1957年之前,山东各供电区自行编制运行方式。1957年济南电业局中心调度所成立,设运行方式组,开始编制运行方式计划。至1975年,省局中心调度所每年根据主网以110千伏线路为主的系统情况,按照充分发挥发供电设备能力,合理使用能源,有计划地供给用户质量合格的电能及根据负荷水平、电力平衡、系统稳定运行的原则和要求,编制电网月、日运行方式计划,按月下达检修进度表。日运行方式主要是批复主要设备检修申请,安排各电厂及电网出力计划,确定最大、最小开机方式,每日17时前编好次日运行方式,通知有关单位。
1973年以来,随着220千伏线路的投产和全省统一电网的形成与发展,运行方式工作日趋复杂,电网潮流、稳定问题日益突出。1975年省局中心调度所投运1台DJS-121型计算机,开始用于离线潮流计算,加强了电网潮流计算分析工作。1978年至1985年,先后打开了青岛、淄博、济南、济宁等地区的110千伏电磁环网,提高了电网运行的安全性和经济性。1982年8月省局制订了《山东电网稳定规程》,加强了电网稳定计算分析,安装了安全自动装置等,致使山东电网没有发生大的系统稳定破坏事故。1987年11月500千伏邹县经济南至潍坊线路送电后,开展了无功、电压优化计算、事故分析等工作,提高了电网的安全、稳定、优质、经济运行水平。
二负荷和出力1958年之前,山东省各地供电区的负荷和出由当地调度所或发电厂负责管理。
1958年至1984年,省局中心调度所根据地区调度所报的预计负荷相加修正后,做出电网的预计负荷。70年代由于电力供应紧张,各地实行电力限额分配,省局中心调度所根据电网预计负荷安排次日发电厂机、炉运行方式。1984年起,电网预计负荷改由省局用电处向省局中心调度所提供。
安排电网发电力运行方式,一般按计划用电指标的2%至3%留有热备用容量,并留有冷备用容量。发电厂向省局报月度检修计划的同时报出各种运行方式下的最大连续出力和最小技术出力,经省局批准后执行。出力变化时,于前1天10时前向省局中心调度所提出申请。发电厂最大出力一般为铭牌出力,最低技术出力,燃煤电厂一般为额定出力的 80%,燃油电厂为额定出力的50%至60%。80年代起,电网峰谷差增大,十里泉、龙口、黄台、邹县、济宁燃煤电厂根据锅炉燃烧情况,通过出力试验,规定为额定出力的60%至70%。
1957年至1990年山东电网(统调电厂)装机容量、最大负荷、发电量见表6—1—1。
表6—1—1 1957年至1990年山东电网(统调电厂)装机容量、最大负荷、发电量
| 年份 | 装机容量<br>(万千瓦) | 最大负荷<br>(万千瓦) | 发电量<br>(亿千瓦·时) | 年份 | 装机容量<br>(万千瓦) | 最大负荷<br>(万千瓦) | 发电量<br>(亿千瓦·时) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1957 | 9.1 | 5.4 | 3.4 | 1974 | 120.8 | 71.6 | 43.3 |
| 1958 | 10.7 | 9.7 | 5.3 | 1975 | 132.7 | 125.5 | 67.8 |
| 1959 | 17.5 | 14.6 | 8.3 | 1976 | 183.3 | 138.8 | 99.4 |
| 1960 | 23.8 | 20.5 | 14.0 | 1977 | 203.0 | 150.5 | 111.9 |
| 1961 | 23.8 | 16.3 | 11.4 | 1978 | 244.3 | 168.1 | 127.2 |
| 1962 | 23.3 | 15.2 | 10.6 | 1979 | 249.5 | 189.6 | 140.9 |
| 1963 | 23.3 | 14.8 | 10.2 | 1980 | 290.9 | 227.6 | 169.9 |
| 1964 | 23.3 | 17.0 | 11.3 | 1981 | 305.8 | 250.1 | 180.0 |
| 1965 | 27.5 | 19.7 | 12.8 | 1982 | 318.3 | 248.5 | 189.7 |
