張廣軍 哈爾濱供電公司調(diào)控中心

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基于電網(wǎng)分層分區(qū)邊界條件的電網(wǎng)合環(huán)運行探索

張廣軍 哈爾濱供電公司調(diào)控中心

【文章摘要】

【關鍵詞】

電網(wǎng)；分層分區(qū)；邊界條件；合環(huán)運行

引言

分層分區(qū)是電網(wǎng)發(fā)展的必然發(fā)展趨勢，其可以降低電網(wǎng)出現(xiàn)運行故障的概率，而且降低了故障帶來的損失，對下一階段電網(wǎng)發(fā)展提供了重要的指導，有利于實現(xiàn)電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。在電網(wǎng)規(guī)劃的過程中，相關工作人員應從宏觀的角度分析問題，還要結合運行現(xiàn)狀提供發(fā)展的思路，制定發(fā)展的目標，從而實現(xiàn)電力行業(yè)的長足發(fā)展。

1.分層分區(qū)邊界條件分析

1.1電磁環(huán)網(wǎng)

在電網(wǎng)中應用電磁環(huán)網(wǎng)有著一定優(yōu)勢，也存一定弊端，由于我國電網(wǎng)的網(wǎng)架比較薄弱，不具備解環(huán)的條件，隨著電網(wǎng)規(guī)模的增大，電磁環(huán)網(wǎng)會出現(xiàn)大范圍的潮流轉移，很多電網(wǎng)都出現(xiàn)了過載現(xiàn)象，需要采取有效的措施進行安全防護，一般情況下會考慮解開區(qū)域間的聯(lián)絡線。某省在十一五期間，電磁環(huán)網(wǎng)經(jīng)常出現(xiàn)潮流轉移的問題，220kV的電網(wǎng)經(jīng)常出現(xiàn)過載現(xiàn)象，由于網(wǎng)架比較薄弱，所以對主網(wǎng)解列構成了威脅。在該地區(qū)實現(xiàn)全線貫通后，電網(wǎng)形成了環(huán)網(wǎng)結構，有效提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性以及運行水平。

1.2短路電流

在網(wǎng)架比較密集的區(qū)域內(nèi)，為了解決短路電流問題，會采用分區(qū)解環(huán)的措施，為了保證分區(qū)電網(wǎng)供電能力，在設計電網(wǎng)運行系統(tǒng)時，需要遵循一定原則：L≤T×70%+Gn-1（L為地區(qū)負荷，T為地區(qū)500千伏主變?nèi)萘?，G為地區(qū)220千伏及以下裝機容量；Gn-1為停地區(qū)最大1臺機組后的裝機容量）。根據(jù)短路電流水平約束，對于500千伏電站構建分區(qū)電網(wǎng)，需要保證分區(qū)電網(wǎng)對應2～4臺500千伏主變的最大供應負荷規(guī)模在410～460萬千瓦，在兩座500千伏變電站共同形成的分區(qū)電網(wǎng)內(nèi)，應保證最大可供負荷規(guī)模為380～460萬千瓦。另外，一個獨立運行的分區(qū)電網(wǎng)，最大可供負荷規(guī)模為400～450萬千瓦，在密集度較高的區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)，總負荷規(guī)模應在400萬千瓦以上。

（1）解環(huán)邊界條件

分區(qū)解環(huán)邊界條件需要從電磁環(huán)網(wǎng)與短路電流兩個方面考慮，在必要性與可行性的條件下，并進行分開指導。

當電網(wǎng)同時具備必要性與可行性，才能進行分區(qū)解環(huán)的操作。在電磁環(huán)網(wǎng)引起的解環(huán)電網(wǎng)中，小范圍內(nèi)的獨立分區(qū)電網(wǎng)，需要滿足短路電流類解環(huán)可行性的三個條件才能實現(xiàn)解環(huán)。在短路電流引起的解環(huán)電網(wǎng)中，必要性是滿足其中一條即可實行解環(huán)，而可行性是必須滿足三條才能實行解環(huán)。

（2）分區(qū)電網(wǎng)分類

某省有2臺主變的地區(qū)電網(wǎng)，在實際運行的過程中經(jīng)常會發(fā)生潮流轉移與短路電流問題，這影響了該地區(qū)電網(wǎng)的正常運行，為了解決這一問題，相關工作人員采用了分區(qū)管理的方式，對于不具備解環(huán)條件的弱分區(qū)電網(wǎng)，在制定發(fā)展規(guī)劃時，應與具備解環(huán)條件的強分區(qū)電網(wǎng)進行區(qū)別對待。

