内蒙古鄂尔多斯电冶集团区域电网

项目地点：鄂尔多斯

项目类型：长期孤网

投运时间：2016

一、项目概述

鄂尔多斯电冶集团区域电网项目原设计为并网机组，并大网运行一段时间后改造为区域电网独立运行,总装机容量为3105MW,具体的电源点如下:

下游负荷为硅铁、电石、多晶硅、PVC和化工的多类别负荷。其中有单台容量为25500kVA全封闭硅锰炉和单台容量为3500kVA精炼炉。

二、设计目标

为了实现区域电网的安全稳定运行，根据项目的实际情况：

一、对项目的装备提出了性能要求，对原有调速系统、保安电源系统、ETS保护、直流油泵等进行了整改,配置了10台1800KW的柴油发电机。

二、配置了电负荷平衡装置，其中二公司配置了100MW，三公司配置了150MW，用于应对下游负荷的冲击，一是弥补用电负荷切除；二是补偿大负荷启动；三是起到泄放锅炉蓄热的作用。

三、各个电厂配置了机网协调系统，同时由各个电厂的机网协调系统形成一个调度中心，控制各电厂发电机组、下游负荷和电负荷平衡装置，共同维持区域电网的安全稳定。

项目从2013年初开始对二公司的机组进行改造，先后完成了二公司、三公司、一公司、双欣电厂的改造，于2016年8月份全部改造完成，形成了装机容量达到309MW的区域电网，运行至今，安全稳定。

三、项目实施

电冶公司区域电网项目原设计为并网机组，在大网用了一段时间后改造为区域电网独立运行。该项目下游负荷为硅铁、电石和化工的多类别负荷，采取的特殊技术手段为电负荷平衡装置与机网协调系统，在发电机组侧进行了有效的整改，构建了比常规电网力度更大更完善的“五道防线”控制策略。

电冶公司有17台以上发电机组并入区域电网，且大、中、小三种机组搭配，使得该区域电网的可靠性接近大网水平。平时负荷运行频率在50.0Hz左右，比较平稳，当频率低于49.8Hz或高于50.2Hz时报警，电压频率低于49.5Hz时实施切除负荷措施，避免系统崩溃。电冶公司已建设电力调度中心。

本示范项目建设场址位于内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克旗棋盘井工业区，规划光伏发电总容量100MW，共分为三个大地块，地块名称和规划容量分别为灰场34.375MW、农场50.4MW和公园15.625MW的光伏容量。拟建光伏场址位于棋盘井工业园区周边中北部和南部空地，农场、公园地块距离工业园核心区域约1.5km，灰场地块距离工业区核心区域约5km。

本期农场地块和公园地块共66.025MW光伏通过4回35kV汇集线路接入新建的35kV开关站内，35kV开关站站址暂定220kV石桥站站内，开关站站内设两段独立母线，Ⅰ段35kV母线设7面35kV开关柜（2面光伏进线、1面光伏出线、1面站用变、1面储能、1面无功补偿、1面母线PT），Ⅱ段35kV母线设6面35kV开关柜（2面光伏进线、1面光伏出线、1面母线PT、1面无功补偿、1面储能）。汇集后通过两回35kV双拼线路分别送至220kV石桥变3#主变364间隔和5#主变333间隔。35kV汇集线路采用300mm2截面电缆，送出线路选用双拼300mm2截面电缆。

本期光伏电站侧配置储能功率不低于本项目20%装机容量、时长不低于1小时，储能单元所发电力升压至35kV后，通过1回35kV电缆接入35kV开关站35kV侧。

本工程35kV开关站每段母线各配置3套3.45MW/3.45MWh储能系统（直流侧）。共6套3.45MW/3.45MWh储能单元组成。

现阶段工程进度

棋盘井工业园区新建100MW光伏电站，其中农场地块5个光伏方阵总容量15MW已安装完成、5台箱变汇集后通过一回35kV电缆线路送至220kV石桥变。

目前,该项目新建35kVI段母线所带光伏出线333间隔1#站用变316间隔、1#SVG 315间隔、光伏I回311间隔、I母PT319间隔、1#站用变、1#SVG、#1至#6箱变(除#5箱变于2023年2月20日具备送电条件,所带农场地块总容量15MW光伏组件已安装完成，调试正常、保护装置传动正确、遥信、遥测正常，具备运行条件。

项目技改后运行至今，电网一直保持安全稳定运行，从未造成电网崩溃事故。用电侧负荷正常运行时负荷非常平稳，没有出现频繁大幅度波动现象。电源侧并未出现过大故障，仅仅发生过数次小故障。电网近期出现过一次大的故障，具体见事故案例，该项目的成功经验对我们区域电网项目具有重要的学习和借鉴意义。

四、试验及事故案例

4.1 机组甩负荷试验

鄂尔多斯电力一公司孤网改造项目#2机组前期工作完成后，于2016年8月1日做从大网解列FCB试验。#2机组额定负荷为330MW，机组并大网运行，带约48%额定负荷（156.7MW）后进行FCB试验，#2机组主变出口202断路器分闸，甩约42%额定负荷（139.4MW）后带厂用电17.3MW。

8月1日9时44分23秒，#2机组并大网带约48%额定负荷156.7MW，后#2机组主变出口202断路器分闸，机组解列进入FCB工况。解列后OPC动作，机组最高转速到3072.7rpm，。加速度最大到114.5。期间OPC动作一次，动作时间2.3s，负荷由156.7MW甩至17.3MW，机组甩负荷139.4MW，稳定时间22s，主汽压力由11.4Mpa短暂上升至12Mpa，上升0.6Mpa，后降至1.3Mpa稳定。试验曲线如下图

4.2 短路事故案例

2018年7月22日，16:30左右大风大雨夹杂冰雹，35kV配电室屋顶防水油毡被风刮到主变低压侧母线桥上，导致总降站#2、#3、#4、#6主变差动保护动作跳闸，二期站炉台故障顶跳白云乌素站2#主变。16:39:30主变陆续跳闸，同时稳控逻辑中高频投加热管动作，区域电网整体运行情况历史曲线见下图。

由事故曲线分析可知：（1）在出现下游出现的大面积断电的情况下，机网协调和稳控快速调整系统电压和频率，保证系统的稳定运行；（2）下游出现甩负荷的情况。