沙志成 張 杰 趙 龍

山東電力工程咨詢?cè)河邢薰?山東 濟(jì)南 250013

1 山東電網(wǎng)現(xiàn)狀

山東電網(wǎng)是一個(gè)以火電為主的電網(wǎng)，現(xiàn)已覆蓋了全省的17個(gè)地市。目前，全省已擁有1000 MW容量以上電廠16座，最高電壓等級(jí)為交流500kV，已運(yùn)行的最大發(fā)電機(jī)組為1000 MW。山東電網(wǎng)已成為以300 MW和600 MW級(jí)發(fā)電機(jī)組為主力機(jī)型、220kV和500kV為主網(wǎng)架，發(fā)、輸、配電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的超高壓、大容量、高參數(shù)、高自動(dòng)化的大型現(xiàn)代化電網(wǎng)。

截至2009年底，山東省電廠總裝機(jī)容量60786 MW；其中統(tǒng)調(diào)公用電廠裝機(jī)容量42484 MW。2009年山東全社會(huì)用電量2941億kW·h，同比增長(zhǎng)7.85%，其中統(tǒng)調(diào)公用電廠發(fā)電量2044.8億kW·h；2009年全社會(huì)最大負(fù)荷為46000 MW，同比增長(zhǎng)9.52%，其中電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)最大負(fù)荷39025 MW（含自備電廠，2009年12月18日），同比增長(zhǎng)17.02%。

目前，500kV電網(wǎng)已覆蓋17個(gè)地市，形成了“五橫兩縱”的主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。至2009年底，全省擁有500kV線路61條，長(zhǎng)度5167 km；500kV變電站25座，變壓器49臺(tái)，變電總?cè)萘?5750 MVA；500kV/220kV聯(lián)絡(luò)變壓器3臺(tái)，總?cè)萘?500 MVA。220kV電網(wǎng)為山東省17個(gè)地市的主要輸電網(wǎng)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)強(qiáng)，潮流分布比較均衡合理，能夠滿足供電需求。

電網(wǎng)存在主要問題：

1）電源結(jié)構(gòu)有待改善。山東省水資源匱乏，新能源和可再生能源尚處于起步階段，全省電廠基本上都是燃煤機(jī)組，煤電機(jī)組占全部機(jī)組的94%以上。其中，100 MW及以下發(fā)電機(jī)組容量占總?cè)萘康?0%以上，比例較大。

2）少數(shù)變電站短路電流水平上升較快，成為制約電網(wǎng)發(fā)展的因素。

3）輸電走廊資源日益緊張，前期工作難度大。

2 山東500kV主網(wǎng)架規(guī)劃概況

“十一五”期間，山東電網(wǎng)形成了東西方向主斷面為五個(gè)雙回路送電通道、南北方向?yàn)閮蓚€(gè)單回路送電兼聯(lián)絡(luò)通道的“五橫兩縱”500kV主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。“十二五”期間，山東500kV電網(wǎng)以“五橫兩縱”主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，新增濟(jì)南、濰坊特高壓交流落點(diǎn)和呼盟特高壓直流、彬長(zhǎng)直流落點(diǎn)，并根據(jù)負(fù)荷增長(zhǎng)及分布情況考慮新增17座500kV變電站落點(diǎn)。從整體來看，山東500kV電網(wǎng)仍維持“五橫兩縱”的主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，在局部則隨著新增的500kV變電站的建設(shè)以及特高壓交流、直流的接入，形成了若干500kV區(qū)域環(huán)網(wǎng)，并在原送電通道間增加了新的溝通。

到2015年，山東電網(wǎng)將通過1000kV錫盟—濟(jì)南—南京、蒙西—濟(jì)南—濰坊交流特高壓大通道及濟(jì)南、濰坊兩個(gè)交流特高壓變電站接入特高壓電網(wǎng)。網(wǎng)內(nèi)形成三個(gè)直流、兩個(gè)特高壓交流變電站伸入負(fù)荷中心，500kV線路為主要輸電通道，覆蓋全省負(fù)荷中心和主要電源點(diǎn)的環(huán)網(wǎng)或雙回路的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)，可較好的滿足山東電網(wǎng)接受區(qū)外來電以及網(wǎng)內(nèi)供電要求。