| 1966 | 33.9 | 31.1 | 20.4 | 1983 | 348.9 | 267.5 | 203.7 |
| 1967 | 34.4 | 33.1 | 23.8 | 1984 | 365.7 | 310.4 | 222.7 |
| 1968 | 37.5 | 35.9 | 25.0 | 1985 | 395.7 | 326.1 | 248.7 |
| 1969 | 44.9 | 36.9 | 26.5 | 1986 | 426.8 | 384.6 | 284.4 |
| 1970 | 44.9 | 51.1 | 34.3 | 1987 | 487.2 | 424.0 | 312.2 |
| 1971 | 58.0 | 60.2 | 41.5 | 1988 | 577.8 | 460.8 | 346.8 |
| 1972 | 75.2 | 64.6 | 47.9 | 1989 | 625.8 | 505.0 | 371.6 |
| 1973 | 102.1 | 73.2 | 53.4 | 1990 | 688.6 | 604.8 | 397.7 |
注:1975年之前为鲁中电网。
三 新设备并网
1958年省局中心调度所成立后,新设备(发电机组、变电站、线路)并网前,有关单位按调度规程规定,于投运3个月前向省局中心调度所报送投运设备的规范、图纸、试运行计划及措施(主要设备规范及技术参数;一、二次系统图和总平面图,线路注明杆型、杆号、型号、长度、排列方式、地线线路走径情况;负载情况;运行规程、启动和试运行方案;调度通讯方式;供用电协议;运行人员名单)等资料。省局中心调度所答复设备命名、编号、主变分头位置、保护定值等事项,进行系统潮流、稳定计算,拟订安全措施。对大型机组启动和主要变电站、线路送电派员参加,协调调度工作,为新设备试运创造条件,使其按期投入生产。
第二节 电能质量
一 频率
1957年之前,调整频率的工作分别由各孤立电厂承担。1957年鲁中电网形成后,频率由济南电业局中心调度所负责监视、指挥与调整。1958年省局成立后,由省局中心调度所负责监视、指挥与调整。频率合格范围规定为 $50 \pm 0.5$ 赫兹,1981年山东电网容量增至 300 万千瓦以上,频率合格范围规定为 $50 \pm 0.2$ 赫兹。
50年代至60年代,按照调度规程和电业生产事故调查统计规程的规定,鲁中电网和孤立电网的频率控制在 $50 \pm 0.5$ 赫兹范围内,装有频率记录仪表,将频率作为电能质量的重要指标进行考核,并纳入班组竞赛内容。为使频率在标准范围内,各电厂和地区制订了事故紧急拉闸顺序。1970年至1977年,由于“文化大革命”的严重干扰,全国各电网普遍长时间低频率运行,山东省鲁中及各地区电网频率仍能维持在49赫兹以上。1978年频率恢复正常,至1990年频率合格率不断提高。
1980年至1990年山东电网频率合格率表 6—1—2。
表 6—1—2 1980年至1990年山东电网频率合格率
| 年份 | 1980 | 1981 | 1982 | 1983 | 1984 | 1985 | 1986 | 1987 | 1988 | 1989 | 1990 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 频率合格率 $\pm 0.2$ (%) | 98.84 | 98.24 | 98.38 | 98.55 | 98.98 | 99.90 | 99.52 | 99.69 | 99.66 | 99.62 | 99.81 |
| $\pm 0.5$ (%) | 99.97 | 99.98 |
为维持频率在标准范围内,省局加强了计划用电管理,合理安排负荷,实行电力限额分配,对超用限额的单位,坚持谁超限准的原则。加强了调度员对频率的监视与调整,严肃调度纪律,把好负荷、电源和调整“三关”,提高频率合格率。地区调度所严格按限额用电,发电厂做到到期必修,修必修好,使发电设备经常保持良好状态。1978年开始,辛店燃油电厂是山东电网的主调频厂,沾化燃油电厂和十里泉发电厂是辅助调频厂,电网其它电厂是负荷监视厂。主调频厂经常保持电网频率 50 赫兹,变动范围不超过 $\pm 0.2$赫兹,频率变动超过 $\pm 0.2$ 赫兹时,辅助调频厂主动参加调频,频率变动超出 $\pm 0.5$ 赫兹时,负荷监视厂主动参加调频。
