李浩閃

（國網(wǎng)河北省電力有限公司行唐縣供電分公司，河北 行唐 050600）

現(xiàn)代經(jīng)濟的發(fā)展對電力系統(tǒng)可靠性提出更高的要求，220 kV 變電站作為縣域輸電網(wǎng)絡的重要環(huán)節(jié)，分析其失電時的電網(wǎng)可靠性具有重要意義。

文獻[1] 介紹了大電網(wǎng)可靠性分析的原理，對系統(tǒng)狀態(tài)分析中包含的網(wǎng)絡拓撲分析、斷線潮流計算、最大負荷削減量的計算等步驟的實現(xiàn)方法進行了分析。文獻[2]圍繞考慮架空線路動態(tài)容量及輸電網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)優(yōu)化對大電網(wǎng)可靠性水平的影響，開展大電網(wǎng)可靠性研究。文獻[3]主要分析電網(wǎng)各分區(qū)間的可靠性計算指標的合成方法，得到了大電網(wǎng)可靠性評估指標，可有效評估大電網(wǎng)薄弱點。文獻[4-5]主要集中在分析大電網(wǎng)可靠性因素，并利用交叉熵、高斯混合模型、降維解集模型等算法進行分析。大電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模大、隨機性強、建模困難，計算復雜度高[5]，是個多約束、非線性、高緯復雜的系統(tǒng)。本文主要研究如何從系統(tǒng)角度分析電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)供電能力，簡單有效分析大電網(wǎng)失電下電網(wǎng)負荷轉(zhuǎn)供通道、電網(wǎng)的運行可靠性，作為指導220 kV 變電站建設的建議。

1 220 kV 變電站失電分析

220 kV 變電站作為縣域主要電源點，縣域內(nèi)一般存在1～3 座220 kV 變電站，失電后，所帶負荷能否轉(zhuǎn)供，須考慮需轉(zhuǎn)供負荷、負荷轉(zhuǎn)供通道所經(jīng)輸電線路的供電能力、接受負荷變電站的供電能力，分析過程中須考慮負荷轉(zhuǎn)供通道，即網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的變化。本文考慮最大程度轉(zhuǎn)供負荷為目標，以輸電線路供電能力、接受負荷變電站供電能力為約束條件，分析220 kV 電網(wǎng)失電情況下可靠性。

2 典型區(qū)域220 kV 失電分析

2.1 電網(wǎng)現(xiàn)狀描述

某縣域內(nèi)有220 kV 變電站一座A 站，電壓等級為220/110/35 kV，區(qū)域內(nèi)110 kV 變電站5 座，35 kV 變電站10 座，分析220 kV 變電站失電后縣域內(nèi)負荷轉(zhuǎn)供情況及失負荷情況。

首先分析正常情況下縣域內(nèi)各變電站電源情況，5 座110 kV 變電站均來自220 kV A 變電站，2 座35 kV 變電站來自220 kV A 站，其余來自110 kV變電站?？h域內(nèi)與外部聯(lián)絡通道主要有2 條，向北的通道1，向南的通道2，如圖1 所示。

圖1 縣域35 kV 及以上電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

2.2 輸送通道分析

該縣與區(qū)域外110（35） kV 聯(lián)絡通道共4 條，線路通道最大傳輸容量312.78 MW。一是220 kV E站西送通道，可通過220 kV E 站110 kV 1 線（目前為備供線路）接帶北部區(qū)域負荷；二是220 kV F 站南送通道，可通過220 kV F 站110 kV 2 線、110 kV 3 線、35 kV 1 線接帶南部區(qū)域負荷，如表1 所示。

表1 縣域與外部聯(lián)絡線路最大傳輸容量 MW

2.3 轉(zhuǎn)供能力校驗

220 kV A 站全站失電后，通過一次轉(zhuǎn)供，將北部和南部負荷分別轉(zhuǎn)接至區(qū)域外220 kV E 站、F 站供電。其中，220 kV E 站接帶該縣北部負荷，由110 kV 1 線供電；220 kV F 站接帶該縣南部負荷，由110 kV 2 線、35 kV 1 線、110 kV 3 線供電。但110 kV B3 站由220 kV A 站雙輻射供電無法實現(xiàn)一次轉(zhuǎn)供，須進行二次負荷轉(zhuǎn)接。

綜合考慮通道傳輸容量、上級變電站容量裕度等制約因素，對該縣220 kV A 站全站失電后電網(wǎng)一二次轉(zhuǎn)供能力進行校驗。

2.3.1 —次轉(zhuǎn)供能力校驗

（1）轉(zhuǎn)供方案

220 kV E 站接帶該縣北部負荷，由110 kV 1 線供電； 220 kV F 站接帶該縣南部負荷，由110 kV 2 線、110 kV 3 線、35 kV 1 線供電。

35 kV C1 站由110 kV B2 站或B4 站供電，考慮到B2 站已重載，2023 年B4 站進行3 號主變擴建及2 號主變增容，由110 kV B4 站供電。

