曾遠方

（廣東電網有限責任公司東莞供電局，廣東 東莞 523000）

0 引言

東莞為珠三角主要城市，全市面積2 460 km2，城鎮(zhèn)化率高，負荷密度高。在電網發(fā)展的“十二五”“十三五”階段，為了快速滿足用電需求，110 kV電網大規(guī)模發(fā)展了110 kV T接接線，110 kV變電站主要采用線變組接線，目前形成了以“T接+線變組”為主的高壓配電網接線。110 kV電網網架結構推薦接線主要有鏈式接線、T接接線等[1-4]，各類接線均有其優(yōu)缺點及適應的場景，需結合實際電網發(fā)展及城市特點進行選擇[5]。東莞和廣州是目前以T接為主要高壓配電網接線的城市，周邊深圳、珠海、佛山、中山、惠州多以雙回鏈式或鏈式+T接結合接線為主[6-8]。文獻[9-10]對3T接線、完全鏈式接線、不完全鏈式接線進行了技術經濟比較，重點對比了經濟性、可靠性等指標。文獻[11]綜合分析了高壓配電網及中壓出線在各種線路網架情況下的綜合經濟性和可靠性，提出對可靠性要求相對較高的區(qū)域推薦選擇完全雙鏈式接線。

由于東莞現狀高壓配電網以“T接+線變組”為主，繼續(xù)建設110 kV T接電網的延續(xù)性較好。隨著東莞產業(yè)轉型，企業(yè)對供電質量要求逐步提升，用戶停電時間要求逐步縮短，東莞現狀高壓網架已難以滿足用戶的供電需求。在構建新型電力系統(tǒng)道路上，新能源、儲能站、大用戶的接入對于110 kV間隔需求越來越大，急需對高壓配電網接線進行分析，提出適應東莞區(qū)域的高壓配電網接線發(fā)展建議。

本文主要對東莞地區(qū)的高壓配電網現狀特點及存在問題進行分析，針對高壓配電網網架接線、變電站主接線的優(yōu)化，在研究優(yōu)化方法的基礎上給出了優(yōu)化建議；然后結合110 kV網架結構及110 kV變電站主接線具體情況，綜合提出了東莞地區(qū)高壓配電網接線發(fā)展建議。

1 高壓配電網現狀

1.1 東莞地區(qū)高壓配電網概況

2022年，東莞總負荷19 197 MW，區(qū)域高壓配電網電壓等級為110 kV?，F狀有110 kV變電站175座，93%變電站為3臺主變，主變過載比例為1.6%，重載比例為17.4%，不滿足N-1變電站比例為19.4%。上級電源220 kV站38座，重過載比例達40%。東莞現狀110 kV主要為“T接+線變組”的接線方式，網架方面T接接線占97%，變電站主接線方面線變組占81%，刀閘外橋接線占13%，少部分帶母線接線。110 kV聯(lián)絡線方面，一共有47條，平均每座變電站有2.5條聯(lián)絡線，部分站點聯(lián)絡線不足：6個站僅有1條聯(lián)絡線，檢修情況（80%負荷）下有9座變電站通過聯(lián)絡線轉移負荷后剩余負荷大于300 MW，轉供電能力較差。

1.2 新型電力系統(tǒng)需求

為服務新型電力系統(tǒng)，需要建設強健有序、靈活可靠、先進適用的配電網，110 kV高壓配電網需要增強其靈活性和可靠性。在東莞地區(qū)具體的需求體現在：

1）增加110 kV間隔預留，適應未來新能源、儲能站、大用戶等的接入，避免110 kV間隔資源不足，T接接入導致的用戶故障出門、保護整定困難等問題。

2）增加110 kV聯(lián)絡通道，增強220 kV供電片區(qū)之間的負荷轉供能力，避免220 kV變電站在檢修和高峰情況下負荷無法轉移的問題。

3）增加110 kV及220 kV變電站布點，確保各電壓等級容載比在合理范圍，各電壓等級間隔、容量資源合理。

1.3 現狀存在的問題

梳理目前高壓配電網規(guī)劃和運行存在的問題，主要如下：

1）高壓配電網變電站重載問題突出：T接線路停電需主變同停，110 kV主變停電困難。

2）110 kV聯(lián)絡通道不足：線變組接線形式下，110 kV線路之間無聯(lián)絡通道，在110 kV聯(lián)絡線不夠充足的情況下，220 kV變電站之間轉供困難。