傳統(tǒng)的財(cái)務(wù)管理體系，難以應(yīng)對(duì)企業(yè)合并重組過程中所產(chǎn)生的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。因此財(cái)務(wù)部門應(yīng)統(tǒng)一各環(huán)節(jié)的財(cái)務(wù)管理目標(biāo)，以降低財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。例如，財(cái)務(wù)部門首先要建立起財(cái)務(wù)交接制度，在該制度中物資變化都應(yīng)得到責(zé)任人的確認(rèn)。當(dāng)盤點(diǎn)中出現(xiàn)物資缺失的情況時(shí)，責(zé)任人將承擔(dān)賠償責(zé)任。其次，財(cái)務(wù)部門應(yīng)在合并重組的過程中，成立閑置資產(chǎn)處置小組。該小組可對(duì)企業(yè)的產(chǎn)能進(jìn)行有效評(píng)估，從而確定出閑置設(shè)備。同時(shí)該小組也應(yīng)當(dāng)在市場(chǎng)中了解這部分設(shè)備的公允價(jià)值，并依據(jù)市場(chǎng)環(huán)境設(shè)置浮動(dòng)范圍。若出售價(jià)格高出公允價(jià)值，處置人應(yīng)當(dāng)?shù)玫较鄳?yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)。

在上述網(wǎng)架下，山東電網(wǎng)繼續(xù)保持與華北主網(wǎng)500kV合環(huán)運(yùn)行，2015年山東電網(wǎng)將有部分變電站500kV母線短路電流超過設(shè)備額定遮斷容量（50kA），主要有聊城站、濟(jì)南站、淄博站、濱州站，此外淄川、益都站500kV母線短路水平也接近設(shè)備額定遮斷容量。

考慮到上述四站中相關(guān)500kV設(shè)備運(yùn)行均未超過20年，并且更換設(shè)備僅滿足局部500kV變電站短路水平要求，并未對(duì)500kV系統(tǒng)短路電流進(jìn)行控制，隨著500kV系統(tǒng)短路水平逐步增高，電網(wǎng)將面臨更多的設(shè)備更換問題，同時(shí)限制低一級(jí)電壓系統(tǒng)短路水平也將愈加困難。

因此，更換500kV變電站相關(guān)電氣設(shè)備不是解決山東電網(wǎng)500kV系統(tǒng)短路水平日益增高問題的最優(yōu)選擇，在保證可靠供電的前提下，對(duì)500kV網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，控制局部500kV變電站的短路水平，從根本上滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行的需要。

3 優(yōu)化方案的研究

經(jīng)短路計(jì)算，2015年山東電網(wǎng)聊城站、濟(jì)南站、淄博站、濱州站四個(gè)站500kV短路水平超過設(shè)備額定遮斷容量（50kA），針對(duì)上述該站分析短路超標(biāo)原因并提出可行的限制500kV短路電流措施：

500kV聊城站有聊城電廠機(jī)組直接接入，并且是山東與華北主網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)之一，其中至辛安的聯(lián)網(wǎng)線提供的短路電流在14kA以上，以上因素造成該站500kV短路水平較高。山東電網(wǎng)與華北500kV主網(wǎng)合環(huán)運(yùn)行的情況下，可考慮將聊城電廠至聊城站的1回線路與聊城至長(zhǎng)清線路串內(nèi)短接，聊城站解出2回500kV線路，其500kV短路水平可降至48kA以下。根據(jù)聊城站500kV電氣主接線方式，聊城電廠線路與聊城—長(zhǎng)清線路在同一串上出線，屆時(shí)可以直接將串中兩側(cè)斷路器開斷，中間斷路器閉合來實(shí)現(xiàn)兩回500kV線路短接。若山東電網(wǎng)與華北500kV主網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行，聊城站500kV短路水平降至50kA以下，則可將串中斷路器合上，恢復(fù)原有接線方式。

500kV濱州站是山東與華北主網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)，其中至黃驊2回500kV聯(lián)網(wǎng)線提供了15kA以上的短路電流，此外，濱州站位于500kV黃河—油城—濱州—沾化—黃河環(huán)網(wǎng)與500kV惠民—濱州—淄博—濟(jì)南—章丘—濟(jì)南特高壓—惠民環(huán)網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)較為緊密，500kV短路水平高。與聊城站處理方式相同，濱州站可考慮通過將500kV線路解出降低變電站短路電流。提出兩種500kV線路解出方案如下：

方案A：將惠民—濱州線路與濱州—淄博線路在站外短接，形成惠民—淄博線路；

500kV濟(jì)南站位于山東中部電網(wǎng)中心，短路水平較高（45kA），濟(jì)南特高壓站接入后，濟(jì)南站通過濟(jì)南—聞韶—濟(jì)南特高壓線路和濟(jì)南—章丘站—濟(jì)南特高壓線路與特高壓站直接相連，短路水平進(jìn)一步升高。為降低該站短路電流，考慮將濟(jì)南站與濟(jì)南特高壓聯(lián)絡(luò)線路解出，提出下面兩個(gè)優(yōu)化方案：

