大规模新能源汇集送出对蒙西电网 500 千伏变电站运行稳定性影响

引言

蒙西地区新能源基地大规模建设竣工，大量的光伏、风电汇集通过主网外送，由于蒙西地区新能源汇集站 500 千伏变电站处于电网末端，自身的电压调节、功率平衡能力有限，新能源汇集站的运行情况对 500 千伏变电站的运行稳定性有较大影响，如：大量风机故障多次重复自动并网、新能源场站无功设备故障、新能源场站无功调节策略与有功功率送出不匹配、500 千伏变电站主变档位设置不合理等问题，不仅对新能源汇集站 500 千伏变电站的运行稳定性产生影响，如得不到切实有效的处理，将对整个电网系统的安全稳定运行产生影响。

1 新能源汇集站常见的故障及处理措施

1.1 大量风机故障多次重复自动并网

新能源场站出现大量风机故障多次重复自动并网情况，尤其是夜间新能源送出潮流较大时，故障风机未达到动作切除条件自动切除或者新能源场站运维单位不能及时将故障风机手动切除，会造成500 千伏变电站母线电压出现突变，可能对重要设备如母线电压互感器、主变造成冲击，此时需及时通知新能源场站切除故障风机开展检修工作。

1.2 新能源场站无功设备故障

新能源场站运行中出现无功设备故障情况，此时新能源场站就地无功调节能力将不满足“分层分区、就地平衡”原则，需上级管理单位根据其无功调节能力及时调整该新能源场站有功功率送出极限，否则该新能源场站将从电网系统吸收无功功率，影响系统电压平衡。

1.3 新能源场站无功调节策略与有功功率送出不匹配

新能源场站无功设备控制策略未与电网系统进行相关涉网试验、新能源场站无功设备控制策略与自身有功功率送出未进行有效调试等问题，该类新能源场站一方面吸收系统内大量无功功率，尤其是在所有新能源场站大规模外送时，无功功率补充与新能源送出不匹配，无功调节能力或变化率不足，可能会造成新能源大面积脱网事故，对 500 千伏变电站的运行稳定性产生恶劣影响，另一方面可能造成严重的系统谐振情况，谐波畸变严重会造成母线电压互感器、主变等一次设备出现异常，需严格限制此类新能源场站并网运行后的送出负荷极限，对于新能源送出规模较大的场站，要求新能源场站端加装分布式调相机，自动快速调节无功功率，保证电网系统电压维持在正常范围内，确保电网稳定可靠运行。

1.4500 千伏变电站主变档位设置不合理

500 千伏变电站主变档位设置不合理，在新能源大规模外送时会出现 500 千伏母线电压偏高、220千伏母线电压偏低情况，电网系统电压长期处于越限情况，电气设备绝缘性能和使用寿命受到较大影响，所以对于新能源汇集的 500 千伏变电站主变档位计算时必须结合新能源送出规模，保证新能源汇集的 500 千伏变电站主变高压侧、中压侧电压匹配合理。

2 新能源汇集的 500 千伏变电站变电运行中的特殊运维策略

2.1 制订完备的变电站监盘巡视管理制度

对于大规模新能源汇集的 500 千伏变电站，监盘人员要明确接带大规模新能源场站的送出负荷极限和无功调节能力，尤其是新能源场站的无功功率突变造成本站母线电压突变时，要及时与新能源场站核实情况，同步进行无功功率调节，将影响情况汇报调度对新能源场站出力进行调整。运行人员日常巡视过程中要重点对母线电压互感器、主变进行巡视，尤其是新能源场站大规模外送时，要增加对母线电压互感器、主变的特殊巡视次数，一次设备有无发热、异常声音等情况，及时发现设备异常进行应急处置。

2.2 创新日常运行维护模式和手段

在大规模新能源汇集的 500 千伏变电站要充分应用在线监测装置，如：母线电压互感器、避雷器、主变等加装在线监测装置，结合新能源送出负荷对在线监测数据进行分析，综合判断评价设备的运行情况，针对性制定运维措施。同时要加大智能辅控系统和智能监控系统的推广应用，结合充油设备油位、运行温度在智能辅控系统设定极限报警值，结合新能源场站送出能力在后台监控系统设定极限报警值，完善预警功能，这样对变电站的运行数据进行实时监控和分析，提高运行效率，降低人力成本，有效保证新能源大规模送出和电网系统安全稳定。

2.3 常态化开展应急演练，提高人员技能水平

针对新能源场站大规模外送的重要性，编制多类型的应急演练方案，完善应急处置流程，组织运行人员常态化开展各类事故应急演练，重点面对新能源大面积脱网时，运行人员、检修人员、调度人员等各岗位人员迅速联动，履行各岗位职责，快速准确进行事故处置，及时恢复新能源送出。

结语

内蒙古新能源基地的大规模建设，相应的新能源汇集站—500 千伏变电站大量投运建成，对运行维护人员技能水平和运维策略手段都提出了更高的要求，在新能源大规模外送的同时保证电网稳定运行，有必要从设备、技术、人员等方面出发，针对新能源大规模并网运行造成的相关问题展开深入探究，提高新能源的外送能力和电网系统稳定可靠运行。

参考文献

[1]齐军，王小海等.适用于蒙西电网的大规模储能技术分析[J].内蒙古电力技术,2019,8

[2]潘博.新能源电力接入对蒙西电网规划影响探析[J].电力设备管理,2024,08.