張龍

摘 要：分析電網(wǎng)在過渡期間的合理開機(jī)方式和安全穩(wěn)定裝置控制措施等工作，以保證安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：建設(shè)；穩(wěn)定；研究

中圖分類號：TM726.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）21-0126-01

1 背景分析

紅沿河核電站4臺機(jī)組僅通過4回500kV線路并網(wǎng)，線路故障期間可能會出現(xiàn)剩余500kV線路過載問題。500kV南關(guān)嶺變進(jìn)線施工期，大連南部電網(wǎng)運(yùn)行安全穩(wěn)定性將大幅下降，為避免孤網(wǎng)問題將會改變現(xiàn)有大連南北分區(qū)供電的格局，改為500kV/220kV電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，屆時(shí)可能會出現(xiàn)220kV線路過載、短路電流水平超標(biāo)、電壓水平超標(biāo)等問題。因此，需要開展相關(guān)專題研究，分析電網(wǎng)在過渡期間的合理開機(jī)方式和保護(hù)及安全穩(wěn)定裝置控制措施等工作，以保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 大連電網(wǎng)現(xiàn)況

大連地區(qū)電網(wǎng)是遼南電網(wǎng)的重要組成部分，也是遼寧省的負(fù)荷中心之一。通過瓦渤#1、#2線、瓦海#1、#2線及丹海#1、#2線與遼寧主網(wǎng)相連，形成3通道、6回路500kV線路；通過宮利線、巖莊線2回220kV線路與丹東電網(wǎng)相連。

大連地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)有500kV變電站4座，總變電容量為7500MVA，分別為雁水變電站（2×1000MVA）、南關(guān)嶺變電站（2×750MVA）、金家變電站（2×1000MVA）和瓦房店變電站（2×1000MVA），另有500kV開關(guān)站1座，即黃海開關(guān)站；500kV線路18條，總長度1074.6公里；現(xiàn)有220kV系統(tǒng)變電站32座，開關(guān)站5座，總變電容量11243MVA。

3 電網(wǎng)建設(shè)過渡期計(jì)算分析

3.1 過渡期間電網(wǎng)運(yùn)行方式

目前，大連220kV電網(wǎng)已形成了南北分區(qū)的供電結(jié)構(gòu)，解列點(diǎn)位于220kV吳屯變。南部電網(wǎng)由500kV南關(guān)嶺變和500kV雁水變進(jìn)行供電；北部電網(wǎng)由500kV金家變和500kV瓦房店變進(jìn)行供電。

若紅沿河～南關(guān)嶺線路于瓦房店～金家線路之后投運(yùn)，則存在500kV南關(guān)嶺變電站以及大連南網(wǎng)僅通過2回500kV線路聯(lián)網(wǎng)的問題。并且，金家～雁水500kV線路與金家～南關(guān)嶺500kV線路存在同塔雙回路段，若發(fā)生同塔雙回故障大連南網(wǎng)將孤網(wǎng)運(yùn)行，需要采取過渡措施和手段，以保證電網(wǎng)建設(shè)過渡期間的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

根據(jù)相關(guān)電網(wǎng)運(yùn)行計(jì)劃，在停電過渡期間，為避免孤網(wǎng)問題的發(fā)生，220kV吳屯變將退出解列運(yùn)行狀態(tài)，與此同時(shí)為控制地區(qū)220kV電網(wǎng)短路電流水平，規(guī)劃將華能大連熱電廠從220kV母線側(cè)解環(huán)，分為2段后各連接3回220kV線路。

3.2 潮流與穩(wěn)定校驗(yàn)

根據(jù)電力平衡分析結(jié)果，夏季大連南網(wǎng)負(fù)荷較重，若大連南北電網(wǎng)間的500kV聯(lián)絡(luò)被徹底切斷，大負(fù)荷方式南部電網(wǎng)所缺電力大部分通過金家～吳屯2回220kV線路提供，單回線路最大潮流超過450MW，仍保持在線路輸送能力范圍內(nèi)（線路截面2×400mm2，控制電流水平1600A，最大輸送容量約為610MVA）。該方式下吳屯～南關(guān)嶺單回線路最大潮流超過300MW，已超出線路輸送能力范圍（線路截面400mm2，控制電流水平800A，最大輸送容量約為305MVA，功率因數(shù)按0.9考慮最大輸送能力約為275MW）。

根據(jù)暫態(tài)穩(wěn)定分析結(jié)果，在大連南部電網(wǎng)同塔500kV線路或220kV線路發(fā)生跨線故障斷開后電網(wǎng)能保持穩(wěn)定運(yùn)行。

考慮到大連南網(wǎng)并網(wǎng)220kV火電全部需要承擔(dān)供熱任務(wù)，供暖期前完成檢修工作勢在必行，地區(qū)2臺及以上火電機(jī)組同時(shí)檢修將導(dǎo)致大連南網(wǎng)大幅缺電，屆時(shí)若采取上述過渡方式運(yùn)行，在500kV線路發(fā)生同塔雙回故障時(shí)下級220kV線路存在過載風(fēng)險(xiǎn)，不利于保證負(fù)荷供電的可靠性。

3.3 紅沿河～南關(guān)嶺線路投運(yùn)前后對核電站影響對比

根據(jù)現(xiàn)行調(diào)度運(yùn)行控制要求，在紅沿河核電廠電力經(jīng)紅瓦#1、#2、#3線送出情況下，正常方式下若核電廠開機(jī)3臺，則3臺機(jī)組可滿出力運(yùn)行；若核電廠開機(jī)4臺，則需控制4臺機(jī)組單機(jī)發(fā)電出力需不超過850MW。在檢修方式下，若核電廠開機(jī)2臺，則2臺機(jī)組可滿出力運(yùn)行；若核電廠開機(jī)3臺，則3臺機(jī)組單機(jī)發(fā)電出力需不超過860MW。

