抽水蓄能电站保安电源配置分析

抽水蓄能电站保安电源配置分析
发布时间：2022-01-14T05:41:04.084Z 来源：《当代电力文化》2021年28期作者：田野张宏雪
[导读] 抽水蓄能电站为电网提供高质量、大容量的清洁方式，满足电网安全、稳定和经济运行的需要。

田野张宏雪
黑龙江牡丹江抽水蓄能有限公司黑龙江牡丹江 157000
摘要：抽水蓄能电站为电网提供高质量、大容量的清洁方式，满足电网安全、稳定和经济运行的需要。

它是吸收新能源和确保稳定接入电网以改善抽蓄电站供应的重要保障。

本文介绍了我国正在建设和建设的抽蓄电站的典型枢纽结构，阐述了其保安电源配置及负荷分配，对抽蓄电站当前保安负荷及主要影响因素进行统计分析，为确定安全负荷提供明确的指导和计算方法，为管理提供技术咨询和帮助。

关键词：抽水蓄能电站；枢纽结构；厂用电；保安负荷；保安电源
抽水蓄能电站为电力系统的专用电源，具有峰值控制、填谷、事故储备和黑启动等功能。

快速灵活地启动、停止和转换各种操作模式。

这不仅是对电力系统稳定、安全、经济运行的重要支持，也是现有电网中最大的储能方式。

随着我国经济的进一步发展和电力系统数量的增加，能源负荷也随之增加，峰值与用户能源需求的增加之间的差距越来越大，电力的数量也越来越多。

此外，大规模开发新的、间歇性的绿色能源以及开发抽蓄，对于确保电力系统的安全稳定运行、减少电力调峰调频之间的矛盾及增加能源消耗至关重要。

一、抽蓄电站的发展
国外抽水蓄能电站的出现可追溯到100多年前。

我国抽水蓄能电站到的起步自20世纪80年代中期至后期，与欧美等发达国家相比我国建设起步较晚，而改革后的社会经济发展迅速。

抽水蓄能电站由于区域水资源有限、供开发的水电资源有限、缺乏调整电网的经济手段以及电网调峰冲突加剧，从电量缺乏转向调峰容量。

在建设抽水蓄能电站的努力中，逐步达成了解决电力控制问题的一致意见。

考虑到电网的必要性和电力结构的重组，一些水电为主的电网也在考虑建造一定数量的抽水蓄能电站。

为此，国家有关地区对抽水蓄能电站进行了综合资源规划，制定了抽水蓄能电站开发计划，加快了其建设。

1991年，张家口混合式抽水蓄能电站首次投入运行，装机容量270MW，标志着抽水蓄能电站建设的第一个高潮。

1990年代，随着改革的深化和经济的快速增长，抽水蓄能电站建设取得了快速发展。

二、抽蓄电站厂用电系统介绍
抽水蓄能电站是一座地下电站，主要电气设备存放在地下室，其通风、水、消防、照明等消耗的电力比普通水电站多；地面建筑是由上下水库、开关站、生产综合楼、下水库等产生的。

因此，抽水蓄能电站的安全可靠运行需要更高的供电可靠性和灵活性。

厂用电接线是从主变压器低压侧引出，当机组停止或泵工作时，厂用电的功耗可由500kV系统倒送。

为确保厂用电的可靠性，另一个电源作为备用电源从当地电网引入电站。

例如，电站有四段厂电母线为例，电源有四种方式获取。

①从发电机电机输出连接厂用变压器；②500kv系统反向传输；③从区域电网连接备用电源电路；④紧急供电。

设置各母线分段之间的母线连接开关，均匀分配各母线分段的负荷，以确保电站各供电负荷的供电安全可靠。

三、抽蓄电站事故保安电源配置
1.事故保安配置和安全策略。

除了将电动机变压器和从发电机发动机输出连接到500kV倒送厂用电外，抽水蓄能电站将连接到区域电网中的一个或两个回路电源，在施工期间结束时，这些电源将自动作为电站运行的备用电源。

