張世強(qiáng)，梁灑佳，趙剛，陳康

（1.國網(wǎng)陜西省電力公司，陜西西安 710048；2.國網(wǎng)西安供電局，陜西西安 710082；3.國網(wǎng)陜西省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，陜西西安 710075）

華電安康電廠2×660 MW機(jī)組接入系統(tǒng)方案研究

張世強(qiáng)1，梁灑佳2，趙剛3，陳康1

（1.國網(wǎng)陜西省電力公司，陜西西安 710048；2.國網(wǎng)西安供電局，陜西西安 710082；3.國網(wǎng)陜西省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，陜西西安 710075）

隨著漢中、安康電網(wǎng)用電負(fù)荷的不斷增長，漢中已由送端電網(wǎng)轉(zhuǎn)為受端電網(wǎng)，需要從關(guān)中電網(wǎng)大量受電。為滿足負(fù)荷增長需要，需要新增電源點(diǎn)華電安康電廠。通過電力平衡分析，提出電廠電力送電方向和接入系統(tǒng)方案；考慮到華電安康電廠裝機(jī)較大，電廠接入對漢中及安康電網(wǎng)影響很大，文中結(jié)合陜南電網(wǎng)規(guī)劃、老舊線路改造、碳纖維導(dǎo)線應(yīng)用等對陜南電網(wǎng)進(jìn)行了優(yōu)化；結(jié)合華電安康電廠建設(shè)及機(jī)組參數(shù)，對陜南電網(wǎng)短路電流水平進(jìn)行了校驗(yàn)。最終對接入系統(tǒng)方案進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，提出推薦意見。

660 MW機(jī)組；330 kV電網(wǎng)；接入系統(tǒng)；陜南

目前，漢中電網(wǎng)的主要電源有略陽電廠（2× 330 MW）和石泉水電廠（5×45 MW），通過3回330 kV線路與關(guān)中寶雞電網(wǎng)相連，1回330 kV線路與安康電網(wǎng)相連[1]；安康電網(wǎng)的電源全部為水電電源，主要有安康水電廠4×200 MW和蜀河水電廠6×45 MW，通過2回330 kV線路和關(guān)中西安電網(wǎng)相連。隨著用電負(fù)荷的不斷增長，漢中電網(wǎng)已從送端電網(wǎng)轉(zhuǎn)換為受端電網(wǎng)，安康電網(wǎng)則在豐水期送出水電電力逐步減少，枯水期受入電力不斷增長。為解決漢中、安康地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展電力增長需求，為地區(qū)負(fù)荷發(fā)展提供電源支撐，緩解關(guān)中電網(wǎng)向陜南電網(wǎng)的輸電壓力，有必要增加新的地區(qū)電源。

華電安康電廠位于安康市石泉縣，規(guī)劃裝機(jī)4× 660 MW，一期建設(shè)2×660 MW機(jī)組[2]。華電安康電廠已經(jīng)被國家能源局批復(fù)，納入陜西省電力發(fā)展規(guī)劃。目前，電廠已完成前期核準(zhǔn)工作，計劃2016年開工建設(shè)，2018年建成投運(yùn)。

漢中、安康電網(wǎng)位于電網(wǎng)末端，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱。華電安康電廠總裝機(jī)和單機(jī)容量相對地區(qū)電網(wǎng)容量較大，且處于水電送出通道上，接入系統(tǒng)方案既需考慮水火電補(bǔ)償問題，又存在與水電送出疊加問題。本文通過對漢中、安康電網(wǎng)電力平衡分析，結(jié)合電網(wǎng)現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃，提出華電安康電廠送電方向和接入系統(tǒng)方案，對接入系統(tǒng)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，給出電廠接入系統(tǒng)推薦方案，并對電廠電氣主接線和主設(shè)備參數(shù)提出要求。

1 電網(wǎng)負(fù)荷發(fā)展情況及電力平衡

1.1 電網(wǎng)負(fù)荷發(fā)展情況

根據(jù)電力負(fù)荷預(yù)測有關(guān)成果[3]，2015年漢中地區(qū)最大用電負(fù)荷為1 438 MW，預(yù)計2020年、2030年用電負(fù)荷分別達(dá)到2 000 MW、3 200 MW，“十三五”年均增長率為6.9%；2020年至2030年年增長率為4.8%。安康地區(qū)最大用電負(fù)荷為821 MW；預(yù)計2020年、2030年用電負(fù)荷分別達(dá)到1 130 MW、1 900 MW，“十三五”年均增長率為6.5%；2020年至2030年年增長率為5.5%，2015年漢中、安康電網(wǎng)接線，如圖1所示。

1.2 電力平衡

在電力平衡中，按照華電安康電廠一期2臺機(jī)組2018年接入漢中電網(wǎng)，二期2臺機(jī)組2025年接入安康電網(wǎng)，漢中電網(wǎng)、安康電網(wǎng)電力平衡情況見表1和表2。

