大型電站對(duì)所在區(qū)域供電的系統(tǒng)接線模式分析

錢(qián)紋

(云南電網(wǎng)公司，云南 昆明 650011)

1 系統(tǒng)接線模式

云南電網(wǎng)在大型電站所在區(qū)域存在如下的系統(tǒng)供電接線:

1.1 模式一

有機(jī)組接入220 kV 側(cè)，500 kV 與220 kV 間設(shè)有1 臺(tái)聯(lián)變，以220 kV 出線向所在區(qū)域供電該類接線為避免500/220 kV 間的電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)500 kV 出線全故障造成220 kV 出線過(guò)載而必須正常解環(huán)運(yùn)行，這樣一來(lái)電站的聯(lián)絡(luò)變和接于220 kV 母線的機(jī)組將作為區(qū)域的主供電源供電，機(jī)組N－1 后由聯(lián)絡(luò)變和其它接入220 kV 的機(jī)組進(jìn)行供電，而聯(lián)絡(luò)變N－1 后由接入220 kV 的機(jī)組供電。

當(dāng)機(jī)組N－1 后供電在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)問(wèn)題不大(只要區(qū)域負(fù)荷小于聯(lián)變和最小1 臺(tái)接入220 kV 的機(jī)組供電能力之和)。而當(dāng)聯(lián)絡(luò)變N－1 后由接入220 kV 機(jī)組供電時(shí)，區(qū)域孤網(wǎng)，供電初期由于地方負(fù)荷小，又加之當(dāng)?shù)亻_(kāi)發(fā)有中小水電，因此由電站供電的負(fù)荷極小，甚至存在上網(wǎng)的情況，極有可能造成區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷全失的事故，只是損失負(fù)荷量小影響不大;但隨著地方負(fù)荷的增加，需要接入220 kV 機(jī)組出力與負(fù)荷匹配方能保證區(qū)域孤網(wǎng)后的穩(wěn)定，出力小于負(fù)荷需要切除負(fù)荷、出力大于負(fù)荷需要切除適量機(jī)組，實(shí)際操作難度大，易造成區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷全失的事故。

1.2 模式二

無(wú)機(jī)組接入220 kV 側(cè)，500 kV 與220 kV 間設(shè)有1 臺(tái)聯(lián)變，以220 kV 出線向所在區(qū)域供電該類接線最大的問(wèn)題是為避免500/220 kV 間的電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)500 kV 出線全故障造成220 kV 出線過(guò)載而必須正常解環(huán)運(yùn)行，這樣一來(lái)電站的聯(lián)絡(luò)變將作為區(qū)域的主供電源。

供電初期由于地方負(fù)荷小，又加之當(dāng)?shù)亻_(kāi)發(fā)有中小水電，因此由電站下網(wǎng)供電的負(fù)荷極小，甚至存在上網(wǎng)的情況，聯(lián)絡(luò)變N－1 后損失負(fù)荷量小影響不大。但隨著地方負(fù)荷的增加、聯(lián)絡(luò)變下網(wǎng)量增大，作為區(qū)域供電主要電源的聯(lián)絡(luò)變一旦出現(xiàn)N－1 故障后，開(kāi)斷的220 kV 聯(lián)絡(luò)線由于存在地方小電難以實(shí)現(xiàn)備自投，極有可能造成區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷全失的事故，就即便備自投成功，也將受制于聯(lián)變或者聯(lián)絡(luò)線輸送能力而缺乏供電可持續(xù)性。

1.3 模式三

機(jī)組全部接入500 kV 側(cè)，所在區(qū)域供電通過(guò)附近的500 kV 變電所的220 kV 側(cè)進(jìn)行供電

電站裝機(jī)5* 60 萬(wàn)kW，設(shè)立500 kV 一級(jí)出線，全部機(jī)組直接接入500 kV 母線，規(guī)劃通過(guò)500 kV 德茂變的220 kV 出線對(duì)所在區(qū)域供電。

該模式屬于典型的“二次升壓”，即電站才升壓為500 kV 又降壓為220 kV 供電的情況，增加一次設(shè)備投資和運(yùn)行成本，加大網(wǎng)損，在電網(wǎng)規(guī)劃中一般不采納，上述兩種情況主要因?yàn)橹绷鬏旊姷目煽啃孕枰约半娬練v史原因無(wú)法擴(kuò)建造成。

1.4 模式四

電站有機(jī)組接入?yún)^(qū)域設(shè)立的220 kV 變電所或開(kāi)關(guān)站進(jìn)行供電，該機(jī)組與直接接入500 kV 的機(jī)組間無(wú)電氣聯(lián)系;220 kV 變電所或開(kāi)關(guān)站與系統(tǒng)不少于兩回線路連接.

