雙母雙分段接線運(yùn)行方式優(yōu)化研究

張馨介，朱余啟

(云南電力調(diào)度控制中心，昆明 650216)

0 前言

母線是電網(wǎng)運(yùn)行中的重要設(shè)備，母線故障直接影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行[1]。220kV母線一般采用雙母線接線方式，當(dāng)雙母線其中一段母線檢修時(shí)，無(wú)需線路配合停電，保證了重要用戶的供電可靠性。但該種接線方式建設(shè)成本較高，采用了較為復(fù)雜的接線方式，在隔離開(kāi)關(guān)倒換操作時(shí)容易出現(xiàn)誤操作。[2]基于雙母線接線方式，將雙母線中每一段母線分為兩段，并兩兩母線之間通過(guò)斷路器聯(lián)接，形成了雙母雙分段接線方式。其優(yōu)點(diǎn)為任意一段母線跳閘或檢修，另外3段無(wú)故障母線都能保持正常運(yùn)行[3]，但建設(shè)成本較雙母線接線更高。為了保障主網(wǎng)供電可靠性，部分220kV母線也采用雙母雙分段接線方式。

雙母雙分段接線雖已充分考慮電網(wǎng)設(shè)備N-1后的可靠性，但在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，必然存在設(shè)備檢修的情況，在檢修過(guò)程中，若再出現(xiàn)設(shè)備跳閘，根據(jù)母線運(yùn)行方式的不同，仍存在一定風(fēng)險(xiǎn)。本文主要針對(duì)雙母雙分段母線在設(shè)備檢修后再出現(xiàn)N-1的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，并提出運(yùn)行方式的優(yōu)化方案，避免故障范圍的擴(kuò)大。

1 雙母雙分段接線結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

雙母雙分段接線典型結(jié)構(gòu)如圖1所示：共有4段母線、2臺(tái)分段斷路器、2臺(tái)母聯(lián)斷路器以及若干線路。線路可以連接主變、負(fù)荷、電源，也可作為變電站與變電站之間的聯(lián)絡(luò)線。

當(dāng)雙母雙分段母線其中一段母線檢修時(shí)，可將在該母線運(yùn)行的所有線路斷路器倒至未停電母線，而不需要線路配合停電；當(dāng)單一母聯(lián)或分段斷路器檢修時(shí)，不會(huì)對(duì)母線運(yùn)行方式造成本質(zhì)改變。

圖1 雙母雙分段典型結(jié)構(gòu)

如圖1所示，作為電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中常見(jiàn)接線形式，除建設(shè)成本較雙母線接線高外，雙母雙分段接線運(yùn)行可靠，設(shè)備N-1后安全裕度高。

2 雙母雙分段運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)

電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中，必然存在電氣設(shè)備停電檢修的情況，在電網(wǎng)全網(wǎng)架運(yùn)行時(shí)不會(huì)存在的風(fēng)險(xiǎn)，在設(shè)備檢修后會(huì)突顯出來(lái)，雙母雙分段接線方式運(yùn)行的母線就存在此類問(wèn)題。以圖1為例，當(dāng)母線設(shè)備檢修后，若再次發(fā)生設(shè)備N-1跳閘，根據(jù)母線運(yùn)行方式的不同，將產(chǎn)生不同的后果。雙母雙分段母線在有母線設(shè)備停電時(shí)，再次出現(xiàn)母線或母聯(lián)斷路器跳閘將有可能導(dǎo)致額外母線失壓。

經(jīng)整理分析，對(duì)雙母雙分段接線其中一段母線供電的設(shè)備共4類：母聯(lián)斷路器；分段斷路器；與主網(wǎng)相連的聯(lián)絡(luò)線；接入電廠的線路。若對(duì)單段母線進(jìn)行供電的所有設(shè)備出現(xiàn)故障，則該段母線將失壓。而雙母雙分段接線的母聯(lián)斷路器、分段斷路器皆正常運(yùn)行時(shí)，能保證每段母線至少有兩個(gè)對(duì)其供電設(shè)備。若非本段母線跳閘的基準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)，其余任意單一設(shè)備跳閘都不會(huì)導(dǎo)致該兩段母線失壓。