表1 漢中電網(wǎng)供電平衡表Tab.1 Power supply balance sheet of Hanzhong power grid 10 MW

表2 安康電網(wǎng)供電平衡表Tab.2 Power supply balance sheet of Ankang power grid 10 MW

圖1 2015年漢中、安康電網(wǎng)接線圖Fig.1 The wiring diagram of Hanzhong and Ankang power grids in 2015

由漢中電網(wǎng)供電平衡表1可以看出，2018—2020年，華電安康電廠接入漢中電網(wǎng)后，漢中電網(wǎng)冬季最大向關(guān)中送出電力453 MW，夏季最大受電295 MW，2030年需由關(guān)中受電303～1 037 MW。

由安康電網(wǎng)供電平衡表2可以看出，2018—2020年，安康電網(wǎng)冬季最大受電662 MW，夏季最大送出水電728 MW，2030年冬季受電191 MW，夏季最大送出電力702 MW。

2 電廠接入系統(tǒng)方案

2.1 接入系統(tǒng)電壓等級

由電力平衡結(jié)果可知，電廠一期主要送電方向?yàn)闈h中地區(qū)，并可就近向安康西部地區(qū)負(fù)荷供電；電廠二期宜在2025—2030年建設(shè)，主要向安康地區(qū)供電。華電安康電廠距漢中負(fù)荷中心130 km，距規(guī)劃的安康西（月河）變電站60 km。綜合考慮安康電廠送電容量和距離，采用330 kV電壓等級接入系統(tǒng)較為合理。

2.2 接入系統(tǒng)方案

距電廠較近的接入點(diǎn)有330 kV洋縣變、在建的330 kV南鄭變和規(guī)劃的330 kV西鄉(xiāng)變、330 kV安康西（月河）變，另外，電廠南側(cè)附近還有喜河水電廠－洋縣變330 kV線路通過。結(jié)合電網(wǎng)現(xiàn)狀和規(guī)劃，接入系統(tǒng)方案如圖2所示。

圖2 華電安康電廠接入系統(tǒng)方案示意圖Fig.2 Schematic diagram of the access of the Huadian Ankang Power Plant to power system

方案1：電廠出5回線，將喜河—洋縣線路“π”接入華電安康電廠，新建電廠至洋縣二回線路，新建電廠至南鄭雙回線路。

方案2：電廠出4回線，將喜河—洋縣線路“π”接入電廠，新建電廠至南鄭雙回線路。方案示意圖見圖2。

方案3：電廠出2回線，同步建設(shè)330 kV西鄉(xiāng)變，電廠出2回大截面線路接入西鄉(xiāng)變，西鄉(xiāng)變出2回線路至南鄭變，并喜河—洋縣線路開斷“π”接入西鄉(xiāng)變，將西鄉(xiāng)—洋縣段線路導(dǎo)線更換為耐熱導(dǎo)線。

3 方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

3.1 方案技術(shù)比較

3.1.1 潮流計算

圖2中3個方案，在冬大方式下，漢中、安康電網(wǎng)合環(huán)運(yùn)行，安康水電廠開機(jī)不大于2臺機(jī)的情況下，陜南電網(wǎng)各條線路潮流無過載，滿足“N－1”準(zhǔn)則；在安康水電廠開3臺機(jī)及以上方式，為避免安康水電廠－金州線路“N－1”過載，安康、漢中電網(wǎng)需在喜河—安康水電廠線路處開環(huán)。

在夏大、夏小方式下，由于是水電大發(fā)期間，需要將喜河—安康水電廠線路開環(huán)運(yùn)行，圖2方案1、三均能滿足華電安康電廠滿發(fā)電力送出需要。

圖2方案2在夏小方式下，需降低華電安康電廠出力100～220 MW后，才能滿足“N－1”準(zhǔn)則要求。經(jīng)計算，2020年華電安康電廠滿發(fā)時，夏大方式下，漢中電網(wǎng)向關(guān)中送電約325 MW，夏小方式下向關(guān)中送電約915 MW。但考慮到，夏季豐水期，西北電網(wǎng)和四川電網(wǎng)盈余水電也將大量送入陜西電網(wǎng)消納，相應(yīng)需大量減少陜西火電出力，因此，此方式下華電安康電廠不能滿出力是能接受的。

3.1.2 方案適應(yīng)性分析

圖2中3個方案都能適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展需要，方案3需將西鄉(xiāng)變由2019年建成提前至2018建成，方案1、方案2，西鄉(xiāng)、月河（安康西）變均可按電網(wǎng)規(guī)劃時序2019建成。

