優(yōu)化供電結(jié)構(gòu)與國家節(jié)能

許繼鋒，陳 渤，拜合提亞爾·拜克力

（中石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834003）

0 引言

2018 年11 月25 日，一場12 級大風(fēng)席卷克拉瑪依大地，考驗(yàn)著克拉瑪依地區(qū)的供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安全可靠性。煉油1#變電所失電，克拉瑪依石化有限責(zé)任公司整個電力系統(tǒng)瓦解，公司整個裝置生產(chǎn)停工，停電大約半個小時，造成億元級經(jīng)濟(jì)損失。天災(zāi)是客觀原因，同時也說明克拉瑪依地區(qū)電網(wǎng)抗風(fēng)險能力不強(qiáng)，高壓電網(wǎng)的架空線供電是故障關(guān)鍵所在。如何提高克拉瑪依地區(qū)電網(wǎng)抗風(fēng)險能力，特別是大型工廠的用電安全問題，成為擺在技術(shù)人員面前的難題。

隨著全球氣候的變暖，克拉瑪依地區(qū)的氣候變化讓人越來越琢磨不透，這次三十年不遇的冬季大風(fēng)讓技術(shù)人員措手不及，局部風(fēng)力13 級造成電網(wǎng)大面積甩負(fù)荷，故障線路跳閘后，其他環(huán)網(wǎng)線路超負(fù)荷跳閘。通過研究電力系統(tǒng)潮流分布，根據(jù)給定的運(yùn)行條件和網(wǎng)路結(jié)構(gòu)確定整個系統(tǒng)的運(yùn)行方式，防止線路過載或輕載，保證系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定。通過調(diào)整運(yùn)行方式，使電網(wǎng)資源得到充分利用，例如各母線上的電壓（幅值及相角）、網(wǎng)絡(luò)中的功率傳輸分布以及功率損耗等。其中，電力系統(tǒng)潮流計算是電力系統(tǒng)穩(wěn)定計算和故障分析的基礎(chǔ)。

雙線供電、環(huán)網(wǎng)供電、直配供電是提高大型工廠安全途徑，環(huán)網(wǎng)在大風(fēng)發(fā)生前解網(wǎng)，目的是降低電力系統(tǒng)的越級跳閘或過負(fù)荷跳閘，自動重合閘應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)核算，并決定是否在大風(fēng)前退出。如有自備供電的獨(dú)山子大石化公司在這方面提供了很好的例證，獨(dú)山子石化公司有自備電廠2 座，還有外線備用，保證了電力系統(tǒng)安全可靠?？死斠朗邢挢?zé)任公司是否可以沿用獨(dú)山子石化公司電力系統(tǒng)的發(fā)展與保障模式（依托國電克拉瑪依電廠作為克石化公司“自備電廠”）。

1 煉油1#變電所供電方式

克拉瑪依電廠1122 出線(電練線)專供煉油1#變電所，可以說是保證了克拉瑪依石化有限責(zé)任公司的電力安全?？死斠离姀S到煉油1#變電所距離為36.8 km，采用的是110 kV、LGJ-185 單回路。架空線有一個致命的缺點(diǎn)，那就是大風(fēng)刮起的廢棄物容易造成線路接地或短路，桿塔也可能因?yàn)槿藶殛P(guān)系造成接地造成線路跳閘。為了降低大風(fēng)造成的危害，克拉瑪依石化有限責(zé)任公司建立了抗風(fēng)保運(yùn)機(jī)制。不過還應(yīng)該從本質(zhì)安全方面來解決問題，減少故障點(diǎn)。分析克拉瑪依石化公司的地理位置及周邊情況，建議從國電克拉瑪依電廠給煉油1#、2#變電所各拉一條高壓電纜，作為主電源（或者備用電源）。

2 改變方案

從國電克拉瑪依電廠到煉油1#、2#變電所，按5 km 計算，電纜投資800 萬元，2 臺100 MVA、220 kV/6 kV 變壓器的價格在2000 萬元，工程土建電纜溝及材料300 萬元、征地等其他不可預(yù)見費(fèi)用500 萬元，總計0.36 億元，解決煉油1#、2#變電所直配線問題（該費(fèi)用可以協(xié)議國電克拉瑪依電廠共同投資）。2017 年，克拉瑪依石化公司生產(chǎn)用電量在5.3 億千瓦時，日均負(fù)荷60 MW，電—練線110 kV 線平均運(yùn)行負(fù)荷電流370 A（2018 年11 月28 日17:10，運(yùn)行電流366 A），計算與實(shí)際運(yùn)行相符合。

目前新疆地區(qū)的電力市場是買方市場。由于煉油1#變電所的資產(chǎn)為克拉瑪依石化有限責(zé)任公司所有，收回該資產(chǎn)自己管理，有3 個方面的好處：①可以消化熱電廠現(xiàn)在的運(yùn)行人員，減少費(fèi)用的支出；②有利企業(yè)對電力需求的管理；③為降低生產(chǎn)成本做準(zhǔn)備，例如：可以直接與國電克拉瑪依電廠協(xié)議電價，按5.3 億千瓦時，購電低0.05～0.10 元/（kW·h），每年可以少支付0.265～0.53 億元。

3 實(shí)施前后效益分析

（1）電纜。從國電克拉瑪依電廠給煉油1#變電所按2 km 計算，輸送電流350 A，功率損耗為P=I2×R=3502×3×0.0185 1×2000/800=17 006 W=17 kW。

（2）電廠LGJ-185 的高壓架空線純電阻有功損耗計算。查電工手冊，LGJ-185 線路電阻0.17 Ω/km，P=I2×R=3662×3×0.17×36.8=2 514 086 W=2514.1 kW，2018 年11 月28 日17：00，克拉瑪依電廠1121 出線有功67.5 MW（電流366 A），無功17.3 MV·A，煉油1#變電所進(jìn)線有功65 MW（電流350 A），無功15 MV·A，克拉瑪依石化公司消耗的負(fù)荷60 MW（電流323 A）。

（3）從節(jié)約能源的角度來說，改變克拉瑪依石化有限責(zé)任公司的供電方式，可以收到如下效益：①克拉瑪依電廠供煉油1#變電所，純電阻可以節(jié)約（2514.1-17）×365×24=21 874 475 kW·h；②從國電克拉瑪依電廠到奎屯變電所10 km，220 kV 供電線路線路由4 組LGJ-150 組成，線路單相電阻0.057 5 Ω/kM，按原來400 MW（1166 A）供電，現(xiàn)在340 MW（991 A），年節(jié)約電量（11662-9912）×10×3×0.057 5×365×24=5 704 024 kW·h。采用國電克拉瑪依電廠供煉油1#變電所，純電阻節(jié)約電量（21 874 475+5 704 024）27 578 499 度。按克拉瑪依供電0.37 元/（kW·h）計算，年為國家節(jié)約1020 萬元。

4 結(jié)論

不管是從石化公司的安全運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)節(jié)能角度，還是從國家的節(jié)能方面，該方案均具有可行性。目前，現(xiàn)在克拉瑪依石化公司在做這方面的可行性研究。