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        2015年山西中部電網(wǎng)220 kV線路潮流分析研究

        2014-12-10 11:20:32劉新元鄭惠萍徐宏銳
        山西電力 2014年6期
        關(guān)鍵詞:太原潮流山西

        劉新元,鄭惠萍,徐宏銳

        (1.國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院,山西 太原 030001;2.國網(wǎng)山西省電力公司電力調(diào)度通信中心,山西 太原 030001)

        0 引言

        山西中部電網(wǎng)是北電南送、西電東送的樞紐通道,向北通過500 kV忻侯雙、朔云線與北部電網(wǎng)相連,向南通過500 kV晉霍雙、晉榆雙、呂稷線、呂霍線與南部電網(wǎng)相連,向東通過500 kV陽北雙向河北電網(wǎng)送電。中部220 kV系統(tǒng)包括太原、晉中、陽泉、呂梁4個(gè)地區(qū),地區(qū)間通過多回220 kV線路相連,電氣聯(lián)系緊密。中部電網(wǎng)對(duì)整個(gè)山西電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重大影響,必須確保在復(fù)雜情況下維持穩(wěn)定[1-2]。山西電網(wǎng)電力流圖如圖1所示。

        2015年,中部電網(wǎng)預(yù)計(jì)增加火電及燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組總?cè)萘考s5 000 MW。大量火電、燃?xì)鈾C(jī)組的接入使中部電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大變化,局部地區(qū)220 kV線路潮流過載,嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全[3]。為此,深入研究中部電網(wǎng),并提出切實(shí)可行的控制措施,對(duì)保障山西電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

        圖1 山西電網(wǎng)電力流圖

        1 計(jì)算程序及數(shù)學(xué)模型

        計(jì)算程序:計(jì)算采用國網(wǎng)中國電力科學(xué)研究院的中國版電力系統(tǒng)分析軟件工具。潮流程序采用P—Q分解法進(jìn)行初始迭代,迭代次數(shù)5次后轉(zhuǎn)入牛頓—拉夫遜法求解潮流,迭代次數(shù)為20次。

        數(shù)學(xué)模型:負(fù)荷模型采用動(dòng)態(tài)模型,40%恒定阻抗和60%馬達(dá)負(fù)荷,馬達(dá)類型選用Ⅲ型馬達(dá),馬達(dá)定子漏抗取0.18。輸電線路和變壓器模型按照π型等值電路計(jì)算。對(duì)于運(yùn)行設(shè)備采用實(shí)測(cè)參數(shù),對(duì)于未投入運(yùn)行設(shè)備采用同類型典型參數(shù)。發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型采用詳細(xì)模型,考慮發(fā)電機(jī)組調(diào)速器、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器及電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)作用。對(duì)于已完成相關(guān)測(cè)試的機(jī)組采用實(shí)測(cè)參數(shù),對(duì)于未投入運(yùn)行設(shè)備采用典型參數(shù)。

        2 計(jì)算條件

        計(jì)算網(wǎng)絡(luò)包括2014年山西全部220 kV及以上網(wǎng)絡(luò),在此基礎(chǔ)上,考慮2015年底山西電網(wǎng)發(fā)電、輸電、變電基建預(yù)計(jì)項(xiàng)目全部投產(chǎn),進(jìn)行山西中部電網(wǎng)計(jì)算分析。

        中部電網(wǎng)2015年網(wǎng)供負(fù)荷最大約為10000MW,裝機(jī)總?cè)萘考s22 000 MW。由于2015年大量火電、燃?xì)鈾C(jī)組接入中部電網(wǎng),使得中部電網(wǎng)各站尤其是太原、晉中的220 kV站短路電流水平大幅升高,所以,需采用中部電網(wǎng)分3個(gè)區(qū)域運(yùn)行的方案,解決中部電網(wǎng)的短路電流超標(biāo)問題。

        3 2015年山西中部電網(wǎng)潮流計(jì)算分析

        3.1 中部電網(wǎng)正常運(yùn)行方式分析

        中部電網(wǎng)機(jī)組均勻停機(jī),考慮在停機(jī)7 000 MW情況下,停機(jī)比例為31.8%。在高峰負(fù)荷方式下,需從500 kV系統(tǒng)下載約2 060 MW電力。中部電網(wǎng)潮流超過200 MW的線路N-1后潮流轉(zhuǎn)移情況如表1所示。2015年中部電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

