段偉文，郝 捷，程雪婷（國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001）

龍城500 kV變電站220 kV線路接續(xù)對(duì)山西中部電網(wǎng)的影響分析

段偉文，郝 捷，程雪婷
（國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001）

根據(jù)山西中部電網(wǎng)龍城500 kV變電站220 kV線路的投產(chǎn)時(shí)序，對(duì)其近區(qū)主要變電站的短路電流和潮流狀況進(jìn)行了深入探討，分析了龍城變電站接續(xù)完善后各變電站短路電流和潮流的變化趨勢(shì)，以保證山西電網(wǎng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

電網(wǎng)；500 kV變電站；短路電流；潮流

0 引言

山西電網(wǎng)已經(jīng)形成以500 kV線路為主的電力網(wǎng)架。按220 kV供電區(qū)域可分為大同、忻朔、中部、南部4大供電區(qū)域。其中，忻朔電網(wǎng)包括忻州市和朔州市電網(wǎng)，中部電網(wǎng)包括太原市、陽泉市、呂梁市、晉中市電網(wǎng)，南部電網(wǎng)包括臨汾市、運(yùn)城市、長(zhǎng)治市、晉城市電網(wǎng)[1]。

1 龍城站220 kV線路接續(xù)概述

中部電網(wǎng)通過500 kV忻侯雙、朔云線與北部電網(wǎng)相連，通過晉霍雙、晉榆雙、呂稷線、呂霍線與南部電網(wǎng)相連，是當(dāng)前山西電網(wǎng)的重要通道，目前采用“分兩片”運(yùn)行方式。此外，中部電網(wǎng)220 kV線路相互間聯(lián)系緊密，因此，中部電網(wǎng)對(duì)山西電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的影響作用。隨著500 kV龍城站的投產(chǎn)，其220 kV線路接入使中部電網(wǎng)結(jié)構(gòu)逐漸發(fā)生變化。因此，龍城站220 kV側(cè)線路接續(xù)對(duì)于維持中部電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行非常重要。

龍城站220 kV側(cè)具體接續(xù)是冶?！〉陠位卅腥臊埑钦荆嚅_長(zhǎng)風(fēng)—小店單回線，新建長(zhǎng)風(fēng)—龍城、康寧—龍城單回線，具體接續(xù)如圖1、圖2、圖3所示。“太一”為國(guó)電太原第一熱電廠。

采用中國(guó)電力科學(xué)研究院的《中國(guó)版潮流程序BPA（bonneville power administration）（6.2） 及暫態(tài)穩(wěn)定程序（4.15.7RM）》進(jìn)行計(jì)算。

圖1 龍城站220 kV線路無接續(xù)

圖2 冶小線π入龍城站的過渡運(yùn)行方式

圖3 龍城站220 kV接續(xù)完善

2 短路水平分析

2.1 計(jì)算條件

本文短路電流計(jì)算以220 kV及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)為基礎(chǔ)，使用山西電網(wǎng)內(nèi)電廠全開機(jī)的方式，計(jì)算各廠站母線三相短路電流幅值。這是因?yàn)槟妇€點(diǎn)處的短路電流幅值大于網(wǎng)內(nèi)其余各點(diǎn)的短路電流幅值，能夠校驗(yàn)各廠站開關(guān)的遮斷容量[2]。

2.2 龍城站220 kV線路接續(xù)對(duì)中部電網(wǎng)短路電流的影響

龍城站220 kV線路接續(xù)工程完善前共有3個(gè)運(yùn)行階段，分別為龍城站220 kV線路無接續(xù)、冶小線π入龍城站的過渡運(yùn)行方式以及龍城站220 kV接續(xù)完善的運(yùn)行方式。工程實(shí)施期間，中部電網(wǎng)采用“分兩片”的運(yùn)行方式，具體方法為冶峪分母，斷開新店—馬莊Ⅱ線、侯村—馬莊線、北田—東觀雙回以及馬莊—小店雙回，以下為與龍城站220 kV線路接續(xù)相關(guān)的各廠站在不同階段的三相短路電流變化分析。

2.2.1 龍城站220 kV線路無接續(xù)