紅沿河～南關(guān)嶺#1線投運(yùn)前后，在正常及檢修方式下，若僅通過調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行方式避免系統(tǒng)出現(xiàn)安全穩(wěn)定問題，則紅沿河核電廠機(jī)組開機(jī)數(shù)量及出力必須進(jìn)行限制。

紅南#1線投運(yùn)后，正常方式下紅沿河核電廠可以實(shí)現(xiàn)4臺核電機(jī)組開機(jī)運(yùn)行，但為了避免正常方式下紅瓦#2、#3線發(fā)生跨線故障后紅瓦#1線過載，需對機(jī)組出力加以限制?？紤]紅南#1線線路載流量不大于2400A，紅南線或紅瓦線檢修方式下核電廠外送通道中發(fā)生500kV線路N-1故障后，系統(tǒng)不存在熱穩(wěn)定及同步穩(wěn)定問題，安全穩(wěn)定水平有所提高；僅在紅瓦#1線檢修方式下，為避免紅瓦#2、#3線發(fā)生跨線故障后紅南#1線出線過載問題，需限制紅沿河核電廠機(jī)組發(fā)電總出力不超過2400MW，與目前系統(tǒng)運(yùn)行控制要求相比，紅瓦#1線檢修方式下對核電廠機(jī)組的出力限制更為嚴(yán)格。若紅南#1線全線更換為4×630mm2導(dǎo)線，則線路極限傳輸功率將大幅增加，紅瓦#1線檢修方式下僅需限制紅沿河核電廠機(jī)組發(fā)電總出力不超過2800MW，對機(jī)組的出力限制有所緩解。

4 結(jié)語

根據(jù)工程建設(shè)進(jìn)展，紅沿河～南關(guān)嶺2回500kV線路可能無法同步投運(yùn)，屆時(shí)將存在紅沿河核電站僅通過4回500kV線路并網(wǎng)的運(yùn)行方式。受潮流自然分布影響，在小負(fù)荷方式紅沿河～瓦房店3回500kV線路中的2回發(fā)生同塔雙回故障后，剩余的1回線路可能存在過載問題，需要控制火電機(jī)組出力水平。

當(dāng)新建的紅沿河～南關(guān)嶺線路仍存在4×300mm2導(dǎo)線時(shí)，根據(jù)調(diào)度要求最大電流控制在2400A以內(nèi)，遠(yuǎn)小于站內(nèi)相關(guān)設(shè)備額定電流水平，可以認(rèn)為在電網(wǎng)建設(shè)過渡期間南關(guān)嶺變電站現(xiàn)有設(shè)備與線路相匹配，在電網(wǎng)的合理運(yùn)行方式下不會出現(xiàn)因設(shè)備過載導(dǎo)致的損壞問題；若將原有導(dǎo)線全部更換為4×630mm2導(dǎo)線，則按調(diào)度提供數(shù)據(jù)最大輸送潮流可達(dá)3300MW，折算為電流超過3800A，大部分通過南關(guān)嶺～金家500kV線路送出。站內(nèi)旁路母線、母聯(lián)兼旁路及相關(guān)設(shè)備大部分電流為3000A或3150A，部分方式可能存在過載問題，需要進(jìn)行更換。

由安全穩(wěn)定分析結(jié)果可知，紅沿河～南關(guān)嶺#1線投運(yùn)后，正常方式下紅沿河核電廠可以實(shí)現(xiàn)4臺核電機(jī)組開機(jī)運(yùn)行，但為避免正常方式下紅瓦#2、#3線發(fā)生跨線故障后紅瓦#1線過載，需對機(jī)組出力加以限制?？紤]紅南#1線線路載流量不大于2400A，紅南線或紅瓦線檢修方式下核電廠外送通道中發(fā)生500kV線路N-1故障后，系統(tǒng)不存在熱穩(wěn)定及同步穩(wěn)定問題，安全穩(wěn)定水平有所提高；僅在紅瓦#1線檢修方式下，為避免紅瓦#2、#3線發(fā)生跨線故障后紅南#1線出線過載問題，需限制紅沿河核電廠機(jī)組發(fā)電總出力不超過2400MW，與目前系統(tǒng)運(yùn)行控制要求相比，紅瓦#1線檢修方式下對核電廠機(jī)組的出力限制更為嚴(yán)格。若紅南#1線全線更換為4×630mm2導(dǎo)線，則線路極限傳輸功率將大幅增加，檢修方式下僅需限制紅沿河核電廠機(jī)組發(fā)電總出力不超過2800MW，對機(jī)組的出力限制有所緩解。

目前，紅沿河核電廠未配置安全穩(wěn)定控制裝置。根據(jù)系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析結(jié)果，正常方式下紅瓦#2、#3線發(fā)生跨線故障后，系統(tǒng)不存在同步穩(wěn)定問題。檢修方式下，紅沿河～瓦房店#2、#3線發(fā)生同塔跨線故障后，可能造成熱穩(wěn)定及暫態(tài)穩(wěn)定問題，可通過檢修方式下限制核電廠機(jī)組出力或故障后切除部分核電機(jī)組加以解決。建議在紅沿河電廠經(jīng)4回通道送出的過渡期間，不新增安全穩(wěn)定控制裝置，通過調(diào)整運(yùn)行方式避免正常及檢修方式下系統(tǒng)出現(xiàn)安全穩(wěn)定問題。

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