大負(fù)荷接入小電網(wǎng)中安全問(wèn)題的研討

張宗芳 陳志英

（新疆天富熱電股份有限公司電力調(diào)度所，新疆 石河子 832000）

1 引言

石河子電網(wǎng)冬季最大負(fù)荷為398.83MW，在此基礎(chǔ)上增加合盛硅業(yè)一期用電負(fù)荷150MW，達(dá)到全網(wǎng)最大供電負(fù)荷的37.6%，使石河子電網(wǎng)冬季最大負(fù)荷達(dá)到580MW，為保證大負(fù)荷接入小電網(wǎng)后仍能保證全網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行特做如下研討。

石河子電網(wǎng)目前網(wǎng)架結(jié)構(gòu)如圖1所示。

根據(jù)石河子電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)提出2個(gè)供電方案，方案1：由110kV明珠變出兩回110kV線路至110kV合盛變。方案2：從南熱電廠220kV母線出雙回線至220kV合盛變。分別對(duì)2個(gè)方案進(jìn)行了潮流計(jì)算，并對(duì)2個(gè)方案進(jìn)行n-1方式詳細(xì)分析。

石河子電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)：①2010年石河子電網(wǎng)與新疆主電網(wǎng)分別采用兩種聯(lián)網(wǎng)方式，方式1即通過(guò)110kV瑪東I、II線聯(lián)網(wǎng)方式，方式2：與新疆電網(wǎng)通過(guò)220kV石河子西變電站聯(lián)網(wǎng)。②冬季石河子電網(wǎng)最大開(kāi)機(jī)方式為紅山電廠10-15臺(tái)機(jī)，最大可能出力50MW。東熱電廠2×12+25MW，計(jì)49MW，最大可能出力49MW。西熱電廠2×6MW+3×12MW，計(jì)48MW，最大可能出力48MW。西熱電二廠2×50MW，計(jì)100MW，最大可能出力110MW。南熱電廠2×125MW，計(jì)250MW，最大可能出力180MW。③石河子電網(wǎng)現(xiàn)有無(wú)功補(bǔ)償裝置基本完好均可投入運(yùn)行，合盛變按照裝變?nèi)萘康?/3進(jìn)行補(bǔ)償。④電磁環(huán)網(wǎng)開(kāi)環(huán)點(diǎn)為35kV為二級(jí)電站35kV母聯(lián)，五級(jí)電站 35kV五四線，東熱電#3主變中壓側(cè)；110kV線路環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，無(wú)斷開(kāi)點(diǎn)。

2 計(jì)算分析

計(jì)算使用程序?yàn)橹袊?guó)電力科學(xué)院PSASP電力系統(tǒng)分析綜合程序。

圖1 石河子電網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

2.1 供電方案1：合盛硅業(yè)通過(guò)明珠變110kV供電

（1）方式1：石河子電網(wǎng)通過(guò)110kV瑪東I、II線與新疆電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)

通過(guò)潮流計(jì)算可以看出合盛硅業(yè)由明珠變110kV接入后，全網(wǎng)電壓比接入錢(qián)略有降低，基本正常；110kV東明線輸送負(fù)荷達(dá)到155.48+j69.74MVA，造成110kV東明線過(guò)載 44.2%。在石河子電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組都滿發(fā)的情況下110kV瑪東線下網(wǎng)負(fù)荷達(dá)到156.47+j73.57 MVA，超過(guò)了該條線路允許通過(guò)的靜穩(wěn)極限；損耗加大，可能會(huì)造成石河子電網(wǎng)限電，對(duì)石河子電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行不利。為保證電網(wǎng)的供電可靠性，對(duì)比較重要的線路進(jìn)行n-1方式。

1）110kV北明線斷開(kāi)

潮流計(jì)算結(jié)果顯示110kV東明線輸送負(fù)荷由155.48+j69.74MVA增加為204.18+j98.96MVA，造成110kV東明線過(guò)載89.1%；在石河子電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組都滿發(fā)的情況下110kV瑪東線下網(wǎng)負(fù)荷達(dá)到157.22+j74.83 MVA，超過(guò)了該條線路允許通過(guò)的靜穩(wěn)極限；電網(wǎng)電壓下降嚴(yán)重，損耗加大，可能會(huì)造成石河子電網(wǎng)限電，對(duì)石河子電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行很不利。

2）110kV東明線斷開(kāi)

潮流計(jì)算結(jié)果顯示110kV北明線輸送負(fù)荷由47.71+j26.07MVA增加為205.52+j104.8MVA，造成110kV北明線過(guò)載達(dá)到92.36%；在石河子電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組都滿發(fā)的情況下110kV瑪東線下網(wǎng)負(fù)荷達(dá)到172.44+j123.36MVA，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了該條線路允許通過(guò)的靜穩(wěn)極限；電網(wǎng)電壓普遍下降嚴(yán)重，損耗加大，可能會(huì)造成石河子電網(wǎng)限電，對(duì)石河子電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行很不利。

3）110kV西北線斷開(kāi)

潮流計(jì)算結(jié)果顯示110kV東明線輸送負(fù)荷由155.49+j69.74MVA增加為212.12+j95.38MVA，造成110kV東明線過(guò)載達(dá)到94.1%；在石河子電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組都滿發(fā)的情況下110kV瑪東線下網(wǎng)負(fù)荷達(dá)到158.8+j79.77MVA，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了該條線路允許通過(guò)的靜穩(wěn)極限；電網(wǎng)電壓下降嚴(yán)重，損耗加大，可能會(huì)造成石河子電網(wǎng)限電，對(duì)石河子電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行很不利。

