張慧娥，朱婷婷

（新疆工程學(xué)院能源工程學(xué)院，新疆烏魯木齊，830047）

0 引言

于田縣電網(wǎng)在和田電網(wǎng)覆蓋之下，截止2020 年底，于田境內(nèi)電源總計(jì)有4 座電廠，總裝機(jī)容量47.75MW。2020 年于田縣最大負(fù)荷為114MW，隨著于田縣經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和電能替代工程的實(shí)施，負(fù)荷將持續(xù)增長?？h境內(nèi)現(xiàn)有電源無法滿足全縣供電需求，所需下網(wǎng)負(fù)荷較大，電源裝機(jī)容量不足，需加快電源建設(shè)。

1 工程概況

克里雅河發(fā)源于昆侖山北麓的克里雅山口，流域內(nèi)有海拔6962m 的窮木孜塔格峰，河流大體的流向?yàn)樽阅舷虮保?jīng)于田縣后進(jìn)入塔克拉瑪干大沙漠南緣，最終消失于浩瀚的沙漠中?？死镅藕恿饔蛑晾銮椎牡蜕絽^(qū)河段梯級(jí)水電站采用“一庫五級(jí)”方式開發(fā)，總?cè)萘繛?35MW，其中一級(jí)水電站（3×8MW）已建成投運(yùn)，后續(xù)規(guī)劃報(bào)裝容量為111MW。三級(jí)水電站壩址位于普魯河匯合口下游0.7km 處，壩址處多年平均流量22.7m3/s，多年平均年徑流量7.16 億m3，裝機(jī)容量30MW。三級(jí)水電站工程規(guī)劃2021 年5 月開工建設(shè)，2022 年3 月底完工建成投運(yùn)。

2 電力消納分析

根據(jù)于田縣電力平衡分析可知，隨著于田縣經(jīng)濟(jì)進(jìn)入大發(fā)展階段，用電負(fù)荷逐年增加，導(dǎo)致于田電網(wǎng)需電量也逐年增大。于田縣地區(qū)電網(wǎng)電源裝機(jī)容量較小，主要為水利發(fā)電，夏季水電大發(fā)時(shí)，在考慮無備用負(fù)荷時(shí)，于田縣在2021 至2025年將出現(xiàn)76MW到86MW電力缺口，冬季水電出力嚴(yán)重受阻，于田縣在2021 至2025 年將出現(xiàn)75MW 到128MW 的電力缺額。

本著就地就近消納的原則，避免電力長距離傳輸，于田縣克里雅河四級(jí)梯級(jí)水電站的水利發(fā)電應(yīng)立足于和田地區(qū)于田縣內(nèi)進(jìn)行消納，本期三級(jí)水電裝機(jī)容量30MW，可以在于田縣內(nèi)全部消納，后期111MW 水電在于田縣內(nèi)及和田地區(qū)進(jìn)行消納。

圖1 方案一、方案二接入系統(tǒng)圖

3 接入系統(tǒng)方案

3.1 接入電壓等級(jí)選擇

克里雅河梯級(jí)水電站后期共有四級(jí)水電站，根據(jù)表1 水電站容量，參考《小水電站接入系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》[1]，宜考慮將該流域內(nèi)水電項(xiàng)目集中送出。根據(jù)該流域水電站所處位置來看，采用220kV 和110kV 電壓等級(jí)均能夠保證整個(gè)流域水電站可靠送出，但是從電網(wǎng)角度分析來看，采用220kV 電壓等級(jí)存在如下問題：

表1 克里雅河流域水電站開發(fā)計(jì)劃一覽表

（1）增加電網(wǎng)公共變電站的負(fù)載率

根據(jù)電力平衡消納分析，本期水電站消納方式為就地消納，克里雅河流域采用220kV 電壓等級(jí)接入于田變的220kV電壓等級(jí)側(cè)，然后需通過主變壓器降壓后給用戶供電，需占用主變?nèi)萘?，?dāng)用電負(fù)荷不斷增加時(shí)，變電站主變負(fù)載率隨之增加，主變壓器容易接近滿載，不利于變電站的可靠運(yùn)行。倘若采用110kV 電壓等級(jí)接入系統(tǒng)，水電送出直供負(fù)荷，轉(zhuǎn)帶220kV 變電站部分用電負(fù)荷，從而降低220kV 變電站的主變負(fù)載率[2]。