近期，新建西鄉(xiāng)、月河（安康西）變時，西鄉(xiāng)變可就近“π”接入電廠—南鄭的雙回線路中；安康西變可就近“π”接入電廠—喜河線路中。

遠(yuǎn)期，電廠擴(kuò)建2臺機(jī)組時，4臺機(jī)組可兩兩分裂運(yùn)行，分別接入漢中、安康電網(wǎng)，電廠再增加1～2回去安康方向330 kV線路。

3.1.3 穩(wěn)定及短路電流計算

根據(jù)穩(wěn)定、短路電流計算結(jié)果，圖2中3個方案在相關(guān)線路單相、三相短路故障時，保護(hù)及重合閘正確動作后[4]，電廠2臺發(fā)電機(jī)組都不存在穩(wěn)定問題。經(jīng)過參數(shù)優(yōu)化計算后，3個方案短路電流水平相當(dāng)[5]，按照2030年電網(wǎng)網(wǎng)架、電廠4臺機(jī)組計算，電廠母線三相短路電流最大為32 kA，電廠電氣設(shè)備選擇沒有困難。

圖2中方案1因洋縣變需增加一回出線，需倒換洋縣變出線間隔，方案3則需更換西鄉(xiāng)—洋縣段線路導(dǎo)線。圖2方案1、方案2電廠出線較多，電廠在系統(tǒng)中處于樞紐地位，西鄉(xiāng)變作為中間變電站，不受西鄉(xiāng)變建設(shè)進(jìn)度影響；圖2中方案3則需提前建設(shè)西鄉(xiāng)變，將其作為樞紐，減少了電廠出線，方便電網(wǎng)運(yùn)行管理，簡化電廠接線，能更好滿足文獻(xiàn)[6]要求。從技術(shù)上看，方案3較優(yōu)。

3.2 方案經(jīng)濟(jì)比較

經(jīng)濟(jì)比較中，參考近幾年輸變電工程造價[7]，變電站擴(kuò)建330 kV間隔500萬元/個；2×400 mm2雙回330 kV線路220萬元/km，2×720 mm2雙回330 kV線路280萬元/km；2×300 mm2線路150萬元/km；2× 300 mm2線路更換為碳纖維導(dǎo)線90萬元/km。經(jīng)計算，各方案投資見表3。

表3 各方案經(jīng)濟(jì)比較表（僅差別部分）Tab.3 Table of economic comparison for different schemes（for difference s only）km、萬元

由表3可知，方案1新建線路長度最長；方案2新建線路長度最短；方案3需更換部分線路導(dǎo)線。方案1投資較高；方案2投資較低；方案3投資居中。方案1較方案2投資高14 500萬元、較方案3投資高11 260萬元，方案3較方案2投資高3 240萬元。

綜上，盡管方案2投資最低，但在夏小方式下需要限制電廠出力，在對電廠進(jìn)行目標(biāo)成本管理是非常不利[8]；相比較方案3投資增加不多，能完全滿足電廠送出需求，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)清晰，調(diào)度運(yùn)行靈活，因此推薦方案3為華電安康電廠的接入方案。

4 電廠主接線及主要設(shè)備參數(shù)要求

1）根據(jù)電廠接入系統(tǒng)推薦方案及電廠布置和電氣設(shè)備選擇情況[9]，推薦電廠初期采用雙母線接線，遠(yuǎn)期采用雙母線雙分段接線。

2）升壓變參數(shù)。主變高壓側(cè)抽頭電壓363±2× 2.5%，短路阻抗13～15%。

3）機(jī)組功率因數(shù)。額定功率因數(shù)0.85，并具有功率因數(shù)進(jìn)相0.95運(yùn)行的能力。

4）調(diào)峰能力。機(jī)組調(diào)峰能力不低于額定容量的60%。

5）無功配置。電廠母線裝設(shè)1臺90 MV·A并聯(lián)電抗，西鄉(xiāng)變裝設(shè)60 Mvar并聯(lián)電抗。

5 結(jié)語

華電安康電廠一期2臺發(fā)電機(jī)組電力主要在漢中電網(wǎng)中消納，可為漢中電網(wǎng)提供較好的電源支撐，通過良好的節(jié)能發(fā)電調(diào)度，該電廠可以在電網(wǎng)支撐及經(jīng)濟(jì)效益上取得平衡點(diǎn)。

推薦出2回330 kV線路接入規(guī)劃的西鄉(xiāng)變，西鄉(xiāng)變出2回線路至南鄭變，將喜河—洋縣線路開斷“π”接，并將西鄉(xiāng)至洋縣段線路改為耐熱導(dǎo)線。

遠(yuǎn)期，電廠擴(kuò)建后2臺機(jī)組，可增加出線接入安康電網(wǎng)，電力送入安康電廠消納，電廠分裂運(yùn)行，2臺機(jī)組接入漢中電網(wǎng)，2臺機(jī)組接入安康電網(wǎng)。

電廠送出線路導(dǎo)線截面和無功設(shè)備配置方案在送出工程可研中需要進(jìn)一步論證確定。

[1]遲方德，胡堃.2016年度陜西電網(wǎng)運(yùn)行方式[R].陜西:國網(wǎng)陜西電力調(diào)度控制中心，2016.

