地區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)絡優(yōu)化分析

摘要 隨著用電負荷的迅猛增長以及小火電關停，地區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)絡存在的問題日益突出，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行構成了威脅。文章結合濟源電網(wǎng)實際情況，通過對電網(wǎng)、網(wǎng)絡網(wǎng)架結構進行優(yōu)化研究分析，提出了解決方案，保證了電網(wǎng)的安全運行。

關鍵詞 地區(qū)電網(wǎng) 網(wǎng)絡 優(yōu)化 分析研究

0 引言

近年來，隨著濟源地區(qū)用電的負荷快速增長，尤其是2008年聯(lián)創(chuàng)二期、豫光二期工程的竣工投產(chǎn)及豫光自備電廠50MW機組、豫源化電2×25MW機組的關停，電網(wǎng)潮流發(fā)生較大變化。在新建輸變電項目220kV裴村變；110kV軹城變、雙橋變、坡頭變等短期內(nèi)不能投運的情況下，部分電網(wǎng)設備將出現(xiàn)過載現(xiàn)象，一些重要用戶的供電可靠性大大降低。為消除供電瓶頸，保證地區(qū)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行，我們開展了電網(wǎng)的網(wǎng)絡優(yōu)化分析，結合電網(wǎng)規(guī)劃，提出了解決措施，使電網(wǎng)供電可靠性得到提高。

1 地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀

濟源地區(qū)主網(wǎng)網(wǎng)絡架構以220kV、110kV為主，地區(qū)電網(wǎng)與省網(wǎng)聯(lián)絡的220kV線路3條：吉苗線、黃荊線、陡虎線，另有統(tǒng)調(diào)電廠、恒源電廠，裝機容量2×135MW，通過I、II恒荊線在荊華變上網(wǎng)，如圖1所示。

地區(qū)電網(wǎng)有公司屬110kV變電站8座，主變11臺，容量414.5MVA，5座110kV用戶變電站(不含電鐵兩座110kV變電站)，主變7臺，容量為289.5MVA，220kV虎嶺變中、低壓電壓等級為35kV、10kV，主要帶周邊軍工企業(yè)，本文不予研究，110kV網(wǎng)絡示意圖如圖2示。

2 地區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)絡優(yōu)化研究

2.1苗店系統(tǒng)安全性研究及對策

220kV苗店變位于濟源電網(wǎng)東部，在地區(qū)電網(wǎng)位置非常重要，220kV聯(lián)絡線僅2回，至荊華變1回、吉利變1回?，F(xiàn)有主變3臺，變電容量360MVA，為東部電網(wǎng)8個110kV變電站提供電源，其中兩個為電鐵負荷站(石河變、留莊變)。由于地區(qū)電網(wǎng)110kV網(wǎng)架較為薄弱(如圖2示)，苗店變和荊華變的110kV系統(tǒng)不能形成互供。220kV線路N-1情況下，供電可靠性降低，一旦苗店變220kV母線失壓，將造成7個110kV變電站失壓(110kV星光變裝有備自投)。

改造措施：

方案一：如圖3所示，荊華變至用戶變110RV鋼鐵變、溟水變輸電線路投運后，貫通荊華變——白澗變——苗店變110kV線路，形成兩座220kV變電站荊華變——苗店變110kV聯(lián)絡線路，該線路上T接兩座變電站：110kV白澗變、110kV(氵目犬)水變(鋼鐵變斷開)，貫通后的荊華——苗店110kV線路正常方式下不帶所T接的變電站負荷(白澗變、溟水變開關解備)。屆時可以在220kV苗店變增加一套備自投裝置，利用荊華——苗店110kV線路作為苗店變備用電源。一旦220kV苗店變110kV系統(tǒng)失壓，備自投裝置檢測110kV母線無壓，主變無流后，切除所有主變110kV側開關，切除地方電廠并網(wǎng)線路，投入備用線路開關，恢復對110kV西段母線地方負荷送電。

由于苗店變110kV母線為雙母線分段接線，正常情況下1號、2號主變并列運行帶西段母線及地方負荷，3號主變運行(2號主變做電鐵備用)帶東段母線及電鐵負荷，因此上述方案僅能挽救1號、2號變所帶大部分地方負荷，但不能解決3號變所帶電鐵負荷的問題。石河、留莊110kV牽引站的負荷在苗店單電源情況下為保證安全供電，方式應調(diào)整如下：

苗店變至110kV電鐵牽引站石河變110kV線路I苗石線經(jīng)T節(jié)后至110kV克井變(如圖4所示)，當苗店變220kV系統(tǒng)出現(xiàn)出線單電源供電時，苗店變110kV東段電鐵母線分列運行，苗店3號主變帶II苗石線及留莊牽引變一條110kV線路，荊華變通過110kV荊克線——I苗石T接線——I苗石線送電至110kV石河牽引變及苗店變110kV東段電鐵一段母線并帶留莊牽引變另一條110kV線路運行，兩座電鐵牽引變?nèi)詾殡p電源供電，供電可靠性仍較高。

