【摘 要】随着电力的迅速发展，为了进一步保障电网的运行安全，在电网出现回路故障的时候，燃气蒸汽联合循环电厂将会承担起部分区域的供电需要。本文从实际出发，总结分析了燃气蒸汽联合循环电厂正常运行时的概况，及当电网回路系统发生故障时，燃气蒸汽联合循环电厂通过采取怎样的供电措施可以确保局部供电的安全性和稳定性。对燃气蒸汽联合循环电厂应对电网突发情况的紧急供电措施进行技术方面的深入研究和讨论。

【关键词】燃气蒸汽联合循环电厂；孤网运行；电网系统；系统故障；局部供电

0.前言

近些年来，随着电力应用的范围不断扩大，电网运行的安全性受到人们的重视，继前些年美加出现的严重停电事故，各个国家都加大了对本国电力系统的安全运行技术研究，电力系统的研究人员也不断进行技术创新和深入研究，加强对突发状况的应对能力。从电力系统安全运行的实际情况出发，本文总结分析了燃气蒸汽联合循环电厂在电力系统突发障碍时所采取的的局部供电措施，如何对电力系统进行调节。通过对孤网运行时发生的电网事故的分析，加强电力系统处理突发障碍的应对能力和调节能力。深入研究和探讨电力系统的安全运行技术创新，不断采用新技术、新措施、新手段保证电网安全。

1.联合循环电厂的基本情况

1.1电厂的基本情况

我公司的两套燃气蒸汽联合循环发电机组都是由一台燃气轮发电机组、一台余热锅炉、一台汽轮发电机组构成。1#机组由GE公司生产的PG5361P型的燃气轮机组、杭州锅炉厂生产制造的双压余热锅炉和南汽厂生产制造的汽轮发电机组；2#机组由阿尔斯通公司生产的PG6551B型的燃气轮机组、杭州锅炉厂生产制造的单压自身除氧余热锅炉和南汽厂及哈汽厂生产制造的汽轮发电机组。电厂内一共有四台主变，经升压为35kV的双母线，总共有两回出线。其正常运行时的安全模式为当两段母线在联络柜断开时，1#联合循环发电机组由I段母线供电输出；2#联合循环发电机组由II母线供电输出；两段母线输出的电量送到某钢厂220KV变电站，供钢厂炼铁、转炉及其他使用。并且在每台汽轮发电机组的主变侧边都有一个厂用变，在两个6kV厂用变和两条6kV母线之间设置快切设备。电厂发电的燃料为钢厂的富余煤气，而当煤气不足时可用轻油代替。

1.2变电站的基本情况

钢厂220KV变电站有两条220kV的母线分别接到四台变压器，经降压后分别接入110KV系统和35KV系统，并设有稳定安全保护系统。我公司的两回路提供的两段35kV作为整体电力系统的电源，母联的开关则设置在合位，经过35kV的母线供电至各个35kV的用电户，其中钢厂较重要的炼铁和转炉接在该母线上。

2.对联合循环电厂孤网运行的分析

2.1电网负荷分析

通过记录分析35KV母线的负荷，可知变电站的35KV母线负荷为240MW、115Mvar，我公司的两套燃气蒸汽联合循环发电机组的供电负荷为90MW、50Mvar；而220kV供电系统的供电负荷为150MW、65Mvar。联合循环电厂在220kV供电系统发生故障时，变电站的电源会瞬间降低150MW，加上四台发电机组的出力供电已经成饱和状态，供电负荷不允许增加，导致周波不能维持稳定。直至周波逐渐降到48.8Hz时，变电站的安稳保护系统就会作出低频的保护动作，将会自动除去170MW的供电负荷，使站内的供电负荷降为70MW。此时由联合循环电厂进行局部供电，供电负荷会立即增加20MW，使得周波稳定回升，以保证炼铁和转炉的炉温不至于下降而报废，但需要通过燃气轮机及汽轮机的控制系统的控制才能达到稳定状态。