为防止电网发生重大事故,频率突降,影响系统安全,省局中心调度所编制下达低频减负荷方案,由地区电业(供电)局安装低频率减负荷装置,制订实施细则并执行。频率降至 49 赫兹以下,该装置动作,按频率降低程度,分轮自动切除负荷,切除负荷不足时,根据调度命令,按事故拉路顺序进行拉闸限电,使频率恢复正常。
随着电网容量的增加,峰谷差逐渐增大,调频工作越来越困难,特别是节日期间负荷率低,1990年电网最大峰谷差达200万千瓦,为最高负荷的33%。正常情况下,为防止系统出现高频率,省局除调整负荷外,实行中压和高压机组两班制运行。中压最大为5万千瓦机组,有南定、青岛、石横电厂,高压最大为10万千瓦机组,有辛店、白杨河燃油电厂和黄台等燃煤电厂。上述电厂的机组在电网高峰负荷过后降负荷运行,直至停机,在下一个高峰负荷到来之前,将机组开起来。1981年至1984年,先后对辛店发电厂的2台10万千瓦燃油机组的开停调峰,经过机组改造和试验,取得成功。沾化发电厂2台12.5万千瓦燃油变压低负荷运行,调峰容量9万千瓦至11万千瓦,增大了调峰手段和能力。1981年至1985年,辛店、沾化、黄台、济宁、十里泉等电厂的给水泵和风机逐步改成调速型,完善了调峰、调频能力。南定热电厂母管制的主蒸汽系统采用停炉不停机的运行方式,使发电机主要带无功负荷。1989年为扩大机组调峰能力,先后对莱芜、十里泉、济宁、烟台、石横、龙口等燃煤高压电厂5万千瓦、10万千瓦、12.5万千瓦、20万千瓦和30万千瓦机组做了低负荷运行试验,调整幅度为额定出力的30%至40%。1990年省局对17台机组核定了最低出力,同时核定了南定、青岛、白杨河、石横、济宁、黄台电厂的21台5万千瓦及以下机组,1990年5月1日起参与电网调峰两班制运行,交付中调所调用,是年5万千瓦及以下燃煤及燃油机组调峰开停3100台次。为促进发电机组扩大调峰能力,调动从事调峰工作和操作人员的积极性,1990年省局制订了《山东省电力工业局调峰奖励办法》。
1990年山东电网典型日运行资料见表6—1—3。
表 6—1—3
1990年山东电网典型日运行资料
| 月、日 | 发电量<br>(万千瓦·时) | 最高负荷<br>(万千瓦) | 负荷率<br>(%) | 高峰负荷频率<br>(赫兹) | 开机容量<br>(万千瓦) | 天气 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1、15 | 11114.7 | 510.9 | 90.7 | |||
| 2、15 | 10635.6 | 505.4 | 87.7 | |||
| 3、15 | 10793.2 | 506.0 | 88.9 | |||
| 4、15 | 10849.9 | 534.1 | 84.6 | |||
| 5、15 | 11558.9 | 530.2 | 90.8 | 49.91 | 534.0 | 晴 |
| 6、15 | 10365.7 | 525.8 | 82.1 | 49.86 | 534.6 | 晴 |
| 7、15 | 10333.9 | 505.3 | 85.2 | 49.89 | 531.9 | 雨 |
| 8、15 | 10811.3 | 521.0 | 86.5 | 49.85 | 530.5 | 雨 |
| 9、15 | 10839.6 | 535.8 | 84.3 | 49.80 | 544.8 | 晴 |
| 10、15 | 11327.3 | 542.6 | 87.0 | 49.92 | 555.0 | 晴 |
| 11、15 | 11431.5 | 565.3 | 84.3 | 49.91 | 550.5 | 晴 |
| 12、15 | 12337.8 | 576.0 | 89.2 | 49.86 | 578.6 | 晴 |
二 电压
1980年形成山东统一电网后,电压实行分级管理、调整与监视,主网电压由省局中心调度所负责,地区电网电压由地区调度所负责,各级电网均设有电压监视点。