2.分區(qū)電網(wǎng)恢復合環(huán)運行的探索

2.1弱分區(qū)電網(wǎng)合環(huán)運行要求

采用分區(qū)的運行方式后，需要保證電網(wǎng)具有較高的穩(wěn)定性，而且還要在單一設備檢驗的條件下實現(xiàn)獨立的運行。弱分區(qū)電網(wǎng)由于經(jīng)常會出現(xiàn)大機組退出的情況，所以經(jīng)常需要恢復合環(huán)運行，電網(wǎng)的結構不夠穩(wěn)定，倒閘操作比較多，運行的風險比較大，電磁環(huán)網(wǎng)與短路電流問題比較突出，只有采用分區(qū)運行的方式，才能保證兩臺主變獨立的運行，相關工作人員需要結合實際情況制定出運行的方案。

2.2合環(huán)電網(wǎng)選取原則

（1）互供能力

根據(jù)解環(huán)邊界條件，只有滿足一個可行性條件，才能實現(xiàn)合環(huán)電網(wǎng)的正常運行，并且聯(lián)絡線交換的能力不能低于500千伏/每臺，主變?nèi)萘啃枰_到60～70%，結合這一區(qū)域聯(lián)網(wǎng)線自身的交換能力，制定出檢修的方案，并且需要滿足電力需求。另外，工作人員還要保證相連區(qū)域電網(wǎng)具有較強的供電能力。

（2）短路電流控制

在分區(qū)電網(wǎng)中，為了實現(xiàn)合環(huán)運行的方式，需要做好短路電流的控制工作，500千伏主變的短路電流不能超過預定的指標。黨主變達到遮斷容量的最大限制后，還需要做好控制與約束工作，維持好可控負荷規(guī)模、分區(qū)內(nèi)主變?nèi)萘?、側裝機容量之間的關系，還要以擇優(yōu)比選合環(huán)分區(qū)的影響因素為參照，從而保證分區(qū)電網(wǎng)與相鄰電網(wǎng)實現(xiàn)合環(huán)運行。具體的可參照條件如下：

其中：Tn1-1為分區(qū)停1臺500千伏主變后的容量。

例如：根據(jù)規(guī)劃，2020年前省內(nèi)WH電網(wǎng)內(nèi)部將分為東、西兩片運行；WH東網(wǎng)分區(qū)主變?nèi)萘縏n1=200萬千伏安，220千伏裝機Gn1=132萬千瓦，與之相鄰的MA分區(qū)主變?nèi)萘縏n2=150萬千伏安，220千伏裝機Gn2=320萬千瓦，WH西網(wǎng)分區(qū)主變?nèi)萘縏n3=375萬千伏安。

比較兩種合環(huán)方案：WH東網(wǎng)分區(qū)和WH西網(wǎng)分區(qū)合環(huán)；WH東網(wǎng)分區(qū)和MA分區(qū)合環(huán)。按照短路電流約束，兩分區(qū)電網(wǎng)合計接入電源規(guī)模應滿足：Max（Gn1+Gn2）≤390萬，與MA分區(qū)合環(huán)顯然超過這一限值，考慮裕度，建議WH東網(wǎng)分區(qū)與WH西網(wǎng)分區(qū)合環(huán)。

所以，在參考以上電網(wǎng)分層分區(qū)邊界條件后，應制定出符合恢復合環(huán)運行要求的運行方案，結合不同地區(qū)電網(wǎng)條件的差異性，做好電網(wǎng)分區(qū)的定位。

3.結語

分層分區(qū)運行是實現(xiàn)電網(wǎng)穩(wěn)定運行的有效措施，隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，相關工作人員需要采用分層分區(qū)的方式加強對電網(wǎng)的規(guī)劃與建設，在分區(qū)電網(wǎng)恢復合環(huán)運行的條件下，應制定出解環(huán)方案，對分區(qū)電網(wǎng)以及小規(guī)模密集區(qū)域的分區(qū)電網(wǎng)進行對照分析，從而對下一階段的電網(wǎng)建設進行指導。

【參考文獻】

［1］安徽省電力公司電力經(jīng)濟技術研究院.安徽省地區(qū)電網(wǎng)目標網(wǎng)架典型模式研究［R］.合肥：安徽省電力公司電力經(jīng)濟技術研究院，2012.

［2］安徽省電力經(jīng)濟技術研究中心.安徽電網(wǎng)2012～2016年電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)規(guī)劃［R］.合肥：安徽省電力經(jīng)濟技術研究中心，2011.

［3］安徽省電力公司.安徽省電力公司“十二五”電網(wǎng)發(fā)展?jié)L動規(guī)劃［R］.合肥：安徽省電力公司，2012.

本文對基于電網(wǎng)分層分區(qū)邊界條件的電網(wǎng)合環(huán)運行情況進行了探討，這對電網(wǎng)的發(fā)展有著重要的指導意義，在了解電網(wǎng)運行現(xiàn)狀后，可以了解運行過程中存在的問題，從而為發(fā)展提供正確的思路。結合某省電網(wǎng)實例。分析了電網(wǎng)分層分區(qū)的重要意義，采用合環(huán)運行的方式，可以對地區(qū)間聯(lián)絡線運行的功能進行準確的定位。