孟倩鈺 蘆思晨

國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院 遼寧 沈陽(yáng) 110000

引言

合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電源結(jié)構(gòu)是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)[1]。隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)中的潮流分布發(fā)生巨大變化，一些地區(qū)逐漸成為以電源送出為主的電網(wǎng)。在主網(wǎng)架規(guī)劃中，局部地區(qū)的電源外送路徑可分為很多類型。當(dāng)局部地區(qū)的220kV高壓網(wǎng)架與其他地區(qū)的220kV高壓電網(wǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)分區(qū)運(yùn)行，僅通過(guò)一處超高壓樞紐變電站上送潮流；或者該地區(qū)沒(méi)有超高壓樞紐變電站，僅通過(guò)某一220kV高壓站的外送線路與其他地區(qū)的220kV電網(wǎng)相連接時(shí)，可看作該地區(qū)只有一處220kV電源外送點(diǎn)。由于電源外送潮流點(diǎn)只有一處，在考慮該地區(qū)送出能力時(shí)，只需要考慮這一點(diǎn)的外送能力并規(guī)劃網(wǎng)架加強(qiáng)方案即可。而當(dāng)局部地區(qū)的220kV高壓網(wǎng)架有多處潮流外送點(diǎn)，在計(jì)算該地區(qū)送出能力時(shí)，就會(huì)有不同的電源接入計(jì)算方案。我們以一個(gè)有兩個(gè)潮流外送點(diǎn)的電網(wǎng)為例，比較不同方案之間的差異。

1 考慮電源外送地區(qū)有兩個(gè)潮流外送點(diǎn)的電網(wǎng)情況

如圖，該地區(qū)有8座220kV站（分別是B站～I(xiàn)站，其中B、E為開(kāi)關(guān)站）和一個(gè)500kV/220kV樞紐變電站甲站，甲站有3臺(tái)1000MVA的變壓器。A站是地區(qū)外部的一個(gè)變電站。目前，該地區(qū)220kV的電源裝機(jī)為2141MW（火電300MW，新能源1841MW）；未來(lái)規(guī)劃繼續(xù)新建新能源電場(chǎng)。

該地區(qū)電源外送潮流通路有兩處，分別是由甲站上送潮流以及線路B-A外送潮流。線路A-B的導(dǎo)線型號(hào)是LGJ-240×2，可長(zhǎng)期通過(guò)的最大潮流為464MW。本次要計(jì)算該地區(qū)在現(xiàn)有的網(wǎng)架下的外送能力，以此得出還能再接入多少新能源。

2 該地區(qū)的潮流計(jì)算分析

2.1 計(jì)算條件

所有新能源電源出力按照85%計(jì)算，火電廠的3臺(tái)機(jī)組滿出力計(jì)算。

仿真計(jì)算中該區(qū)域220kV層面的負(fù)荷總和為427.8MW。C站76.1MW，D站91.5MW，F(xiàn)站88.3MW，G站56.7MW，H站70MW，I站45.2MW。開(kāi)關(guān)站B、E沒(méi)有負(fù)荷。

2.2 潮流計(jì)算

現(xiàn)將規(guī)劃新能源1150MW全部接入（圖1中1號(hào)至7號(hào)電源，1號(hào)～3號(hào)分別為50MW；4號(hào)～6號(hào)分別為200MW；7號(hào)400MW）。此時(shí)甲變電站上送1923MW，線路A-B傳輸功率465.7MW。線路A-B剛好滿載。

圖1 該潮流外送地區(qū)網(wǎng)架圖

當(dāng)甲站的出現(xiàn)主變N-1故障時(shí)，甲站上送1848MW，主變未過(guò)載；線路A-B外送540.7MW，發(fā)生過(guò)載（圖2），成為該地區(qū)電源外送的薄弱點(diǎn)。為了滿足線路A-B不過(guò)載，需要逐個(gè)切除規(guī)劃電源，來(lái)得知該地區(qū)電源外送能力（圖中地區(qū)的外送能力為甲站的上送潮流與線路A-B的外送潮流之和）。

圖2 甲站發(fā)生主變N-1故障潮流圖

2.2.1 從1號(hào)規(guī)劃電源開(kāi)始切除。要滿足線路A-B不過(guò)載，要1、2、3、4號(hào)全部切除，5號(hào)切除30MW。共切除380MW電源。此時(shí)線路B-A外送463.2MW，甲站上送1607MW，地區(qū)外送潮流為2070.2MW（圖3）。