根據(jù)龍城站220 kV線路投產(chǎn)前山西電網(wǎng)的運(yùn)行方式，對(duì)山西主網(wǎng)短路電流進(jìn)行計(jì)算。通過計(jì)算結(jié)果分析，與龍城站220 kV線路接續(xù)相關(guān)的各廠站的最大短路電流為晉中站，其幅值達(dá)到42.26 kA，各廠站短路電流水平均滿足標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。

表1 龍城500 kV變電站220 kV無接續(xù)時(shí)各廠站的短路電流

2.2.2 冶小線π入龍城站的過渡運(yùn)行方式

冶小線π入龍城站工程的實(shí)施使各廠站短路電流均有不同程度地升高。其中，與冶小線相關(guān)的冶峪站、小店站的短路電流增幅分別約為6 kA和8 kA，龍城站短路電流增幅約為19 kA。各廠站短路電流水平仍然滿足標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示。

表2 冶小線π入龍城站時(shí)各廠站的短路電流

2.2.3 龍城站220 kV線路接續(xù)完善

隨著龍城站220 kV線路接續(xù)的完善，各廠站短路電流仍然上升。與冶小線π入龍城站的過渡運(yùn)行方式相比，長(zhǎng)風(fēng)站、晉中站的短路電流增幅約為4 kA，龍城站的短路電流增幅約為8 kA。各廠站短路電流水平仍然滿足標(biāo)準(zhǔn)，如表3所示。

表3 龍城站220 kV線路接續(xù)完善時(shí)各廠站的短路電流

3 潮流計(jì)算分析

3.1 計(jì)算條件

潮流計(jì)算以山西電網(wǎng)220 kV及以上電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，并考慮到龍城站220 kV線路接續(xù)工程建設(shè)時(shí)期的投產(chǎn)項(xiàng)目進(jìn)行分析計(jì)算[3]。

3.2 龍城220 kV線路接續(xù)對(duì)中部電網(wǎng)潮流影響3.2.1 龍城站220 kV線路無接續(xù)

龍城站220 kV線路無接續(xù)，中部電網(wǎng)非供熱機(jī)組全開且供熱機(jī)組全停方式，晉中主變壓器下載1 463 MW，呂梁主變壓器下載841.8 MW，固賢主變壓器下載415.5 MW，云頂山主變壓器下載1 049.8 MW，福瑞主變壓器下載1 160.9 MW，陽泉主變壓器下載483.7 MW，侯村主變壓器下載1 322.1 MW，如圖4所示。

在此方式下，晉中主變壓器N－1，另1臺(tái)主變壓器上載1 170.8 MW，負(fù)載率162%；晉東雙N－1，另1回線潮流763.6 MW，負(fù)載率175.9%；小東雙N－1，另1回線潮流509.2 MW，負(fù)載率134%，詳如表4所示。此時(shí)，需開供熱機(jī)組1 300 MW，晉東雙N－1負(fù)載率為100%，滿足電網(wǎng)運(yùn)行要求。

表4 龍城站220 kV線路無接續(xù)重載設(shè)備潮流情況

圖4 龍城站220 kV線路無接續(xù)潮流情況

3.2.2 冶小線π入龍城站的過渡運(yùn)行方式

在龍城站π入冶小線過渡運(yùn)行時(shí)期，晉中主變壓器下載989.5 MW，龍城主變壓器下載692.9 MW，呂梁主變壓器下載698.2 MW，固賢主變壓器下載371.1 MW，云頂山主變壓器下載1 039.4 MW，福瑞主變壓器下載1 150 MW，陽泉主變壓器下載452.1 MW，侯村主變壓器下載1 320.4 MW，如圖5所示。

圖5 冶小線π入龍城站的過渡運(yùn)行方式潮流情況

在此方式下，晉中主變壓器N－1，另1臺(tái)主變壓器上載714 MW，滿載運(yùn)行；小東雙N－1，另1回線潮流86.6 MW，負(fù)載率23%；晉東雙N－1，另1回線潮流368 MW，負(fù)載率107%，詳如表5所示。受限于晉東雙N－1后晉東另1回線處熱穩(wěn)狀態(tài)，須控制晉東雙潮流在400 MW以內(nèi)，此時(shí)相應(yīng)線路N－1后潮流、電壓均在允許范圍內(nèi)，滿足運(yùn)行要求；此外，開供熱機(jī)組80 MW，晉東雙N－1負(fù)載率為100%，也可滿足電網(wǎng)運(yùn)行要求。

