電廠機(jī)組降壓運(yùn)行后消納能力分析

羅純堅(jiān)，潘力強(qiáng)，費(fèi)燁，熊煒(.國網(wǎng)湖北省電力公司電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，湖北武漢 40077;

2.國網(wǎng)湖南省電力公司，湖南長沙 410007;

3.中國電力科學(xué)研究院，湖北武漢 430074）

電廠機(jī)組降壓運(yùn)行后消納能力分析

羅純堅(jiān)1，潘力強(qiáng)2，費(fèi)燁3，熊煒1(1.國網(wǎng)湖北省電力公司電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，湖北武漢 430077;

2.國網(wǎng)湖南省電力公司，湖南長沙 410007;

3.中國電力科學(xué)研究院，湖北武漢 430074）

從潮流、暫態(tài)穩(wěn)定、短路電流等方面，對湘潭電廠3號機(jī)組由500 kV電網(wǎng)改接至220 kV電網(wǎng)后，對主網(wǎng)及長株潭受端電網(wǎng)的影響進(jìn)行系統(tǒng)分析。研究表明，這樣改接可減輕云田主變下網(wǎng)壓力，改善受端電網(wǎng)的潮流分布，同時(shí)系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定水平較高，短路電流可維持在合理水平，技術(shù)上具有可行性。

潮流;穩(wěn)定;短路電流;消納能力

湘潭電廠地處湖南長株潭負(fù)荷中心地區(qū)，是保障長株潭地區(qū)電力供應(yīng)的主力機(jī)組之一。目前，長、株、潭三市220 kV層面共有發(fā)電裝機(jī)容量1 940 MW，而三市最高負(fù)荷已超過6 400 MW。根據(jù)運(yùn)行要求，株洲電廠、湘潭電廠、長沙電廠220 kV并網(wǎng)機(jī)組至少需要保持3臺機(jī)組運(yùn)行才能滿足基本負(fù)荷需求，而目前3個(gè)電廠并入220 kV層面的機(jī)組僅有5臺。湘潭電廠二期2臺600 MW機(jī)組目前通過500 kV湘云雙回線接入500 kV云田變，2011年云田主變最大下網(wǎng)負(fù)荷已超過1 100 MW，隨著負(fù)荷的高速增長，云田主變“N-1”方式下將嚴(yán)重過載。為有效解決長株潭電網(wǎng)安全隱患，同時(shí)提高湘潭電廠二期機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益，文中對其改接至220 kV電網(wǎng)相關(guān)系統(tǒng)問題進(jìn)行分析研究，考慮將500 kV湘潭電廠3號機(jī)組出線湘云I回降壓運(yùn)行，改接至220 kV白馬壟變電站，并從潮流、暫態(tài)穩(wěn)定、短路電流等方面，研究了對主網(wǎng)及長株潭受端電網(wǎng)的影響〔1〕。

1 機(jī)組改接后潮流分析

1)正常方式下的潮流分析〔2〕

湘潭電廠二期3號機(jī)組改接220 kV電網(wǎng)后，在長株潭地區(qū)電源全開機(jī)的正常方式下，500 kV云田主變下網(wǎng)壓力得到明顯緩解，從原有的1 139 MW下降到846 MW，云田變下網(wǎng)潮流達(dá)到云田變?nèi)萘康?6.4%。由于湘潭電廠3號機(jī)組接入低電壓等級網(wǎng)絡(luò)，電源出力在株洲地區(qū)得到就地消納，使得通過500 kV網(wǎng)絡(luò)分配的潮流減少，500 kV星云線的潮流明顯減輕。500 kV附近220 kV線路潮流較均勻，220 kV云白雙回線的功率輸送壓力得到極大緩解，并出現(xiàn)潮流反送現(xiàn)象，見表1。從區(qū)外網(wǎng)絡(luò)來看，湘潭電廠二期3號機(jī)組改接220 kV電網(wǎng)后，特高壓南荊線的潮流無明顯變化，鄂湘聯(lián)絡(luò)線中500 kV葛崗線、江復(fù)I線的潮流略有增加。從電壓變化情況來看，各特高壓站點(diǎn)和湖南主要的500 kV站點(diǎn)的運(yùn)行電壓均無明顯變化，見表2。

表1 湘潭電廠500 kV機(jī)組改接潮流比對 MW

表2 湘潭電廠500 kV機(jī)組改接電壓比對 kV

2)N-1方式下的潮流分析〔2〕

長株潭地區(qū)220 kV層面全開機(jī)方式下，220 kV線路發(fā)生N-1故障，其余220 kV線路均不會出現(xiàn)熱穩(wěn)過載問題。500 kV云田主變下網(wǎng)潮流為846 MW，主變N-1情況下，另一臺主變輕微過載。

3)調(diào)整開機(jī)后潮流分析〔2〕

若湘潭電廠3號機(jī)組全停，長株潭地區(qū)220 kV線路N-1故障情況下不會出現(xiàn)熱穩(wěn)問題。此時(shí)500 kV云田主變下網(wǎng)潮流1 097 MW，若在發(fā)生主變N-1故障或在湘潭電廠3號機(jī)組未開機(jī)方式下，安排云田主變檢修，云田另一臺主變將嚴(yán)重過載。湘潭電廠3號機(jī)組、株洲電廠機(jī)組全停，220 kV云白雙回線在一回線發(fā)生N-1故障，另一回線將過熱穩(wěn)。500 kV云田主變下網(wǎng)潮流為1334 MW，云田主變將重載運(yùn)行，無法通過N-1校核。

