李晨坤，咼虎，陳道君

(國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院，湖南長沙410007)

根據(jù)湖南電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，500 kV常德北輸變電工程預(yù)計將于2017年建成投產(chǎn)。常德北輸變電工程本期規(guī)劃項目包括新建500 kV常德北變電站，變電容量1 000 MVA，將500 kV孱－復(fù)雙回線路、220 kV七－窯線路以及窯－蔡線路剖入常德北變，并新建220 kV常－蔡Ⅱ線路。本文以2017年為計算水平年，從靜態(tài)安全和暫態(tài)穩(wěn)定的角度對該工程投產(chǎn)后常益張地區(qū)主變下網(wǎng)能力，常德、益陽北部湖區(qū)供電能力以及現(xiàn)有安控策略適應(yīng)性等方面的問題進行了定量分析，為常德北輸變電工程投產(chǎn)后相關(guān)的安全穩(wěn)定控制措施的制定提供參考。

1 常益張地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀

常益張地區(qū)位于湖南電網(wǎng)西北部，是湖南電網(wǎng)水火電源集中地，通過500 kV葛－崗線路以及孱－復(fù)雙回線路接納湖北電網(wǎng)電力，常益張地區(qū)電力除本地消納外，大量剩余電力通過湘西北電源外送通道500 kV五－民線路、崗－艾線路、以及崗－復(fù)線路送出。截止到2016年底，常益張地區(qū)電網(wǎng)擁有500 kV變電站2座，220 kV變電站21座，220 kV及以上電源總裝機容量為6 792.5 MW。

常益張地區(qū)220 kV及以上電網(wǎng)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀如圖1所示。

圖1 截止到2016年底的常益張地區(qū)220 kV及以上電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

2 2017年常益張地區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)最新的湖南電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，常益張地區(qū)將有常德北、永定西、華容東、沅江北等輸變電工程陸續(xù)投運，電源方面將有常德電廠2臺660 MW機組分別接入500 kV和220 kV層面。預(yù)計2017年常益張地區(qū)220 kV最大下網(wǎng)負荷3 800 MW，500 kV變電站3座，220 kV變電站24座，220 kV及以上電源總裝機容量為8 112.5 MW。

截止到2017年底的常益張地區(qū)220 kV及以上電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 截止到2017年底的常益張地區(qū)220 kV及以上電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

3 常益張地區(qū)500 kV主變有功功率下網(wǎng)能力分析

截止到2017年底，常益張地區(qū)共有500 kV變電站3座、主變4臺，分別是崗市變電站1號變壓器、2號變壓器，復(fù)興變電站1號變壓器以及常德北變電站1號變壓器，額定容量見表1。

表1 截止到2017年底常益張地區(qū)500 kV主變額定容量 MVA

2017年湖南電網(wǎng)枯水期大負荷、常益張地區(qū)220 kV并網(wǎng)機組全停、500 kV并網(wǎng)機組全開滿發(fā)的極端方式下，崗市變電站、復(fù)興變電站、常德北變電站4臺主變下網(wǎng)功率之和達到2 620 MW。其中，崗市變電站兩臺主變下網(wǎng)總計1 113 MW，復(fù)興變電站主變下網(wǎng)585 MW，常德北變電站主變下網(wǎng)922 MW，崗市變電站兩臺主變均過載，常德北變電站主變接近滿載。

因此，常益張地區(qū)220 kV并網(wǎng)機組需要保持一定開機，才能夠確保常益張地區(qū)500 kV主變滿足N-1靜態(tài)安全校核。該方式下，崗市變電站、復(fù)興變電站、常德北變電站4臺主變下網(wǎng)有功功率之和為1 547 MW，較常德北變電站投運前崗市變電站、復(fù)興變電站3臺主變下網(wǎng)能力1 100 MW提升了447 MW。

暫態(tài)穩(wěn)定計算分析結(jié)果表明，常德北主變投產(chǎn)后，近區(qū)500 kV線路或者常德北主變發(fā)生N-1故障跳閘，湖南電網(wǎng)均能夠保持暫態(tài)穩(wěn)定。

綜上，500 kV常德北輸變電工程投運后，能夠?qū)⒊Ｒ鎻埖貐^(qū)500 kV主變有功功率下網(wǎng)能力從1 100 MW提高到1 547 MW。

4 常德、益陽北部湖區(qū)供電能力分析

常德、益陽北部湖區(qū)電網(wǎng)220 kV變電站有盤山變電站、蘆家變電站、七重堰變電站、窯坡變電站、蔡家溪變電站、護城變電站、明山變電站、沅江變電站、華容東變電站 (2017年新建)以及沅江北變電站 (2017年新建)。湖區(qū)電網(wǎng)位于常益張電網(wǎng)末端，全部負荷由220 kV三－盤線路、皂－盤線路、三－盤線路、石－盤線路、石－七線路、迎－沅線路、崗－沅線路供帶，湖區(qū)電網(wǎng)供電能力約為1 150 MW，且高負荷時段需要控制盤－蘆雙回線路潮流之和不超過320 MW，崗－沅線路與迎－沅線路潮流之和不超過430 MW。但2017年湖區(qū)220 kV變電站最大下網(wǎng)負荷將達到1 344 MW，見表2。因此，2017年若常德北輸變電工程不能按時投運，湖區(qū)未新增外部輸電線路或電源，湖區(qū)供電能力已不能滿足負荷增長的需要。