1)供電優(yōu)點(diǎn):電站可以滿足就近消納負(fù)荷的要求，多余或不足通過(guò)其它與系統(tǒng)相連的通道實(shí)現(xiàn)，可以在N－1 故障后滿足區(qū)域負(fù)荷供電。由于500/220 kV 間沒(méi)有電氣聯(lián)系，因此上述各類接線模式中存在的電磁環(huán)網(wǎng)斷環(huán)的問(wèn)題可以避免。

2)存在的問(wèn)題:

220 kV 區(qū)域變電所或開(kāi)關(guān)站與系統(tǒng)要不少于兩回線路聯(lián)絡(luò)，且必須滿足線路N－1 后的供電。如果區(qū)域負(fù)荷長(zhǎng)期偏小需要通過(guò)220 kV 線路長(zhǎng)距離向系統(tǒng)送出電站電能，損耗較大。電廠內(nèi)部相當(dāng)于兩站運(yùn)行，在水電站還有水調(diào)復(fù)雜的問(wèn)題。區(qū)域負(fù)荷增長(zhǎng)比較確定，可以就近消納電站的電力;最好與系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)距離不太遠(yuǎn)。

1.5 模式五

電站采用至少2 臺(tái)三卷變接入系統(tǒng)，設(shè)220 kV2 回以上出線對(duì)區(qū)域供電，220 kV 供電的變電所與系統(tǒng)無(wú)電氣聯(lián)系

1)供電優(yōu)點(diǎn):電站可以滿足就近消納負(fù)荷的要求，多余電力可以通過(guò)500 kV 直接送出，可以在220 kV 線路N－1 故障后滿足區(qū)域負(fù)荷供電。由于電站與系統(tǒng)沒(méi)有電氣聯(lián)系，因此上述各類接線模式中存在的電磁環(huán)網(wǎng)斷環(huán)的問(wèn)題可以避免。

2)存在的問(wèn)題:形成以電站為核心的供電片區(qū)，如果區(qū)域負(fù)荷短期內(nèi)增長(zhǎng)超過(guò)三卷變220 kV 側(cè)的下網(wǎng)值或主變N－1 后無(wú)法滿足供電則需要另外尋求渠道解決供電。此外三卷變對(duì)于偏遠(yuǎn)的大型水電站來(lái)說(shuō)還面臨著大件運(yùn)輸無(wú)法解決的問(wèn)題，在云南成為方案制約的主要原因。

3)適應(yīng)情況:區(qū)域負(fù)荷增長(zhǎng)難以確定，可以就近消納電站的電力;與系統(tǒng)的距離過(guò)遠(yuǎn)聯(lián)絡(luò)成本過(guò)高。

2 接線模式的建議

云南的大型電站基本上在電網(wǎng)的末端，電站所在區(qū)域的負(fù)荷一般都需要經(jīng)歷一個(gè)低負(fù)荷時(shí)期才逐步增加，甩開(kāi)附近的大電站不用而遠(yuǎn)距離從主網(wǎng)進(jìn)行供電顯然不可取。因此依托大電站對(duì)所在區(qū)域進(jìn)行供電是電網(wǎng)的優(yōu)先選擇。

1)電站在電網(wǎng)末端、遠(yuǎn)離主網(wǎng)的地方，近期內(nèi)無(wú)負(fù)荷明顯增長(zhǎng).建議:采用模式二。當(dāng)負(fù)荷增長(zhǎng)到聯(lián)變N－1 會(huì)引起事故考核時(shí)，正常可以采用聯(lián)變、系統(tǒng)在區(qū)域220 kV 變電所內(nèi)分裂供電，這樣盡量降低事故考核等級(jí)。

2)電站在電網(wǎng)末端、遠(yuǎn)離主網(wǎng)的地方，近期內(nèi)負(fù)荷明顯增長(zhǎng)，建議:采用模式一。為解決聯(lián)變N－1 可能的孤網(wǎng)后穩(wěn)定問(wèn)題，可以采用正常聯(lián)變加部分電站機(jī)組、部分電站機(jī)組加系統(tǒng)在區(qū)域220kV 變電所內(nèi)分裂供電(類似模式四)，盡量均衡供電負(fù)荷，盡量降低事故考核等級(jí)。

3)電站距離主網(wǎng)較近，近期內(nèi)負(fù)荷明顯增長(zhǎng)，建議:采用模式四。

4)電站距離主網(wǎng)較近，近期內(nèi)負(fù)荷無(wú)明顯增長(zhǎng)，建議:采用模式二。

5)特殊情況，如只能一級(jí)電壓出線的地方，建議:采用模式五。

3 結(jié)束語(yǔ)

在云南“十三五”及遠(yuǎn)期規(guī)劃中，結(jié)合瀾滄江上游、金沙江下游等梯級(jí)電站的投產(chǎn)，可以多方面分析對(duì)電站所在區(qū)域做好供電規(guī)劃，讓供電惠及電站所在地的區(qū)域，更好、更長(zhǎng)、更靈活地服務(wù)于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。