        圖2 2015年中部電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

        由表1可知,正常方式下,中部電網(wǎng)220 kV線路滿足N-1運(yùn)行要求。

        表1 正常方式線路N-1潮流表

        3.2 中部電網(wǎng)特殊運(yùn)行方式分析

        3.2.1 太一、太二電廠機(jī)組不退役

        3.2.1.1 太原北部機(jī)組多開機(jī)方式

        太原北部機(jī)組多開機(jī)方式下,220 kV重載聯(lián)絡(luò)線重載線路N-1后潮流轉(zhuǎn)移情況如表2所示。

        表2 220 kV重載線路N-1潮流表

        由表2可知,趙新雙在N-1方式下,另一回線潮流達(dá)到492 MW,線路過載3.8%。趙南雙在N-1方式下,另一回線潮流達(dá)到476 MW,線路滿載。

        3.2.1.2 太原南部機(jī)組多開機(jī)方式

        太原南部機(jī)組多開機(jī)方式下,220 kV重載聯(lián)絡(luò)線重載線路N-1后潮流轉(zhuǎn)移情況如表3所示。

        表3 220 kV重載線路N-1潮流表

        3.2.1.3 太原南部機(jī)組滿發(fā)方式

        太原南部機(jī)組滿發(fā)方式,220 kV重載聯(lián)絡(luò)線重載線路N-1后潮流轉(zhuǎn)移情況如表4所示。

        表4 220 kV重載線路N-1潮流表

        若太一、太二機(jī)組不退役,中部電網(wǎng)N-1過載問題嚴(yán)重,存在趙南雙、夏馬雙、小東雙、小濱線、夏廣線、夏文線、冶原線、冶長線、中文線共九回線N-1過載問題。

        3.2.2 太一、太二電廠機(jī)組退役

        3.2.2.1 太原北部機(jī)組多開機(jī)方式

        太原北部機(jī)組多開機(jī)方式下,太原北部地區(qū)220 kV重載聯(lián)絡(luò)線N-1后潮流轉(zhuǎn)移情況如表5所示。

        表5 220 kV重載線路N-1潮流表

        由表5可知,趙南雙在N-1方式下,另一回線潮流達(dá)到550.4 MW,線路過載6.12%。

        3.2.2.2 太原南部機(jī)組多開機(jī)方式

        太原南部機(jī)組多開機(jī)方式下,220 kV重載聯(lián)絡(luò)線重載線路N-1后潮流轉(zhuǎn)移情況如表6所示。

        表6 220 kV重載線路N-1潮流表

        若太一、太二機(jī)組退役,中部電網(wǎng)N-1過載問題有所減輕,但仍然存在趙南雙、夏廣線、夏文線共三回線N-1過載問題。

        3.3 中部電網(wǎng)220 kV線路N-1過載問題解決方案

        中部電網(wǎng)大量機(jī)組的投產(chǎn),加重了太原南部電網(wǎng)馬峪—夏家營—文水及濱河—小店—東觀220 kV送電通道的壓力,同時(shí)也加重了太原北部電網(wǎng)南社—趙家山送電通道壓力。為解決中部電網(wǎng)送電通道N-1過載問題,建議安排太一電廠機(jī)組、太二電廠機(jī)組退役,同時(shí)太一燃?xì)怆姀S并網(wǎng)線路改接至220 kV冶峪變電站北母,緩解太原南部電網(wǎng)送電通道壓力。

        在考慮太一、太二機(jī)組退役,太一燃?xì)飧慕又烈庇蹦盖闆r下,太原北部機(jī)組多開機(jī)方式下,趙南雙(2×276.8 MW) N-1,另一回線潮流達(dá)到437 MW,線路負(fù)載率92%,滿足N-1運(yùn)行要求。

        太原南部機(jī)組多開機(jī)方式下,夏廣線N-1,夏文線潮流284.7 MW,線路負(fù)載率60.06%;夏文線N-1,夏廣線潮流356.8 MW,線路負(fù)載率75.27%,滿足N-1運(yùn)行要求。

        由此可見,若太一、太二機(jī)組退役,太一燃?xì)鈾C(jī)組改接至冶峪變電站北母,中部電網(wǎng)N-1過載問題可以徹底解決。

        4 結(jié)論與建議

        2015年,山西中部電網(wǎng)在特殊運(yùn)行方式下,若太一、太二機(jī)組不退役,中部電網(wǎng)共九回線存在N-1過載問題;若太一、太二機(jī)組退役,太原電網(wǎng)N-1過載問題有所減輕,共三回線路存在N-1過載問題。

        為解決中部電網(wǎng)N-1過載問題,建議安排太一、太二機(jī)組退役,并將太一燃?xì)鈾C(jī)組改接至冶峪北母,保證中部電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

        [1] 金華征,程浩忠.電力市場(chǎng)下的電網(wǎng)靈活規(guī)劃方法綜述[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào),2006,18(2):11-12.

        [2] M.ponnavaikko,K.S.Prakasa Rao,Optimal DistributioN System PlanniNg[J].IEEE Transactio Ns on Power Apparatus and System,vol.PAS-100,1981,2969-2977.

        [3] 孫洪波.電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃[M].重慶:重慶大學(xué)出版社,1996:9-11.

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