化，与常规运行机组相比，调峰机组参数呈现不同的特征。

本文阐述了频繁调峰时发电机呈现的一些特点及对应的运行监视。

关键词：发电机；调峰；
1机组深调形势
因新能源资源属于绿色能源，可循环利用，不消耗化石燃料、不排放污染气体、风能与太阳能已成为发展最快的新能源。

晋北地区属于风能与太阳能资源丰富区域，今年来风电与太阳能发电容量大负荷增加。

风光大发时省网新能源发电能力可达到1700万KWH以上，且发展势头依旧强劲，火电机组已基本沦为调峰机组，随着新能源发电能力的快速变化，不但有功负荷大幅度变化，无功负荷也剧烈变化，对发电机本体有较大的影响。

新能源发电具有不稳定的特点，光伏受昼夜及天气阴晴变化影响，风电受季节性影响较大。

受新能源发电能力大幅度变化影响，火电机组的发电能力也大幅度变化，厂内发电机有功负荷在30%-100%之间宽幅变化，尤其时春、冬季节随着新能源大发机组进入深入调峰季节，在有功负荷大幅度变化的同时无功负荷也在进相极限到迟相无功上限之间宽幅变化。

2对发电机本体的影响
在有功、无功负荷快速变化时从运行参数看发电机各部温度会随之快速变化，尤其发电机端部温度变化幅度较大，其中端部的铜屏蔽温度变化幅度可达到30℃。

因有功、无功负荷快速变化，发电机的电流快速变化导致温度快速变化，因发电
机定子铁芯、定子绕组属于不同材料热膨胀系数不同，在温度快速变化时造成发
电机定子铁芯与定子绕组之间的膨胀量不同，相对速率较快的负荷深度调整引起
的温度变化速率也差异较大，在机组正常的变负荷速率及负荷缓慢变化时定子铁
芯与绕组之间的膨胀差在可控范围内，但长期、频繁深调运行会因绝缘材料与铜
导体膨胀系数不同形成剪切应力，造成二者间的联接破坏，使得铜导体表面的绝
缘材料发生脱落，降低绝缘材料的性能，加剧定子绕组的松动。

3对机端电压及静态稳定性的影响
机组处于新能源装机集中区域，新能源有功大发时需要从电网吸收无功，在
新能源高负荷时需要周边机组提供大量无功功率，此时机组往往处于有功调峰低
限而无功处于迟相高限，此时有功受限，无功大发，受此影响发电机端电压将处
于高限限定值，如此时限制逻辑不正常将可能造成发电机出口电压过高，发电机
过励。

当新能源负荷低时，此时机组有功出力大增，因周边用电负荷少，地理位置
原因母线电压高，机组需进相吸收无功，机组往往运行于低励限定值边缘，达到
发电机出口电压低限值，如此时AVR励磁自动控制系统出现故障，可能造成静态
稳定性失去造成失磁、振荡等事故。

用电负荷低谷时段，全网用电负荷低，机组处于深度调峰时段，此时如周边
的新能源不发时，机组有功处于调峰最低负荷，机组无功处于进相运行最深处，
即处于低励限定值附近，此时由于低负荷时段自动电压控制系统将闭锁调节，需
手动调整发电机出口电压，此时如不顾及另一台机组的无功情况，可能出现一台
无功大发，一台进相吸收无功的情况，即出现一台机组为另一台机组提供无功的
情况，且如不行调整，该工况可能进一步恶化，导致一台机组过励，一台机组欠励。

以上三种情况在机组频繁调峰时可能快速交替出现，随着有功、无功的变化
发电机出口电压、厂用母线电压会随着工况不同进行大幅度变化，不但影响发电
机的本体的各部的温度分布，而且影响静态稳定性、厂内母线电压的稳定。

4应对措施
因深度调峰负荷变化对发电机本体的影响是相对一个缓慢的逐渐累积的影响，不会在短时间内发生衍生故障，发电机属于大型精密设备一般本体参数不会出现
大幅度变化，即在不同的工况下本体温度呈现出基本稳定的趋势，在无突发故障
时本体温度基本呈现一种稳定的变化规律。

从运行角度来说，即需要观察发电机
本体的温度变化规律从而来发现一些故障的先兆或苗头，在日常监视中不断总结
发现变化规律，在温度出现偏离日常参数时及时查找分析原因，从而发现事故苗头，避免发生事故。

针对静稳定性边缘运行情况，除保证励磁自动控制系统限定值起作用外，在
日常监视中遇特殊工况时应对应监视相关参数在规定限制范围内，同时利用DCS
系统自动报警系统增加其他AVR系统内没有的报警以提示运行人员注意边缘工况
运行监视。

5结束语
上面针对发电机在频繁调峰下本体及系统参数发生的一些变化特征进行了阐
述分析，同时提出了一些针对性监视、预防调整的应对措施。

参考文献：【1】张亚妮. 浅谈发电机正常运行方式情况下的操作、监视及
维护.无线互联科技.2012年3期
【2】许震.汤森云.深度调峰下发电机进相能力的分析. 电力安全技术,
2020。