雙母雙分段母線在完整網(wǎng)架下安全裕度較高，往往不會(huì)出現(xiàn)單一設(shè)備跳閘間接導(dǎo)致母線失壓的情況，但電網(wǎng)設(shè)備檢修是實(shí)際運(yùn)行中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的情況，必須考慮N-1后的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。在母線停電檢修時(shí)，與該母線連接的母聯(lián)、分段斷路器都需配合停運(yùn)。對(duì)于相鄰未停運(yùn)母線，對(duì)其供電設(shè)備必有減少。而只要當(dāng)雙母雙分段母線中任意單段母線的供電設(shè)備減少至只有一個(gè)時(shí)，該單一供電設(shè)備跳閘將間接導(dǎo)致單段母線失壓，在以往較少考慮該種情況。因此，勢(shì)必建立一種優(yōu)化方案，盡量避免出現(xiàn)該種情況。

3 優(yōu)化方案

對(duì)于已采用雙母雙分段接線運(yùn)行的變電站，為了防止設(shè)備檢修后再次出現(xiàn)設(shè)備跳閘導(dǎo)致母線失壓，應(yīng)充分利用雙母雙分段接線特點(diǎn)，對(duì)母線運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化，避免風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)。

由于接入雙母雙分段母線的線路可以在兩組母線之間進(jìn)行倒換，為雙母雙分段母線的運(yùn)行方式提供了充分的優(yōu)化空間。因此，提出對(duì)雙母雙分段母線接線運(yùn)行方式的優(yōu)化方案如下：

1）分析雙母雙分段母線接線構(gòu)成：應(yīng)分析接入母線線路類型，確認(rèn)對(duì)母線供電的線路。

2）合理安排母線運(yùn)行方式：能保證每段母線至少有兩個(gè)對(duì)其供電設(shè)備，并盡量使每段母線的對(duì)其供電設(shè)備數(shù)目相近，以平攤電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

3）母線設(shè)備停電時(shí)，應(yīng)重新評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)；若有需要，提前變更運(yùn)行方式：在單一母線設(shè)備停電前，需提前評(píng)估電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，若停電將導(dǎo)致單段母線僅由單一設(shè)備供電時(shí)，應(yīng)提前將可對(duì)母線供電的線路倒至該母線運(yùn)行，并盡量保證每段母線至少有兩個(gè)對(duì)其供電設(shè)備。

4）應(yīng)避免出現(xiàn)母線設(shè)備N-1時(shí)，單一元件因所帶潮流超出熱穩(wěn)極限值損壞的情況：?jiǎn)味文妇€僅由兩個(gè)設(shè)備對(duì)其供電時(shí)，應(yīng)通過(guò)倒母線方式避免單一供電設(shè)備跳閘后，另一供電設(shè)備因供電潮流變大超出其熱穩(wěn)極限值而損壞的情況。

在實(shí)際應(yīng)用中，雙母雙分段母線設(shè)備正常運(yùn)行、檢修或跳閘時(shí)，若按照該優(yōu)化方案提前進(jìn)行評(píng)估準(zhǔn)備，則可縮小單一設(shè)備跳閘后對(duì)電網(wǎng)造成的影響，并減少單一設(shè)備跳閘而間接導(dǎo)致母線失壓的情況發(fā)生。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以調(diào)度運(yùn)行實(shí)際工作中較為常見(jiàn)的雙母雙分段母線單一設(shè)備停電為例，發(fā)現(xiàn)了雙母雙分段母線接線存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)，并據(jù)此提出了優(yōu)化方案。以盡量縮小該接線方式下設(shè)備發(fā)生N-1跳閘所帶來(lái)的影響。因此，在對(duì)雙母雙分段接線運(yùn)行方式進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，應(yīng)充分考慮單段母線上對(duì)其供電設(shè)備的分布情況，若根據(jù)本方案進(jìn)行合理安排，將大大減小母線設(shè)備跳閘所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)際上，本文所探討的問(wèn)題本質(zhì)上還是設(shè)備供電可靠性的問(wèn)題。在對(duì)單段母線的供電設(shè)備為1個(gè)時(shí)，若該設(shè)備跳閘，也就意味著單段母線的失壓。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，任何設(shè)備若僅由單一元件供電，那么該設(shè)備將無(wú)法滿足N-1校驗(yàn)[4]。而通過(guò)本優(yōu)化方案，若發(fā)現(xiàn)雙母雙分段接線中不滿足N-1校驗(yàn)的單段母線，可通過(guò)倒母線方式避免單一設(shè)備跳閘而間接導(dǎo)致母線失壓的情況發(fā)生，有助于調(diào)度員根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況降低雙母雙分段母線接線在電網(wǎng)運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)。