圖3 從1號(hào)開(kāi)始切除電源的外送潮流圖

2.2.2 從7號(hào)規(guī)劃電源開(kāi)始切除。要滿足線路A-B不過(guò)載，要7號(hào)電源全部切除，6號(hào)切除150MW。共切除550MW電源。此時(shí)線路B-A外送464.6MW，甲站上送1477MW，地區(qū)外送潮流為1941.6MW（圖4）。

圖4 從7號(hào)開(kāi)始切除電源的外送潮流圖

2.2.3 電源接入點(diǎn)對(duì)潮流外送通道的分布系數(shù)。該地區(qū)規(guī)劃電源分別分布于C站、D站、甲站、I站（圖1）。這四個(gè)變電站新能源電源每增加100MW的開(kāi)機(jī)容量（實(shí)際增加出力85MW），對(duì)線路A-B的外送潮流增加量影響分別為20.8MW、16.6MW、13.3MW、11.3MW、10.5MW；對(duì)甲站的外送潮流增加量影響分別為62MW、65MW、69MW、72MW、66MW。

電源接入點(diǎn)C站、D站、G站、甲站、I站與外送薄弱點(diǎn)線路A-B的電氣距離逐個(gè)增大，其出力變化對(duì)線路A-B的外送潮流影響逐個(gè)減小。接入點(diǎn)C站與甲站的電氣距離最大，其電源出力變化對(duì)甲站的外送潮流影響最??；接入點(diǎn)甲站的電源出力變化對(duì)甲站的外送潮流影響最大。

3 關(guān)于不同切除電源方法的討論

3.1 從1號(hào)規(guī)劃電源開(kāi)始逐個(gè)切除

1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)等規(guī)劃電源距離潮流外送點(diǎn)B的電氣距離很近，這些電源的切除和接入對(duì)線路B-A上的潮流影響明顯，而對(duì)樞紐變電站甲站的上送潮流影響不大。所以只需要切除比較少量的電源即可滿足線路B-A不過(guò)載的條件。這樣切除電源后，接入的規(guī)劃電源集中在外送潮流能力較強(qiáng)的樞紐站甲站附近，得出的該地區(qū)的電源外送能力的數(shù)值會(huì)比較大。

3.2 從7號(hào)規(guī)劃電源開(kāi)始逐個(gè)切除

5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)等規(guī)劃電源與潮流外送點(diǎn)B的電氣距離相較于其他規(guī)劃電源要更遠(yuǎn)，而與潮流外送點(diǎn)甲站的電氣距離比較近。當(dāng)從7號(hào)電源開(kāi)始逐個(gè)切除時(shí)，對(duì)甲站的上送潮流影響會(huì)比較大，對(duì)線路B-A的外送潮流影響較小。所以在滿足線路B-A不過(guò)載的條件下，切除的電源會(huì)比較多，而接入的規(guī)劃電源多集中在外送薄弱點(diǎn)線路B-A附近，得出的該地區(qū)的外送能力數(shù)值會(huì)較小。

4 結(jié)束語(yǔ)

在規(guī)劃過(guò)程中，當(dāng)計(jì)算電源外送地區(qū)送出能力時(shí)，采用近外送薄弱點(diǎn)的位置規(guī)劃電源或者遠(yuǎn)薄弱點(diǎn)的位置規(guī)劃電源都具有實(shí)際意義。在外送通道有兩個(gè)及以上，當(dāng)規(guī)劃電源集中于近外送薄弱點(diǎn)的位置時(shí)，電源會(huì)對(duì)薄弱點(diǎn)的影響較大，能夠接入的電源容量會(huì)相對(duì)較小，由于在后續(xù)電源規(guī)劃過(guò)程中，線路線徑、承載能力等因素一定會(huì)被考慮，這個(gè)外送能力結(jié)果就顯得比較保守；而在實(shí)際建立電源時(shí)，受地形等因素影響，電源接入點(diǎn)一旦集中于變電站A附近，這種計(jì)算方式就比較安全。而當(dāng)規(guī)劃電源集中于遠(yuǎn)離外送薄弱點(diǎn)的位置時(shí)，潮流會(huì)更多地向其他外送通道輸送，對(duì)薄弱點(diǎn)的影響較小，能夠接入的電源容量會(huì)相對(duì)較大，其他外送通道的利用率會(huì)更高，得出的電源送出能力也比較理想化。

實(shí)際規(guī)劃時(shí)，可以結(jié)合電源外送地區(qū)的地理情況、周邊環(huán)境等因素改動(dòng)規(guī)劃電源的分布，以得出一個(gè)能夠?qū)﹄娫匆?guī)劃地區(qū)更具有參考價(jià)值的結(jié)果。