1958年“大跃进”时期,用电负荷猛增,出现严重缺电,运行电压偏低。1960年后经过整顿,至1969年系统电压基本正常。1970年以来,电源建设跟不上用电需求,部分电厂超有功出力运行,无功出力下降,无功补偿不足,系统电压偏低。1976年之前,为适应系统低电压,电网主变压器选型时分头电压选的较低,为增加系统无功出力,退役的小机组大多改调相机运行。1977年至1978年,电网末端黄埠岭变电站先后安装2台25000千乏调相机。1978年至1980年,经试验将石横发电厂3号机,白杨河发电厂2号和3号机,南定热电厂7号、8号和10号机改无蒸汽运行,增加了系统无功电源,1979年之前系统电压仍然偏低,党家庄、魏家庄变电站负荷时220千伏电压为额定电压的85%,即187千伏;220千伏电网末端电压为额定电压的78%;受电地区的石横发电厂发电机端电压为额定电压6.3千伏的83%,有时发电机强行励磁被迫停用。地区二次电压在额定电压的90%左右。
1979年1月220千伏宁线、马石线投产,扭转了济南地区低电压的局面;1979年10月石横发电厂5号联络变压器投入运行后,该厂的发电机端电压恢复到接近额定值;1979年220千伏郭胜线投产,东营地区的电压明显提高。除黄埠岭、贾庄变电站外,其它地区的电压均在额定电压的95%以上,与1978年相比,电网电压提高4%。
1980年1月至2月,山东电网110千伏及220千伏变压器分头由低档向高档普遍调高5%,使系统电压升高4%。1980年11月黄岛发电厂12.5万千瓦机组投产后,黄埠岭、贾庄变电站的220千伏母线电压均高于200千伏。为改善电网电压质量,1980年省局(80)鲁电调字第538号文规定了山东电网监视点电压值,并从1980年第4季度开始下达电压曲线。省局直属供电企业成立了电压管理领导小组,建立了电压管理制度,配备了专职工程师,将电压作为重要指标进行考核。1982年8月省局颁发了《山东电网无功电压管理办法》,省局直属供电企业对所需无功电力,进行区域调查测定和计算,摸清区域的缺额,制定无功补偿设备安装规划,使全省的无功补偿度由1980年的0.4上升为1990年的0.55,改善了电压质量。山东电网无功补偿设备以电容器为主,主要装于用户。至1990年末,全省装有容器容量427.7万千乏,其中用户电容器容量286.4万千乏,占67%。
1981年至1990年山东电网无功补偿容量增长情况见表6—1—4。
表6—1—4 1981年至1990年山东电网无功补偿设备增长情况
| 年 份 | 补 偿 设 备 容 量 (万 千 乏) | ||
|---|---|---|---|
| 总 计 | 调 相 机 | 电 容 器 | |
| 1981 | 135.6 | 24.5 | 111.1 |
| 1982 | 163.2 | 23.7 | 139.5 |
| 年 份 | 补偿设备容量(万千乏) | ||
| 总 计 | 调 相 机 | 电 容 器 | |
| 1983 | 206.6 | 26.1 | 180.5 |
| 1984 | 225.0 | 25.3 | 199.7 |
| 1985 | 242.2 | 25.0 | 217.2 |
| 1986 | 270.6 | 24.3 | 246.3 |
| 1987 | 298.4 | 22.0 | 276.4 |
| 1988 | 335.3 | 19.5 | 315.8 |
| 1989 | 384.2 | 19.5 | 364.7 |
| 1990 | 444.2 | 16.5 | 427.7 |
为扩大发电机无功调整能力,1985年以来,先后对十里泉发电厂12.5万千瓦发电机(2号)和黄台发电厂10万千瓦发电机(5号)做了进相运行试验。1989年4月省局将山东电网无功电压管理办法修订为《山东电力系统电压和无功电力管理条例》,使全省无功电压管理逐步走向正规化。
1980年至1990年山东电网110千伏及以上电压监视中枢点电压合格率见表6—1—5。
表6—1—5 1980年至1990年山东电网110千伏及以上电压监视中枢点电压合格率
| 年 分 | 1980 | 1981 | 1982 | 1983 | 1984 | 1985 | 1986 | 1987 | 1988 | 1989 | 1990 |