2.2转速的调节

所有的发电机组都是通过对转速负荷的控制、负荷的限制、压力的控制及温度的限制等控制操作方式来实现对整个发电机组的控制。发电机组的调节具有静态和动态两个固有特性，通过对控制过程的影响，调节发电机组。静态特性主要特征指的是转速系统中不均匀度和调节系统中的迟缓率。但在实际调节系统中由于敏感元件和放大机构等组成部件都存在不灵敏的区域，在调节系统中则用迟缓率来表示。发电机组的静态特性用图像曲线来描述的话，则其静态特性是一条具有固定斜率的直线，可以通过同步器的调节使多台发电机组并入一个电网中进行安全运行，保持共同的周波。

发电机组的动态特性主要指的是机组由稳定状态瞬间过渡到另一个稳定状态的动态过程，因为过渡过程中会受到机组本身转动惯量、不稳定的传热系统及回热器的热惯性等多个方面因素的直接影响。发电机组进行正常负荷状态运行时，如果因故障甩掉其满负荷，机组的转速将上升并会超过106%n，机组的动态特性将会决定其超出量。每个发电机组都有设置保护限制值，转速的上升不会超过保护限制值。

如果电网系统负荷发生不稳定的波动，并网机组的出力则会依靠同步器进行适时的调整，而每台机组经调整后所分摊的负荷量会有所不同。

2.3燃气轮机的控制分析

燃气轮机的控制系统由美国GE公司生产的Mark Ⅴ来完成，最高频率保护限定值为52Hz、3s，最低频率保护限制值则为48Hz、4s；在发电机组进行安全运行时，一旦机组的周波超过最低和最高的频率限定值，燃气轮机会采用跳机的方式对自身进行保护。而当供电负荷增加时，燃气轮机本身就已经处在基本温度的控制范围之内，不能再增加出力，甚至可能导致转速急剧下降，燃机出力也会出现小幅度下降。而当供电负荷突然减少时，转速急剧上升，燃气轮机则会自行退出温度控制。

2.4汽轮机的控制分析

汽轮机的控制系统采用的是由美国woodward公司生产的505E控制系统，该系统控制精度高，自动化水平高，热电负荷自整性高。它能实现升速（手动或自动），配合电网并网，负荷控制（阀位控制或功频控制），并与DCS通讯，控制参数在线调整和超速保护功能等。发电机组在并网后，505E通过实测机组功率后进行参数修正，通过电液转换器调节气门开度，实现自动无差调节。

3.总结

通过以上分析，在当前变电站的负荷状况下，在220kV的电力系统发生突发故障时，燃气蒸汽联合循环发电机组电厂是可以承担起孤网的安全运行。但在实际操作过程中，一定要注意周波的变动情况。若因为燃气轮机负荷的突然下降造成主汽温度的突然下降，也可以对排烟温度进行手动控制。另一方面，对汽轮机调节阀关闭开启过程中出现的主蒸汽旁路动作进行密切的观察和控制调整。故障发生时，注意时刻观察电网系统的电压变化，从实际故障情况出发，孤网运行时考虑选择较好的控制方式。经过周密的安排计划，细心地调整和工作人员的共同努力，可以避免重大电网安全事故的发生。特别是在恶劣的天气条件下，更要做好预先的科学调度计划，降低事故发生的概率，把事故损失降至到最低。通过采取适当的管理调整，如设置燃机电厂等可以增加电网的安全系数，对联合循环电厂的发电技术进行深层次的探索和创新，从而保证电网的安全运行。 [科]

【参考文献】

[1]章正传.伊朗某孤网运行的大型燃气蒸汽联合循环电厂装机方案原则.《中外企业家》，2013，（12）.

[2]高顺利，刘靖，刘蓉.城市智能燃气网运营调度架构与优化方向.《煤气与热力》，2013，（3）.