（2）方式2：石河子電網(wǎng)通過(guò)220kV石河子西變電站與新疆電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)

通過(guò)潮流計(jì)算結(jié)果可以看出合盛硅業(yè)由明珠變110kV母線接入后，正常運(yùn)行方式下從主電網(wǎng)下網(wǎng)負(fù)荷增加至160.02+j117.6 MVA，造成南熱電廠#1、#2主變滿載，電網(wǎng)電壓比接入前降幅較大，電壓普遍降低近5%，尤其是城北變、城東變、明珠變電壓降低超過(guò)5%，明珠變電壓降低了7%，電壓運(yùn)行水平偏低。全網(wǎng)除110kV東南線輸送負(fù)荷為132.16+j58.5 MVA，過(guò)載42%；其他線路無(wú)過(guò)載現(xiàn)象。

為保證電網(wǎng)的供電可靠性，對(duì)比較重要的線路進(jìn)行n-1方式。

1）110kV北明線斷開(kāi)

潮流計(jì)算結(jié)果顯示110kV東明線輸送負(fù)荷由132.16+j58.5增加為204.33+j99.66 MVA造成110kV東明線過(guò)載達(dá)到91%；110kV東南線輸送負(fù)荷由143.23+j66.44MVA增加為178.45+j92.86造成110kV東南線過(guò)載達(dá)到80%；線路嚴(yán)重過(guò)載造成電壓下降嚴(yán)重，損耗加大。

2）110kV東明線斷開(kāi)

潮流計(jì)算結(jié)果顯示在石河子電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組都滿發(fā)的情況下220kV下網(wǎng)負(fù)荷達(dá)到175.46+j198.32 MVA.南熱電廠主變過(guò)載19%，造成電網(wǎng)電壓嚴(yán)重下降，全網(wǎng)損耗加大；110kV北明線輸送負(fù)荷由70.79+j36.51MVA增加為205.96+j106.8MVA，造成110kV北明線過(guò)載達(dá)到 90.1%；110kV西北線輸送負(fù)荷由98.04+j41.43MVA增至181.34+j100.35MVA造成110kV西北線過(guò)載達(dá)到67.9%；對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行很不利。

3）110kV西北線斷開(kāi)

潮流計(jì)算結(jié)果顯示全網(wǎng)電壓會(huì)有大幅下降，110kV東明線輸送負(fù)荷由132.2+j58.5MVA增至207.7+j94.8MVA，造成110kV東明線過(guò)載達(dá)到 92.44%；110kV東南線輸送負(fù)荷由143.23+j66.44MVA增加為209.82+j106.46MVA造成110kV東南線過(guò)載達(dá)到110%。

2.2 供電方案2：合盛硅業(yè)通過(guò)南熱電220kV線路供電

（1）方式1：石河子電網(wǎng)通過(guò)110kV瑪東I、II線與新疆電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)

通過(guò)潮流計(jì)算結(jié)果可以看出此接線方式全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓一切正常，所有線路沒(méi)有過(guò)載現(xiàn)象；環(huán)網(wǎng)線路任意一條線路停電檢修也不會(huì)造成其余線路過(guò)載，南熱電廠直接給合盛硅業(yè)220kV供電大幅減少了110kV南東線負(fù)荷，同時(shí)減少了線路損耗。但在石河子電網(wǎng)各發(fā)電機(jī)組都滿發(fā)的情況下要從主電網(wǎng)下網(wǎng)電量，110kV瑪東線下網(wǎng)負(fù)荷達(dá)到132.48+j51.5 MVA，超過(guò)了該條線路允許通過(guò)的靜穩(wěn)極限，全網(wǎng)損耗比通過(guò)220kV電網(wǎng)與新疆電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的供電方案略大些。

（2）方式2：石河子電網(wǎng)通過(guò)220kV石河子西變電站與新疆電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)

通過(guò)潮流計(jì)算結(jié)果可以看出此接線方式全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓一切正常，所有線路沒(méi)有過(guò)載現(xiàn)象；環(huán)網(wǎng)線路任意一條線路停電檢修也不會(huì)造成其余線路過(guò)載。220kV下網(wǎng)負(fù)荷直接通過(guò)220kV線路直供合盛硅業(yè)，大大降低了南熱電主變過(guò)載的可能性。全網(wǎng)損耗由110kV明珠變供電時(shí)的14.39+j90.72MVA，降低為8.28+j24.53MVA

3 表格分析

表1

4 結(jié)論

從以上計(jì)算數(shù)據(jù)及對(duì)比中可以看出，無(wú)論石河子電網(wǎng)與新疆電網(wǎng)采用哪種方式聯(lián)網(wǎng)，為保證石河子電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，只能采用由南熱電廠220kV線路直接供電給合盛硅業(yè)的供電方案，在這種供電方案下，石河子電網(wǎng)與新疆電網(wǎng)通過(guò)220kV聯(lián)網(wǎng)更為安全經(jīng)濟(jì)，可以避開(kāi)本電網(wǎng)因南熱電廠主變過(guò)載導(dǎo)致下網(wǎng)負(fù)荷受限這一致命弱點(diǎn)。

[1]國(guó)家電力科學(xué)院.PSASP電力系統(tǒng)分析綜合程序.