[2]韓衛(wèi)發(fā)，李陽.華電安康電廠工程可行性研究報告[R].西安：中國電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計院，2015.

[3]段來越，王乃永.陜西“十三五”電網(wǎng)規(guī)劃研究報告[R].陜西:國網(wǎng)陜西省電力公司，2014.

[4]李兆偉，賀靜波，方勇杰，等.計及暫態(tài)穩(wěn)定約束的電廠送出系統(tǒng)重合閘時間整定方法研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2014，42（2）:116-120.LI Zhaowei，HE Jingbo，F(xiàn)ANG Yongjie，et al.Research on the method to set reclosing time of power plant trans-mission system considering transient stability constraints[J].Power System Protection and Control，2014，42（2）:116-120（in Chinese）.

[5]張帆，趙勇，蘇寅生，等.基于參數(shù)優(yōu)化的交流系統(tǒng)短路電流計算方案[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2015，9（6）:75-79.ZHANG Fan，ZHAO Yong，SU Yinsheng，et al.AC short-circuit current calculation scheme based on parameter optimization，southern power system technology[J].Southern Power Syst Technol，2015，9（6）:75-79（in Chinese）.

[6]趙遵廉，舒印彪.電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則[S].北京:中華人民共和國國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會，DL755-2001.

[7]趙剛，羅迪.國網(wǎng)陜西省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，華電安康電廠2×660 MW機(jī)組接入系統(tǒng)設(shè)計[R].西安，2015.

[8]李自怡.火電廠目標(biāo)成本管理研究[J].電網(wǎng)與清潔能源，2014，30（1）:64-67.LI Ziyi，Study on target cost management of the thermal power plant[J].Power System and Clean Energy，2014，30（1）:64-67（in Chinese）.

[9]胡明，陳祖茂.華電安康電廠工程初步設(shè)計[R].西安:中國電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計院，2015.

[10]施延洲，王智微，楊東.電網(wǎng)火電機(jī)組在線節(jié)能發(fā)電調(diào)度方法和策略探討[J].熱力發(fā)電，2010（10）:1-5.SHI Yanzhou，WANG Zhiwei，YANG Dong.An approach to the method and strategy of on-line energy-saving load dispatch for thermal power plants in the power grid[J].Thermal Power Generation，2010（10）:1-5（in Chinese）.

梁灑佳（1969—），通訊作者，女，本科，高級工程師，研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)規(guī)劃管理工作；

趙 剛（1979—），男，本科，高級工程師，研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)規(guī)劃工作。

（編輯 張曉娟）

Research on the Scheme of Interconnecting the 2×660 MW Huadian Ankang Power Plant to Power Grid

ZHANG Shiqiang1，LIANG Shajia2，ZHAO Gang3，CHEN Kang1
（1.State Grid Shaanxi Electric Power Corporation，Xi’an 710048，Shaanxi，China；2.State Grid Xi’an Electric Power Company，Xi’an 710082，Shaanxi，China；3.State Grid Shaanxi Electric Power Company Economic Research Institute，Xi’an 710075，Shaanxi，China）

With the increase of the power load in the cities of Hanzhong and Ankang，the Hanzhong power grid has been transformed from a sending-end power grid into a receivingend one that imports a lot of electricity from the central Shaanxi power grid.To meet the demand of the increasing load，the Huadian Ankang Power Plant as a new power source is necessary.After the power balance analysis，this paper proposes the power transmission direction and the access system for the power plant.Because of the large installed capacity of the plant，its access to the grid will lead to substantial impacts on both Hanzhong and Ankong power grids.In the paper，the southern Shaanxi power grid is optimized，taking into account of the planning，renovation of the old lines and application of the Aluminum Conductor Composite Core（ACCC）lines in the region.Based on the evaluation of Huadian Ankang Power Plant construction and generator parameters，the short circuit current level of the region is checked.Recommendations are given after the technical and economic comparison of the access system schemes.

660 MW generator unit；330 kV power grid；access system；southern Shaanxi

2016-07-18。

張世強(qiáng)（1967—），男，本科，高級工程師，研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)規(guī)劃管理工作；

川藏聯(lián)網(wǎng)及西北弱交流系統(tǒng)安全穩(wěn)定特性及控制技術(shù)研究（XT71-15-059）。

Project Supported by Research on the Security and Stability Characteristics and Control Techniques of Sichuan-Tibet Interconnection Project and Weak AC system in the Northwest China Grid（XT71-15-059）.

1674-3814（2016）12-0073-04

TM711

A