（2）水電站重復(fù)升降壓增加電能損耗

由于該流域水電站裝機(jī)容量較小，采用220kV 電壓等級(jí)接入，水電站需要兩級(jí)升壓，接入公共變電站后，至少又需要通過兩級(jí)降壓后送達(dá)負(fù)荷，增加了電能損耗。若采用110kV 電壓等級(jí)接入系統(tǒng)后，只需要通過變壓器一級(jí)降壓后給用戶供電，從而減少電能損耗。

（3）增加電網(wǎng)和水電站的投資

若采用220kV 電壓等級(jí)接入系統(tǒng)，匯集站側(cè)主變壓器、高壓側(cè)配電裝置設(shè)備均按照220kV 電壓等級(jí)選型，電網(wǎng)側(cè)變電站配電裝置電氣設(shè)備及線路桿塔也需按照220kV 電壓等級(jí)選型。因此，克里雅流域選用220 kV 電壓等級(jí)接入系統(tǒng)大大增加了工程投資。綜上分析比較，建議克里雅河流域梯級(jí)水電站以110kV 電壓等級(jí)統(tǒng)一接入電網(wǎng)，有利于水電站電力的可靠送出和就地消納。

3.2 接入系統(tǒng)方案及遠(yuǎn)期規(guī)劃設(shè)想

根據(jù)水電站在電網(wǎng)中的位置關(guān)系，本期三級(jí)水電站距110 kV 音田（于田變至一級(jí)水電站）線約2 km，距一級(jí)水電站約8 km，距于田220 kV 變約64 km，根據(jù)相關(guān)電站位置距離關(guān)系提出以下2 個(gè)接入系統(tǒng)方案：

（1）方案一（推薦方案）

在三級(jí)水電站（巴什康蘇拉克水電站）建設(shè)1 座110 kV升壓站，將110kV 音田線開口接入至本期水電升壓站，導(dǎo)線選用LGJ-185 鋼芯鋁絞線，新建線路長約2×1.7 km。

（2）方案二

在三級(jí)水電站（巴什康蘇拉克水電站）和四級(jí)水電站（買當(dāng)土孜水電站）之間建設(shè)1 座110kV 升壓站，由于田220kV變出1 回110kV 線路接入至本期水電升壓站，導(dǎo)線選用LGJ-240 鋼芯鋁絞線，新建線路長約55km。

（3）方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選

①從網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及電力送出的可靠性

方案一：克里雅河流域內(nèi)后續(xù)四級(jí)梯級(jí)水電站聯(lián)合吉音水電站送出通道統(tǒng)一送出，即將110kV 音田線開口接入至本期擬建的升壓站（巴什康蘇拉克水電站），中期在新建1 回110kV 線路至于田220kV 變，最終形成吉音水電站-三級(jí)（巴什康蘇拉克水電站）-于田變的送出結(jié)構(gòu)，正常運(yùn)行方式下，滿足吉音水電站（24MW）和三級(jí)（巴什康蘇拉克水電站30 MW）的送出要求。該方案網(wǎng)架結(jié)構(gòu)清晰，但吉音水庫電站與本次開發(fā)其他水電站分屬于不同的業(yè)主，吉音水庫的計(jì)量需改在匯集站進(jìn)線處，產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)需從新規(guī)劃。近期電站建設(shè)中會(huì)影響吉音水庫電站的發(fā)電運(yùn)行。