但是，由于它是一个区域性电源，因此很难确保其可靠性。

其是地下电站。

作为电网的重要应急电源，有必要确保地下设施和大坝的安全，并在紧急情况下确保系统备份。

因此，必须配置事故保安电源。

其电源供应设置如下:抽水蓄能电站设置保安电源，容量配置和电能质量符合安全负荷要求。

黑启动功能还必须使用保安电源运行，容量应保证黑启动开机功能，则必须确保附属和辅助设备负荷。

当保安电源与电站备用电源共享母线部分时，应安装锁定装置。

此外，保安负荷必须由两个独立的电源供电，一个是辅助电源，另一个是保安电源。

2.事故保安供电准则和安全选项。

由于柴油发电的机成本效益日益提高，柴油发电机近年来已成为最常见的保安电源之一，特别是在北部，那里经常用柴油发电机作为事故保安电源，南方常选小型水力发电作为保安电源，因为南部河流降雨充足。

此外逆变直流电源可以用作保安电源，分析抽水蓄能电站全国29座的保安电源类型，如图1所示。

其中6%是小型水电站，6%是直流蓄电池，大多数抽蓄电站使用柴油发电机作为保安电源，约占88%。

柴油发电机作为保安电源时应具有快速启动功能。

工厂的供电系统恢复运行时，应自动切换，延迟停机时间。

由于柴油发电机通常靠近负荷端，额定电压10kV柴油发电机较高，中性点直接接地的柴油发电机组是事故保安电源，因为地下不宜布置，厂房柴油发电机需要定期维护和保养。

图1抽蓄电站事故保安电源选取统计
3.事故保安负荷确定原则。

电源负荷主要由三部分组成:厂房、黑启动机组和自上下水库排水设施能耗。

其中，厂房保安负荷主要包括渗漏排水负荷；消防水泵、排烟风机和电梯等消防设施的能耗；有紧急照明、疏散指示等负荷。

黑启动机组所需的负荷主要包括组启动和正常运行所需的能量消耗；主变压器空载冷却等电气设备所需的能耗。

当抽水蓄能机组担当黑启动功能时，事故保安负载应包括黑启动组所需的附属和辅助负载要求，电源负载应包括厂房和黑启动组所需的负载。

此外，当上下水库大坝进行泄洪作业时，由于与地下设施的距离，需要安装保安电源，以满足泄洪设施的能源需求。

对29个抽蓄电站进行的统计分析表明，其中11个(约38%)正在进行泄洪。

为了满足其功能的需要，根据泄洪负荷在大坝附近安装了单独的保安电源。

4.关于保安电源容量决定的准则。

容量通常应设计成多种负荷。

根据负荷确定安全容量。

例如，如果具有黑启动功能，则通过保安电源容量事故中可能的最大运行性能、黑启动的容量和厂房保安电源量容量来确定安全容量。

厂房保安电源必须满足相应保安负荷要求。

这主要是电站的整体运行对渗漏排水泵容量的要求。

如果渗漏排水泵的保安容量过大，则可以将其与保安组件分开设置。

对29个抽蓄电站进行统计分析，确定渗漏排水泵容量对个抽蓄电站容量的选择发挥了至关重要的作用。

调查发现，抽蓄电站7个自流排水洞，大大降低了厂房所需保安电源，渗漏排水是影响电站保安电源的一个重要因素。

因此渗漏排水泵是保安电源的重要负担，地下电站的性质决定了渗漏排水的预防。

此外，厂房保安电源必须满足消防系统的最低要求，包括消防泵、灭火器、排烟风机、消防电梯等。

满足无交、直流电源的紧急照明需求。

近年来，抽蓄储能行业发展非常广泛。

因为出色的抽蓄储能特性对电网的稳定运行起着重要作用。

而可靠的厂用保安电源保证着抽蓄
电站的可靠运行。

随着风能、太阳能和潮汐等新能源的开发利用，储能技术的发展，抽蓄储能的发展也受到了推动。

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