方案二：220kV苗店變在地區(qū)電網(wǎng)位置非常重要，但網(wǎng)架相對薄弱。為確保苗店變220kV母線的供電可靠性，建議將苗店變220kV母線改成雙母單分段接線方式。

苗店變原設計220kV出線間隔6個，目前運行4個出線間隔，為裴村變預留一個出線間隔，還剩一個出線間隔(與該間隔相鄰還有一個空間隔)。我們認為裴村變投運后，苗店變有三條220kV聯(lián)絡線，滿足N-1安全可靠運行的要求，剩下的一個間隔可以作為母線改造的一個間隔使用。因此目前還有兩個220kV間隔可用(包括空間隔)，若將苗店變220kV母線改成雙母單分段接線方式，需要4個間隔(分段開關兩個間隔，母聯(lián)開關一個間隔、PT一個間隔)，需要新增地以延長220kV母線，擴建間隔兩個。

方案三：2009年地區(qū)電網(wǎng)將投運一座新建220kV變電站裴村變，屆時將從裴村變出一回線至苗店變，苗店變220kV電源線將增加為3回，可靠性得到加強，方案一中的備自投方案可以作為特殊方式下的備用方案。

2.2豫源化電2×25MW機組關停后對地區(qū)電網(wǎng)的影響及解決措施

為加強節(jié)能減排工作，河南省2008年計劃關停小火電機組1700MW，濟源地區(qū)豫源化電2×25MW機組和豫光集團50MW機組列入關停計劃，關停時間計劃在上半年，機組關停后，電網(wǎng)潮流將發(fā)生較大變化。

豫源化電供電示意圖如圖5所示，豫源化電直配負荷：方升化3220MW、恒通化工18MW、軹城變10MW、坡頭變4MW、電石18MW，共計70MW，其中方升化工為110kV供電，其余為35kV線路供電。以上負荷均由自澗變一豫源化電的110kV新白線供電，高峰供電負荷為70MW，電廠關停后，就新白線來說不過載。但由于荊華變——白澗變雙回110kV線路由于保護配置原因不能并列運行，I(II)荊白線串帶白澗變和軹城電廠，白澗變高峰負荷47MW，I(II)荊白線(LGJX-300導線)需帶負荷近120MW，夏季時電流超過熱穩(wěn)。

解決措施

方案一：白澗變110kV母線分列運行(白澗變110kV母線為單母線分段加旁母接線)，由I荊白線帶白澗變l號變負荷。II荊白線帶白澗變2號變及新白線(豫源化電)負荷，可略微減輕II荊白線潮流。

方案二：利用白澗變1 10kV旁母II荊自2旁和新白2旁刀閘，將II荊白線和新白線串通(斷開II荊白2開關)，用II荊白線串帶新白線運行，I荊白線帶白澗變1號、2號主變。此方案下II荊白線不過載，但因II荊白2旁和新白2旁刀閘長年未運行，投運前需大修。

最終方案：110kV軹城變、雙橋變建成投運后，將豫源化電軹城電廠直配負荷轉移。

2.3豫光圣皇嶺電廠50MW機組關停對供電區(qū)影響及解決措施

若聯(lián)創(chuàng)二期(新增負荷35MW)、豫光二期(新增負荷70MW)按計劃8月底前投產(chǎn)，圣皇嶺電廠(通過蓮東變上網(wǎng))關停后，220kV苗店變I號、2號主變所帶負荷有：110kV益豐變70MW、蓮東變近140MW、星光變25MW、休昌變20MW、罡頭變30MW，總計約275MW，而苗店變l號、2號主變?nèi)萘繛?×120MVA，嚴重過載。

方案一：如圖7所示，蓮東變110kV母線為雙母線接線，斷開110kV母聯(lián)開關，將蓮東變110kV母線分列運行，通過荊華變——荊冶線——蓮冶線(如圖6所示)帶冶煉變及蓮東變110kV北母及3號主變、4號主變，通過苗店變——苗蓮線帶蓮東變110kV南母、1號主變、2號主變及二期負荷(70MW負荷)，可以適當緩解苗店變主變過載的問題。

方案二：L利用貫通后的荊華變一苗店變110kV線路(見2.1方案一)帶苗店變110kV西段一條母線帶走苗店變部分負荷。

最終方案：220kV裴村變投運后，將聯(lián)創(chuàng)化工、豫光鋅業(yè)轉入裴村變供電。

3 結束語

由于進行了地區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)絡研究，各種負荷及狀態(tài)下的運行方式進行了優(yōu)化，并根據(jù)相應運行方式編制了繼電保護整定方案。當電網(wǎng)運行網(wǎng)絡發(fā)生變化、用戶大負荷投入及地方電廠如期關停后，我們及時調(diào)整了運行方式，保證了重要負荷的可靠供電，保證了地區(qū)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行。