（2）通道傳輸容量校驗

110 kV 1 線轉(zhuǎn)供能力校驗：110 kV 1 線傳輸容量113.80 MW，現(xiàn)狀為備供線路，疊加110 kV B2站和110 kV B1 站后，最大負荷77.9 MW， 最大負載率68.45%，線路仍有裕度，滿足轉(zhuǎn)供要求。

110 kV 2 線轉(zhuǎn)供能力校驗：110 kV 2 線線路傳輸容量為86 MW，疊加110 kV B4 站、35 kV C1 站后，最大負荷82.49 MW，最大負載率95.9%，線路重載，滿足轉(zhuǎn)供要求。

110 kV 3 線轉(zhuǎn)供能力校驗：110 kV 3 線線路額定傳輸容量為86 MW，為110 kV B5 站備供線路，最大負荷為45.16 MW，最大負載率為52.51%，線路裕度較大，滿足轉(zhuǎn)供要求。

35 kV 1 線轉(zhuǎn)供能力校驗：35 kV 1 線線路傳輸容量為26.98 MW，疊加35 kV C3 站和35 kV C2 站后，最大負荷26.86 MW，最大負載率99.56%，線路接近滿載，滿足轉(zhuǎn)供要求。

（3）上級電源容量裕度校驗

220 kV E 站容量裕度校驗：220 kV E 站現(xiàn)有主變2 臺、容量360 MV.A，最大負荷為261.55 MW，疊加110 kV B2 站和110 kV B1 站負荷后， 最大負荷達到296.75 MW，最大負載率84.17%，變電站重載，滿足轉(zhuǎn)供要求。

220 kV F 站容量裕度校驗：220 kV F 站現(xiàn)有主變2 臺、容量240 MV.A，最大負荷174 MW，疊加110 kV B4 站、B5 站、35 kV C2 站、C1 站負荷后，最大負荷達到311.83 MW，不考慮220 kV F 站調(diào)整運行方式情況下，最大負載率將達到129.92%，變電站過載，不滿足轉(zhuǎn)供要求，負荷缺口71.83 MW。

（4）一次轉(zhuǎn)供校驗結(jié)論

在一次轉(zhuǎn)供情況下，線路輸送通道容量可以滿足轉(zhuǎn)供要求，但上級電源220 kV F 站容量裕度不足，無法接帶一次轉(zhuǎn)供全部負荷，存在負荷缺口71.83 MW。110 kV B3 站無法轉(zhuǎn)供。

2.3.2 二次轉(zhuǎn)供能力校驗

（1）轉(zhuǎn)供方案

110 kV B3 站通過二次轉(zhuǎn)供方式，由110 kV 1 線通過B2 站、220 kV A 站110 kV 母線接帶；220 kV F 站通過運行方式調(diào)整，將部分負荷轉(zhuǎn)供至其他220 kV 變電站，進一步釋放接帶能力。

（2）線路傳輸容量校核

疊加110 kV B1 站、110 kV B2 站、110 kV B3站負荷，3 座變電站最高負荷為95.22 MW，小于110 kV 秋譚Ⅱ線傳輸容量，線路最大負載率83.67%，線路重載，滿足轉(zhuǎn)供要求。

（3）220 kV E 站容量裕度校核

將E 站負荷曲線與B1、B2、B3 變電站疊加后，220 kV E 站最高負荷為307.11 MW，最大負載率將達到85.33%，變電站仍為重載，滿足轉(zhuǎn)供要求。

因此，通過110 kV 1 線轉(zhuǎn)帶B1 站、B2 站、B3 站負荷，線路通道傳輸容量和上級變電站容量均滿足要求，110 kV B3 站可通過二次轉(zhuǎn)供方式恢復供電。

2.4 220 kV 變電站失電后負荷轉(zhuǎn)供結(jié)論及建議

以最大程度轉(zhuǎn)供負荷為目標，以線路及變電站供電能力為約束條件，分析該縣220 kV A 站全站失電后，負荷無法全部一次轉(zhuǎn)供，一次轉(zhuǎn)供下?lián)p失負荷18.95 MW（B3 站負荷）且存在負荷缺口71.83 MW，B3 站可通過二次轉(zhuǎn)供將負荷轉(zhuǎn)出。

針對一次轉(zhuǎn)供下的負荷缺口，建議在縣域南部新增220 kV 變電站1 座，解決周邊網(wǎng)架薄弱問題，強化與220 kV A 變電站間的聯(lián)絡通道，提高故障情況下負荷的轉(zhuǎn)移能力。若220 kV A 站全站失電，可將站內(nèi)全部負荷改接至新建220 kV 變電站及220 kV E 站，此時，一次轉(zhuǎn)供下可全部轉(zhuǎn)出，大大提高區(qū)域供電可靠性。

3 結(jié)束語

本文以最大程度轉(zhuǎn)供負荷為目標，以負荷轉(zhuǎn)供通道所經(jīng)輸電線路的供電能力、接受負荷變電站的供電能力為約束條件，綜合考慮220 kV 變電站失電后網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)變電、負荷轉(zhuǎn)供通道，進行了220 kV 變電站失電后供電能力分析。選取典型縣為參考，分析了220 kV 失電后一次負荷轉(zhuǎn)供、二次負荷轉(zhuǎn)供情況，并對220 kV 電網(wǎng)建設提出有效建議。