| 中枢点个数 | 7 | 7 | 7 | 22 | 22 | 23 | 24 | 26 | 28 | 29 | 31 |
| 电压合格率(%) | 94.5 | 98.9 | 99.24 | 99.54 | 99.68 | 99.68 | 99.50 | 99.58 | 99.50 | 99.70 | 99.75 |
第三节经济调度
省局中心调度所成立初期,经济调度主要是按电厂煤耗率高低安排电网机、炉运行方式,在机组经济组合方式下,分配各厂机组出力。出力调整顺序为煤耗率低的电厂先带负荷,煤耗率高的电厂先减负荷。
1963年省局中心调度所设经济调度专人,负责电网经济调度,开展了电网降线损节电工作。“文化大革命”期间经济调度工作放松,1978年后逐渐恢复正常。为降低电网线损,1982年8月省局颁发了《山东省电力工业线损管理制度》,明确将全网线损划为一次网损和地区局线损,省局中心调度所负责一次网损的管理和统计。1983年省局中心调度所运行方式组设一次网损专人。通过改善电网结构,打开220千伏、110千伏电磁环网,改变运行方式,减少远距离输送无功,开展并列变压器经济运行等措施,1981年至1985年,山东电网供电量年均递增7.9%,线损率由6%下降到5.12%,1985年一次网损率为1.88%。1985年比1981年节电2.06亿千瓦·时,年平均节电5150万千瓦·时。1988年,地(市)电业局所属的供电所、县供电公司(局)成立线损管理小组,以理论计算值分析每月实际线损率,并与典型日有功、无功潮流图和地区调度所配合制订经济运行方式,确定无功补偿及调整主变分头。
1984年起,山东电网开始“等微增”调度,应用微机进行离线经济调度计算。按发电厂效率试验绘制的燃料耗量特性曲线,以等煤耗微增率为准则,依据电网次日预计负荷,编制出十里泉、济宁、莱芜、石横、黄台、辛店、沾化等9个电厂计划出力分配表,交调度员和电厂实施。开展“等微增”调度,每年节约标准煤1.5万吨至2万吨,1987年省局直属厂供电标准煤耗率降至399克/千瓦·时。1990年电网实现在线实时经济调度(EDC),利用在线VAX-11/750计算机,根据电网实际负荷,按等微增率原则计算出电厂应带的负荷,由远动装置返送到11个电厂,各厂按应带的负荷进行发电机组出力调整。
山东电网还采取增加高温高压机组、中间再热大机组的发电量,提高电网高压经济机组的发电比,使有限的燃料多发电。为降低能源,逐步对小电厂机组部分或全部停运,由电源点改为受电点。“六五”计划时期,省局先后对枣庄、滕县、潍坊、新汶、聊城、菏泽等小电厂的升压变电站进行技术改造,全停运的改为降压变电站,部分停运的加装联络变压器,原为6(10)千伏直供小电厂改为35千伏降压变电站。枣庄、滕县发电厂各装1台3.15万千伏安变压器,在小机组少发电后,同时保证了官桥煤矿变电站、鲁南化肥厂有双电源。新汶、潍坊发电厂的升压站进行升压增容改造,分别增装2万千伏安和3.15万千伏安变压器1台,扩大了供电范围,使高压大容量机组多发电。1989年省局与中心调度所签订了承包合同,把发电量高压比作为考核指标。省局中心调度所给各厂下达了经济负荷曲线,制订了调度管理办法,并与经济责任制考核挂钩,加强了发电厂出力管理。1990年,全网高压机组容量比92.3%,高压机组发电比93.1%,比高压容量比高出0.8个百分点。
山东电网各种机组的发电标准煤耗率和热效率见表6—1—6,1980年至1990年山东电网直属电厂高温高压机组发电比和高压机组容量比见表6—1—7。
表 6—1—6 山东电网各种机组的发电标准煤耗率和热效率
| 机 组 参 数 和 容 量 | 发电标准煤耗率<br>(克/千瓦·时) | 热 效 率<br>(%) |
|---|---|---|
| 低温低压小机组 | 750 | 16.3 |
| 中温中压机组(3.5兆帕、435℃、0.5—5万千瓦机组) | 500 | 24.5 |
| 高温高压机组(9兆帕、500℃、2.5—10万千瓦机组) | 385 | 31.9 |
| 超高压再热机组(14兆帕、12.5—20万千瓦机组) | 345—355 | 36.3—35.2 |