通過潮流計(jì)算分析，可以得到如下結(jié)論:①湘潭電廠3號機(jī)組降壓接至220 kV電網(wǎng)緩解了500 kV云田變下網(wǎng)壓力，提高了長株潭電網(wǎng)的供電可靠性。②湘潭電廠3號機(jī)組改接后，500 kV云田變的下網(wǎng)壓力并未得到根本解決，建議對云田變進(jìn)行擴(kuò)建或改造，從而根本解決作為株洲地區(qū)樞紐變電站的云田供電瓶頸問題。③ 湘潭電廠3號機(jī)組改接至白馬壟，在大負(fù)荷方式下，存在潮流由白馬壟向云田變反供現(xiàn)象，在小負(fù)荷方式下，若保持湘潭電廠3號機(jī)組全開，云白線潮流反送現(xiàn)象將更加突出，運(yùn)行中應(yīng)引起關(guān)注。④湘潭電廠3號機(jī)組停機(jī)后將會導(dǎo)致500 kV云田主變接近重載運(yùn)行，在N-1故障情況下，云田主變將嚴(yán)重過載。湘潭電廠3號機(jī)組和株洲電廠機(jī)組全停情況下將導(dǎo)致220 kV云白雙回存在N-1熱穩(wěn)問題，因此為保障株洲電網(wǎng)的安全運(yùn)行，株洲地區(qū)需保持一定的開機(jī)方式。

2 湘潭電廠3號機(jī)組掉機(jī)穩(wěn)定分析〔3〕

選取湘潭電廠3號機(jī)組掉大機(jī)嚴(yán)重故障方式下進(jìn)行全網(wǎng)穩(wěn)定校核，選取特高壓南陽和荊門站、500 kV云田變電站、特高壓南荊線、500 kV云田下網(wǎng)及相關(guān)220 kV廠站、線路為研究對象。研究結(jié)果表明，600 MW機(jī)組跳閘后，華中電網(wǎng)各機(jī)組功角在經(jīng)過1個(gè)周波后迅速呈收斂趨勢，經(jīng)過3個(gè)周波之后即刻恢復(fù)穩(wěn)定，各點(diǎn)電壓能迅速恢復(fù)到1.0 p.u.左右，各線路潮流能迅速穩(wěn)定至相應(yīng)值，且云田下網(wǎng)潮流不會超過其熱穩(wěn)極限，系統(tǒng)保持穩(wěn)定運(yùn)行。

3 機(jī)組改接后短路分析〔3〕

對湘潭電廠3號機(jī)組改接后長株潭地區(qū)全接線方式下的短路電流進(jìn)行掃描，結(jié)果表明，湘潭電廠3號機(jī)組改接至220 kV層面后，云田變220 kV側(cè)短路水平接近50 kA，同時(shí)220 kV白馬垅變短路電流達(dá)39kA。長株潭地區(qū)其余220 kV短路電流水平相對較小，不會對電網(wǎng)構(gòu)成威脅。

4 結(jié)論

湘潭電廠3號機(jī)組降壓接至220 kV電網(wǎng)，緩解了500 kV云田變下網(wǎng)壓力，提高了長株潭電網(wǎng)的供電可靠性，實(shí)現(xiàn)了電能的就地消納，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和運(yùn)行靈活性。湘潭電廠3號機(jī)組若發(fā)生掉機(jī)等事故，220 kV及以上電壓等級網(wǎng)絡(luò)沒有功角、電壓、潮流等暫態(tài)穩(wěn)定問題。云田變220 kV側(cè)短路水平接近50 kA，需要研究制定限流措施。另外，湘潭電廠3號機(jī)組改接后，500 kV云田變的下網(wǎng)壓力減輕，但并未得到根本解決，湘潭電廠3號機(jī)組開機(jī)情況下，云田變下網(wǎng)潮流仍達(dá)到云田變?nèi)萘康?6.4%。隨著株洲地區(qū)和長沙東南部地區(qū)負(fù)荷的發(fā)展，云田變的下網(wǎng)潮流將不斷增大，仍需在電網(wǎng)規(guī)劃中研究對云田變進(jìn)行擴(kuò)建或改造，從而根本解決作為株洲地區(qū)樞紐變電站的云田供電瓶頸問題。

〔1〕何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析〔M〕.武漢:華中科技大學(xué)出版社，2002.

〔2〕中華人民共和國國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會.DL 755—2001電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則〔S〕.北京:中國電力出版社，2001.

〔3〕王梅義，吳競昌，蒙定中.大電網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)〔M〕.中國電力出版社，1995:132-139.

Analysis on assimilative capacity of Power Plant unit in operation with lower voltage level

LUO Chun-jian1，PAN Li-qiang2，F(xiàn)EI Ye3，XIONG Wei1
(1.State Grid Hubei Electric Power Corporation Economic＆ Technology Research Institute，Wuhan 430077，China;2.State Grid Hunan Electric Power Corporation，Changsha 410007，China;3.Electric Power Research Institute，Wuhan 430074，China)

The impact on the main network and the receiving end power grid of Changsha Zhuzhou Xiangtan area were systematically discussed in the paper，on the power flow，transient stability，short circuit current，after Xiangtan Power Plant 3rdunit has been grafted to 220 kV power network.The research result shows that after being reconnected，the heavy power flow of the Yuntian substation will be released，power flow distribution of receiving end power grid can be improved，and the stability and the short circuit current can be controlled in an reasonable range.

power flow;stability;short circuit current;assimilative capacity

TM744

B

1008-0198(2014)02-0036-02

10.3969/j.issn.1008-0198.2014.02.011

2013-06-26