表2 2017年湖區(qū)220 kV下網(wǎng)負荷 MW

2017年常德北輸變電工程投運后，將顯著減少高負荷時段上述220 kV湖區(qū)供電線路潮流，大大緩解了湖區(qū)供電壓力。2017年豐水期大負荷正常方式下220 kV線路均不存在過載現(xiàn)象，若常德北變電站1號變壓器跳閘，湖區(qū)供電線路負載最重的為石－七線路，輸送功率357 MW，見表3。

表3 2017年湖區(qū)供電潮流

進一步計算表明，500 kV常德北輸變電工程投運后，能夠?qū)⒊５?、益陽北部湖區(qū)電網(wǎng)供電能力提高到1 450 MW，該負荷水平下常德北變電站1號變壓器跳閘，石－七線路潮流將達到377 MW，接近該線路380 MW熱穩(wěn)極限輸送功率。

暫態(tài)穩(wěn)定計算分析結(jié)果表明，常德北主變投產(chǎn)后，近區(qū)220 kV線路發(fā)生N-1故障跳閘，湖南電網(wǎng)均能夠保持暫態(tài)穩(wěn)定。

綜上，500 kV常德北輸變電工程投運后可以有效提高常德、益陽北部湖區(qū)電網(wǎng)供電能力，能夠滿足未來2—3年湖區(qū)負荷增長的需要。

5 鄂湘聯(lián)絡(luò)線輸電能力分析

2017年常德北500 kV變電站剖接入500 kV孱－復(fù)線路雙回，孱－常雙回線路和葛－崗線路組成鄂湘斷面。

豐水期小負荷方式湖南220 kV下網(wǎng)負荷12 966 MW，湘中、湘南最小開機方式下，湘西南500 kV外送斷面潮流2 050 MW，牌樓主變上網(wǎng)800 MW，鄂湘斷面南送2 600 MW，孱－常線路 N-2，湖南電網(wǎng)能夠保持穩(wěn)定運行，暫態(tài)穩(wěn)定水平與常德北輸變電工程投運前相比，基本保持不變。但孱－常線路N－2后，鄂湘聯(lián)絡(luò)線所有潮流將由葛－崗線路單獨供帶，鄂湘聯(lián)絡(luò)線輸電能力仍然受限于葛－崗線路熱穩(wěn)極限，需要采取切負荷的措施。

因此，常德北500 kV變電站剖接入孱－復(fù)雙回線路后，鄂湘聯(lián)絡(luò)線南送功率極限維持不變，同時需要在常德北變電站投入穩(wěn)控裝置。

6 結(jié)論

1)500 kV常德北輸變電工程投產(chǎn)將進一步加強常益張地區(qū)電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，有效提升供電可靠性。

2)500 kV常德北輸變電工程投產(chǎn)后，常益張地區(qū)500 kV主變下網(wǎng)能力從1 100 MW提高到了1 547 MW，顯著提高了常益張地區(qū)500 kV主變下網(wǎng)能力，為滿足該地區(qū)高負荷時期供電需求提供了保障。

3)500 kV常德北輸變電工程投運后將常德、益陽北部湖區(qū)的供電能力從1 150 MW提高到了1 450 MW，為緩解湖區(qū)電網(wǎng)負荷快速增長帶來的供電壓力提供了手段。

4)500 kV常德北變電站剖接入500 kV孱－復(fù)雙回線路后，在該站穩(wěn)控裝置投運的前提下，鄂湘聯(lián)絡(luò)線南送功率極限維持不變。

〔1〕中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則:DL755—2001 〔S〕.2001.

〔2〕國家電網(wǎng)公司.國家電網(wǎng)安全穩(wěn)定計算技術(shù)規(guī)范:Q/GDW 404—2010 〔S〕.2010.

〔3〕國網(wǎng)湖南省電力公司.湖南電網(wǎng)2014—2015年冬季安全穩(wěn)定運行規(guī)定 〔R〕.2014.

〔4〕國網(wǎng)華中分部.華中主網(wǎng)2014年冬季穩(wěn)定規(guī)定 〔R〕.2014.

〔5〕國網(wǎng)湖南省電力公司.2015年度湖南電網(wǎng)運行方式 (強電部分) 〔R〕.2014.

〔6〕國網(wǎng)湖南省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院.湖南省電力公司 “十三五”電網(wǎng)發(fā)展?jié)L動規(guī)劃 (2014版)〔R〕.2014.