3）110 kV間隔資源不足：110 kV變電站主要為線變組，現狀較多站無110 kV預留間隔，難以適應未來新能源、儲能站、大用戶等的接入。

4）同塔電網風險較多：高壓配電網存在南方電網二級事件6項、三級事件38項，其中同塔故障風險40項。

5）輸變電工程推進日益困難，電網投資縮緊，規(guī)劃站投產速度難以跟上規(guī)劃需求，新開辟線行困難。

1.4 解決思路

東莞市先進制造企業(yè)數量較多，研究提出，未來解決東莞高壓配電網問題的思路是通過加快電網建設、優(yōu)化110 kV網架及變電站主接線，使得高壓配電網更具靈活性、可靠性、適應性。具體思路如下：

1）優(yōu)化110 kV網架結構，加強構建110 kV聯(lián)絡線，并合理化解電網風險。

2）全面加快全電壓等級電網建設，降低220 kV及110 kV重載比例。

3）優(yōu)化110 kV變電站站內主接線，擬采用外橋接線，以最經濟的方式實現：構建110 kV線路之間的聯(lián)絡通道，線路檢修時主變無須長時停電，預留110 kV間隔。

2 高壓配電網網架優(yōu)化分析

2.1 現狀網架結構分析

現狀110 kV網架以3T和πT為規(guī)劃原則推薦的目標接線各有其優(yōu)缺點。3T接線圖如圖1所示，πT接線圖如圖2所示。

圖1 110 kV 3T接線

圖2 110 kV πT接線

完全3T可以實現所有負荷通過110 kV轉供至對側220 kV站，存在的問題主要有：1）完全3T電網風險較高，存在同塔故障導致2～3個110 kV變電站失壓的三級、二級事件風險；2）完全T接方式需求的220 kV間隔較多。πT接線則有效化解了同塔電網風險，存在的主要問題為無110 kV聯(lián)絡線，110 kV線路所供電負荷無法在兩個220 kV之間轉供。兩種接線的綜合比對信息如表1所示。

表1 3T和πT接線比對

2.2 網架結構優(yōu)化建議

梳理東莞實際接線和未來發(fā)展需求，為平衡電網風險及負荷轉供需求，建議采用帶聯(lián)絡線的πT接線。供電能力方面，每回線路最多可以T接3臺主變，每個變電站都有來自兩個不同220 kV變電站的雙電源；風險方面，πT接線可以化解同塔風險，最多存在一座變電站失壓的風險；轉供能力方面，構建了至少一回110 kV聯(lián)絡線，一個220 kV變電站目標有3～4回聯(lián)絡線，具有較好的轉供能力；聯(lián)絡線建設方面，虛線聯(lián)絡線的建設視實際情況而定，若為電纜或不同塔的線路，則不存在一個站失壓的高風險，結構合理。優(yōu)化后的網架結構如圖3所示。

圖3 帶聯(lián)絡線的πT接線

2.3 110 kV T接網架關鍵點

110 kV T接網絡的構建在實際接線中應重點考慮供電能力、電網風險、利用效率等要素，滿足以下情況則為較優(yōu)的110 kV網架：

1）每回110 kV線路T接3回及以下主變（確保供電能力沒問題）。

2）一回110 kV線路不T接同一變電站兩臺及以上主變。

3）每個110 kV變電站有雙電源。

4）具有合理的110 kV聯(lián)絡線數量，220 kV站之間具有較好的轉負荷能力。

實踐中構網靈活，110 kV組網不必生搬硬套接線模式。

3 變電站主接線優(yōu)化分析

3.1 現狀變電站主接線分析

現狀變電站主接線以線變組為主，線變組占81%，刀閘外橋接線占13%左右，少部分帶母線接線。東莞現狀110 kV變電站母線接線情況如圖4所示。

圖4 現狀110 kV變電站主接線

線變組接線優(yōu)點：1）結構簡單清晰；2）由于無母線、出線開關及母聯(lián)開關等設備，投資及設備運維量小，占地較少。

線變組接線存在的問題：1）110 kV線變組變電站無預留的110 kV間隔，110 kV間隔資源較為緊張；2）方式靈活性較差，線變組結構110 kV各臺主變無法通過110 kV側轉供電，110 kV線路停電時主變需同停。