方案A：將聞韶—濟(jì)南與濟(jì)南—彩石線路在站外短接；

方案B：將濟(jì)南—章丘與濟(jì)南—彩石線路在站外短接。

500kV淄博站位于山東電網(wǎng)中路送電通道中心位置，并經(jīng)淄博—濱州、淄博—淄川線路與北路、中路第二回送電通道相連，“十一五”期間系統(tǒng)短路水平已較高（約43kA），隨著濟(jì)南特高壓、濰坊特高壓的接入，淄博及周邊500kV站短路水平進(jìn)一步升高。為降低淄博站短路電流，考慮優(yōu)化方案如下：

方案A：將濟(jì)南—淄博線路與淄博—濱州線路在淄博站外短接，并將淄博—濱州線路開斷接入高青站；

方案B：將淄川—淄博線路與淄博—濱州線路站內(nèi)短接，并將淄博—濱州線路開斷接入高青站。

對(duì)2015年短路電流水平超過設(shè)備額定遮斷容量的500kV聊城站、濟(jì)南站、淄博站、濱州站短路電流控制方案進(jìn)行組合，提出兩種山東電網(wǎng)主網(wǎng)架優(yōu)化方案如下：

主網(wǎng)架優(yōu)化方案一：如圖1，在原主網(wǎng)架基礎(chǔ)上，將聊城電廠至聊城站線路與聊城—長(zhǎng)清線路在串內(nèi)短接，聞韶—濟(jì)南線路與濟(jì)南—彩石線路在站外短接，淄川—淄博線路與淄博—濱州線路短接，并將原淄博—濱州線路開斷接入高青站，惠民—濱州線路與濱州—油城線路串內(nèi)短接。

主網(wǎng)架優(yōu)化方案二：如圖2，在原主網(wǎng)架基礎(chǔ)上，將聊城電廠至聊城站線路與聊城—長(zhǎng)清線路在串內(nèi)短接，章丘—濟(jì)南線路與濟(jì)南—彩石線路在站外短接，濟(jì)南—淄博線路與淄博—濱州線路短接，并將原淄博—濱州線路開斷接入高青站，惠民—濱州線路與濱州—淄博線路站外短接。

圖1 優(yōu)化方案一

圖2 優(yōu)化方案二

4 優(yōu)化方案對(duì)比分析

優(yōu)化方案一：濟(jì)南特高壓潮流分布較為均衡，濟(jì)南特高壓降壓潮流約1100MW，濰坊特高壓升壓潮流120MW，500kV黃驊—濱州線路送電潮流為2×15MW，辛安—聊城線路送電潮流為2×590MW，500kV電網(wǎng)各主要送電線路潮流在100～1000MW范圍。經(jīng)“N-1”方式校核，能滿足安全運(yùn)行要求，500kV電網(wǎng)無過流線路。

優(yōu)化方案二：形成較為明晰的以濟(jì)南特高壓為中心，向周邊輻射型供電的局域環(huán)網(wǎng)，濟(jì)南特高壓降壓潮流約1100MW，濰坊特高壓升壓潮流330MW，500kV黃驊—濱州線路送電潮流為2×120MW，辛安—聊城線路送電潮流為2×600MW，500kV電網(wǎng)各主要送電線路潮流在100～1000MW范圍。經(jīng) “N-1”方式校核，能滿足安全運(yùn)行要求，500kV電網(wǎng)無過流線路。

方案一、二周邊相關(guān)500kV變電站短路計(jì)算結(jié)果詳見表1。

5 結(jié)論

通過以上計(jì)算分析，2個(gè)主網(wǎng)架優(yōu)化方案均能在控制系統(tǒng)短路水平的前提下，滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。方案一的優(yōu)點(diǎn)在于最大限度保持原中路送電通道，并且維持了北路送電通道與中路第一、二回送電通道間的溝通，以濟(jì)南特高壓站為中心的供電環(huán)網(wǎng)與山東主網(wǎng)結(jié)合較為緊密；方案二形成以濟(jì)南特高壓站為中心的局部供電環(huán)網(wǎng)，雖然也可以滿足安全受電的要求，但與方案一相比，方案二中以濟(jì)南特高壓站為中心的供電環(huán)網(wǎng)與山東主網(wǎng)間溝通相對(duì)較為薄弱，方案一供電可靠性及穩(wěn)定性優(yōu)于方案二。此外，方案一短路水平控制較方案二好，電網(wǎng)整體短路水平低，500kV系統(tǒng)短路容量均不超過現(xiàn)有設(shè)備的遮斷容量，為山東電網(wǎng)后續(xù)發(fā)展提供了更好的條件。因此，綜合分析比較，建議方案一作為山東500kV主網(wǎng)架優(yōu)化推薦方案。

表1 方案一、二短路計(jì)算結(jié)果比較表 單位：kA