表5 冶小線π入龍城站的過渡運(yùn)行方式重載設(shè)備潮流情況

3.2.3 龍城站220 kV線路接續(xù)完善

若龍城站220 kV線路接續(xù)完善，晉中主變壓器下載948.1 MW，龍城主變壓器下載737.8 MW，云頂山主變壓器下載1 028.3 MW，侯村主變壓器下載1 328.8 MW，呂梁主變壓器下載678.1 MW，固賢主變壓器下載382.4 MW，福瑞主變壓器下載1 124.9 MW，陽泉主變壓器下載488.1 MW，如圖6所示。

在此方式下，晉中主變壓器N－1，另1臺(tái)主變壓器上載680 MW，負(fù)載率95%；小東雙N－1，另1回線潮流54.6 MW，負(fù)載率14%；晉東雙N－1，另1回線潮流328 MW，負(fù)載率75%，詳如表6所示，滿足電網(wǎng)運(yùn)行要求。

圖6 龍城站220 kV線路接續(xù)完善后潮流情況

表6 龍城站220 kV線路接續(xù)完善重載設(shè)備潮流情況

4 結(jié)論

根據(jù)龍城站220 kV線路接續(xù)工程投產(chǎn)前后短路水平和潮流水平的計(jì)算分析可以得出以下結(jié)論。

a)龍城站220 kV線路接續(xù)完善后，該區(qū)域電網(wǎng)網(wǎng)架聯(lián)系更加緊密，龍城站及近區(qū)各廠站短路電流均有不同程度地升高，但能滿足運(yùn)行控制要求。

b)中部電網(wǎng)非供熱機(jī)組全開且供熱機(jī)組全停方式，若龍城220 kV側(cè)無接續(xù)，晉中主變壓器、小東雙、晉東雙存在N－1過載問題。冶小線π入龍城站過渡運(yùn)行時(shí)期，晉東雙存在N－1過載問題。龍城220 kV接續(xù)完善后，晉東雙N－1過載問題得以解決。

龍城站220 kV線路接續(xù)的投入使用可以使山西中部電網(wǎng)聯(lián)系更加緊密并解決設(shè)備N－1過載問題。因此需要加快龍城500 kV變電站220 kV線路接續(xù)的投產(chǎn)進(jìn)度，保證中部電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]續(xù)建國(guó)，張永春，樓鴻祥，等.2010年—2020年山西電網(wǎng)主結(jié)構(gòu)規(guī)劃探討 [J].山西電力，2008(4)：1-4.

[2]楊冬，劉玉田，牛新生.電網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)短路電流水平及受電能力的影響分析 [J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009（22） : 62-67.

[3]趙恒亮，李澤榮.地區(qū)電網(wǎng)潮流越限處理的研究 [J].浙江電力，2012（1）：1-5.

Analysis on the Influence of the Production Sequencing of 220 kV Transmission Line of 500 kV Longcheng Substation in Shanxi Central Power Grid

DUAN Weiwen,HAO Jie,CHENG Xueting
（State Grid Shanxi Electric Power Research Institute of SEPC,Taiyuan,Shanxi030001,China）

According to the production sequencing of 220 kV line of Longcheng 500 kV substation in Shanxi central power grid,the short circuit current and the flowcurrent situation of the main substation in the near area are deeply discussed and analyzed soas toensure the safe and stable operation of Shanxi power grid.

power grid;500 kV substation;short-circuit current;load flow

TM71

A

1671-0320（2017）03-0006-04

2016-12-09，

2017-04-10

段偉文（1968），男，山西祁縣人，1991年畢業(yè)于太原電力高等?？茖W(xué)校發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)，專科，高級(jí)技師，從事電力系統(tǒng)分析研究工作；

郝 捷（1988），男，山西運(yùn)城人，2015年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程專業(yè)，碩士，助理工程師，從事電力系統(tǒng)分析研究工作；

程雪婷（1991），女，山西運(yùn)城人，2014年畢業(yè)于華北電力大學(xué)電力系統(tǒng)極其自動(dòng)化專業(yè)，碩士，從事電力系統(tǒng)分析研究工作。