| 亚临界再热机组(17兆帕、30万千瓦机组) | 338—340 | 37.0—36.5 |
表 6-1-7 1980年至1990年山东电网直属电厂高温高压机组发电比重、容量比重
| 年份项 目 | 1980 | 1981 | 1982 | 1983 | 1984 | 1985 | 1986 | 1987 | 1988 | 1989 | 1990 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 发电比重(%) | 78.4 | 82.7 | 85.3 | 87.5 | 89.7 | 89.6 | 87.8 | 90.0 | 91.0 | 92.5 | 93.1 |
| 容量比重(%) | 78.2 | 81.0 | 81.8 | 84.0 | 85.4 | 86.5 | 87.4 | 89.1 | 91.0 | 91.6 | 92.3 |
1986年省局颁发了《发电设备缩短检修工期增发电量定额承包试行办法》,缩短检修工期和提高设备利用小时,增加高温高压机组发电量。1990年度全国火电30万千瓦大型机组竞赛,邹县发电厂2号机组、黄台发电厂7号机组、邹县发电厂1号机组、石横发电厂6号机组分别获国产机组优胜第一名至第四名。
1990年山东电网30万千瓦机组运行情况表 6—1—8
表 6-1-8 1990年山东电网30万千瓦机组运行情况
| 电厂名称 | 机组号 | 发 电 量<br>(万千瓦・时) | 利用小时<br>(小时) | 运行小时<br>(小时) |
|---|---|---|---|---|
| 黄台发电厂 | 7 | 205279.4 | 6843 | 7689 |
| 石横发电厂 | 5 | 187810.0 | 6260 | 7436 |
| 6 | 216350.0 | 7212 | 8109 | |
| 邹县发电厂 | 1 | 182666.3 | 6089 | 7128 |
| 2 | 213263.3 | 7109 | 8165 | |
| 3 | 166198.2 | 5540 | 6462 | |
| 4 | 189680.0 | 6323 | 7244 | |
| 7台平均值 | 194463.9 | 6482 | 7462 |
注:黄台发电厂8号30万千瓦机组于1990年12月投产。
第四节 调度操作
1957年之前,调度操作由发电厂或调度员负责。1957年济南电业局中心调度所成立后,编制了简单的调度规程,1958年省局中心调度所根据部颁《动力系统调度管理规程》修订了调度规程。随着山东电力110千伏、220千伏、500千伏电网的形成及大容量机组的投运,调度规程分别于1972年至1987年进行了4次修改和完善。主要内容为调度管理、调度操作、频率管理、电压管理及事故处理,山东电网调度操作统一了调度操作规定和术语,操作时调度员预拟和审核操作票,以命令形式下达至操作单位进行操作。执行操作监护、命令复诵、工作终结汇报、记录和录音制度。调度操作下令分即时命令、逐项命令和综合命令。不涉及两个单位的操作或不必观察对系统影响的操作,下达综合命令或1次下达几项操作命令。涉及两个单位的操作,下达逐项命令。山东电力系统一直执行调度操作制度,“文化大革命”期间,调度系统仍坚持正常的值班制度,调度操作坚持下达命令。为使调度员正确调度电网的安全运行,每年组织调度规程和安全规程的学习和考试,新调度员上岗前,先到发供电单位参加半年至1年的实际学习,上岗后为见习调度员,见习期满经考试合格后,由省局总工程师批准担任正式调度员。80年代,山东电网已形成比较完善的220千伏系统,调度操作实行分级管理。省局中心调度所负责220千伏联络线和部分110千伏联络线的操作,110千伏系统的调度关系逐步移交给地区调度所管辖。
为配合调度操作、日常联系工作和事故处理,50年代后期山东电力系统调度开始使用电子管录音机,一般只在操作时使用,70年代换用盒式录音机,每盘磁带正反只能运转 60 分钟,后又换用国产晶体管LY-601 型录音机,均无法长时间连续录音,1984年后,使用美国威力特离克5000型记录仪,实施24小时连续录音,并保存1个月,为调度操作和事故处理分析提供了可靠依据。