3.2 變電站主接線優(yōu)化建議

對于變電站主接線優(yōu)化，從線變組預留T接間隔和優(yōu)化發(fā)展擴大外橋接線的形式兩方面開展，兩種方式的主接線如圖5所示。

圖5 優(yōu)化110 kV變電站主接線

1）線變組預留T接間隔。優(yōu)化110 kV線變組接線，在線變組接線出線方向預留兩個110 kV T接間隔，未來可以建設T接開關。

2）發(fā)展擴大外橋接線。外橋式接線優(yōu)點：橋式接線為一種典型接線，在南網及廣東電網導則里可以使用。帶開關的外橋接線正常運行時以線變組的方式運行，在需要110 kV轉供時合上橋路開關，構建新的110 kV聯(lián)絡通道，相當于增加聯(lián)絡線，且110 kV線路停電時，對應主變可由橋路供電，實現主變不停電。外橋式接線可以預留兩個110 kV出線轉線間隔，有較好的適應性。外橋式也具有較好的經濟性，相對于線變組多了兩個橋路開關及PT設備，變電站終期3臺主變情況下預計比線變組造價多約300萬元。

3.3 其他接線在東莞地區(qū)適應性分析

下面對110 kV變電站其他主接線，包括內橋接線、單母線雙分段接線、單母線三分段接線在東莞電網的適應性進行分析。三種主接線示意圖如圖6所示。

圖6 變電站其他主接線

1）內橋接線：優(yōu)點是線路停電時主變無須停電。存在的問題是#2主變差動保護無法配置，因為變低2個開關，橋式2個開關，高壓出線1個開關，預留1個間隔開關，一共有6個開關，主變差動保護配置困難。

2）單母線雙分段接線：單母線雙分段在鏈式結構中使用較為適宜，可以預留110 kV間隔，也可以較好地構建110 kV轉供電通道，具有較好的靈活性。但是，在T接接線方式下，若T接+單母線雙分段，存在一條線路供1段母線和2臺主變的情況，母線停電時2臺主變停電，不滿足N-1，故可以使用，但不推薦。

3）單母線三分段接線：優(yōu)點是供電方式靈活，線路停電主變可以不停電。缺點是設備較多，運行維護復雜，設備保護配置更為復雜；需要進一步研究，目前無典型設計，推進較為困難；造價方面，單母線三分段接線造價較高，比外橋接線造價高出100萬元；相對于橋式接線，多了3段母線和3個出線開關，設備運行維護量太大。

4 高壓配電網發(fā)展綜合建議

基于建設新型電力系統(tǒng)的需求，由于近年電力用戶對供電可靠性要求提升、運行方式對靈活性要求提升，綜合考慮建議：東莞110 kV T接采用帶聯(lián)絡線的πT接線，未來電網規(guī)劃建設要重點提升聯(lián)絡線數量，提升220 kV站之間的轉供電能力；220 kV變電站目標有3～4回聯(lián)絡線，具有較好的轉供能力。東莞110 kV變電站主接線新建站采用帶開關的外橋接線，使得110 kV電網更靈活，并能預留間隔。對于無法建設外橋接線的變電站，線變組需要預留2個110 kV間隔用于新能源、儲能站、大用戶等的接入。

綜合考慮110 kV網架接線和變電站主接線，推薦東莞地區(qū)高壓配電網接線如圖7所示。

圖7 推薦110 kV接線

5 結束語

為服務新型電力系統(tǒng)建設，構建強健有序、靈活可靠、先進適用的配電網，本文對東莞地區(qū)高壓配電網的現狀特點及存在問題進行了分析，針對高壓配電網網架接線、變電站主接線的優(yōu)化，在研究優(yōu)化方法的基礎上給出了優(yōu)化建議。綜合建議未來東莞110 kV T接采用帶聯(lián)絡線的πT接線，110 kV變電站主接線采用外橋接線并優(yōu)化線變組接線，從而綜合提高110 kV網絡靈活性和轉供負荷能力，同時預留110 kV間隔，以適應新能源等接入需求。