方案二：考慮克里雅河流域內(nèi)后續(xù)四級(jí)梯級(jí)水電站和吉音水電站送出單獨(dú)送出，由于田220kV 變直接出2 回110kV線路接入110kV 匯集站，最終形成了三級(jí)電站-于田變和吉音水電站-于田變的送出模式，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)清晰，水電站產(chǎn)權(quán)分明，送出可靠性較高。

②從工程量及實(shí)施的難易程度分析

方案一配出110kV 線路工程線路廊道較開闊，工程量小，施工難度較小，工程周期較短，可以保證三級(jí)水電站按期投產(chǎn)。

方案二本期新建55km 的110kV 線路，線路工程量較大，施工周期較長，需多占用1 個(gè)110kV 線路廊道及1 回110kV出線間隔，電力資源合理利用性較差。

③遠(yuǎn)期克里雅河流域水電站送出方案規(guī)劃

根據(jù)后續(xù)水電站建設(shè)時(shí)序，計(jì)劃2023 年買當(dāng)土孜電站（四級(jí)40 MW）建成投產(chǎn)，考慮將四級(jí)電站匯入前期升壓站送出。

中期送出方案為：在四級(jí)水電站（買當(dāng)土孜水電站）建設(shè)1 座110kV 升壓站，新建1 回110kV 線路接入前期110 kV 升壓站，時(shí)同時(shí)新建1 回110kV 輸電線路至于田220 kV 變電站，線路導(dǎo)線選為LGJ-240 型鋼芯鋁絞線，線路長約55 km。

遠(yuǎn)期二級(jí)水電站距前期升壓站較近，五級(jí)水電站距前期升壓站較遠(yuǎn)，考慮避免功率迂回，就近破口接入前期110kV 升壓站至于田變線路，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)清晰，電力送出可靠性較高。

遠(yuǎn)期送出方案：在二級(jí)水電站建設(shè)1 座110kV 升壓站，新建1 回110kV 線路接入前期110kV 升壓站，在五級(jí)水電站建設(shè)1 座110kV 升壓站，開口前期110kV 升壓站至于田變線路接入，新建線路導(dǎo)線選為LGJ-240 型鋼芯鋁絞線。

遠(yuǎn)期方案最終形成三級(jí)-五級(jí)-于田變-三級(jí)-基音水電站的三角環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，正常運(yùn)行方式下，滿足克里雅河流開發(fā)的水電總規(guī)模111 MW 和吉音水電站24 MW 送出要求。該方案網(wǎng)架結(jié)構(gòu)清晰，電力送出可靠性較高。

3.3 潮流計(jì)算

根據(jù)和田電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷及電源分布特點(diǎn)，采用電科院《電力系統(tǒng)綜合分析程序》7.12 版進(jìn)行系統(tǒng)的潮流分布及各點(diǎn)電壓水平計(jì)算，檢驗(yàn)推薦接入系統(tǒng)方案的合理性。

圖3 遠(yuǎn)期克里雅河流域水電站全部建成后潮流圖

通過對(duì)推薦接入方案的潮流及調(diào)相調(diào)壓計(jì)算結(jié)果可知，遠(yuǎn)期克里雅河流域水電站全部建成，推薦接入方案可以滿足水電的送出要求，潮流分布合理，無過載線路。

4 結(jié)束語

（1）根據(jù)和田地區(qū)和于田縣電力市場預(yù)測及電力消納能力分析，于田縣電網(wǎng)電源裝機(jī)容量較小，主要為水利發(fā)電，電力缺口較大，克里雅河流域水電站建成后，可以在在于田縣內(nèi)及和田地區(qū)進(jìn)行就地消納。（2）根據(jù)克里雅河梯級(jí)水電站規(guī)劃位置及與周圍電網(wǎng)建設(shè)情況，推薦采用方案一接入，方案一網(wǎng)架結(jié)構(gòu)清晰，可靠性較高，工程量較小，經(jīng)濟(jì)性好。（3）對(duì)方案一遠(yuǎn)期接入系統(tǒng)方案進(jìn)行潮流計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果顯示，各母線電壓水平可以滿足要求，潮流分布合理，無過載線路，方案合理可行。