甘青断面750/330 kV电磁环网解环研究

杨晓妮，李海伟，张宝金，杨攀峰，杨德洲，王海涛

(1.西北电力设计院 系统规划部，陕西 西安 710075;2.甘肃省电力公司 发展策划部，甘肃 兰州 730050)

甘青断面750/330 kV电磁环网解环研究

杨晓妮1，李海伟1，张宝金1，杨攀峰1，杨德洲2，王海涛2

(1.西北电力设计院 系统规划部，陕西 西安 710075;2.甘肃省电力公司 发展策划部，甘肃 兰州 730050)

750/330 kV电磁环网的存在不利于电网安全稳定经济运行。研究了甘青断面750/330 kV电磁环网对甘肃电网的不利影响，通过对短路电流、潮流分布、送电能力等技术经济比较，提出了甘青断面750/330 kV电磁环网的解环时机和方案。仿真计算表明，甘肃电网的各项运行指标得到了明显的改善。

750/330 kV电磁环网;甘青断面;解环方案

0 引言

电力系统电磁环网是指不同电压等级的输电线路通过变压器或电磁耦合构成的环形电网。目前西北750 kV主网架初步形成，在750 kV电网建成初期，750/330 kV电磁环网运行在保证系统供电可靠性、获取较大的网络传输功率等方面起到了积极的作用。但随着750 kV电网不断发展，750/330 kV电磁环网运行的弊端将逐步显现和突出:为避免750 kV电网故障引起的潮流转移造成330 kV线路严重过载，并可能导致连锁反应，引起电网事故迅速扩大，需要对电磁环网运行、送电通道的送电大小进行预控，限制了通道的送电能力;电磁环网使短路电流居高不下，甚至超过断路器额定开断能力等，这些问题严重威胁到电网的安全稳定运行。因此，分析750/330 kV电磁环网，找出电磁环网对电网安全威胁的关键因素，提出解环的时机和方案，对于保证电网安全稳定运行具有重要意义。

1 本文的研究内容和方法

甘肃电网处于西北电网的中心枢纽位置，甘肃电网的省际间750/330 kV电磁环网主要包括:甘青断面电磁环网、陕甘断面电磁环网、甘宁断面电磁环网。本文主要研究甘青断面750/330 kV电磁环网解环前后对甘肃电网影响的分析，针对电磁环网对甘肃电网安全运行实际威胁情况，比较不同解环方案的技术性 (潮流分布、短路电流、送电能力)和经济性，提出了甘青解环时机和方案。研究解环方案时采用的主要原则如下:

(1)有利于提高输送能力，有利于简化网架结构，解决安全隐患。满足导则［8］要求，能适应不同运行方式下的潮流变化，具备一定的灵活性。

(2)结合远景电网规划，逐步实现分层分区运行，便于调度、运行和管理。

(3)短路电流尽量控制在变电所开关允许范围以内，减少更换设备的投资和带来的停电损失。

(4)在技术合理的情况下，尽量节省投资。

2 甘青断面750/330 kV电磁环网解环前后对甘肃电网的影响

2.1 甘青断面750/330 kV电磁环网情况

2011年底，甘青断面已经形成4回750 kV联络线和6回330 kV联络线并列运行的电磁环网。4回750 kV联络线分别为官亭—兰州东2回、西宁—武胜2回;6回330 kV联络线分别为杨乐—海石湾1回、阿兰—海石湾2回、桃园—海石湾1回、桃园—兰州西1回、官亭—兰州西1回。

2011年甘青断面电网现状接线见图1。

图1 2011年甘青断面电网接线示意图

2.2 甘青断面750/330 kV电磁环网解环前后对甘肃电网的影响 (解环直接开断甘青330 kV联络线)

(1)短路电流的影响

甘青断面750/330 kV电磁环网运行时，2013年官亭变、海石湾变、兰州西变、银城变330 kV母线短路电流逼近断路器开断能力。

甘青断面解环运行时，2013年官亭变、海石湾变、兰州西变330 kV母线短路电流大幅下降，给断路器留有较大的裕度。银城变330 kV母线短路电流有所下降，但仍逼近其断路器开断能力，需要进一步采取措施。2013年甘青断面解环前后330 kV母线短路电流如表1所示。

表1 甘青断面解环前后330 kV母线短路电流 kA

(2)潮流分布的影响

对甘青断面电磁环网运行和解环运行时典型方式下潮流分布进行了比较。

电磁环网运行时线路存在潮流迂回现象，潮流穿越导致甘肃内部330 kV线路重载;解环运行时甘肃内部330 kV线路潮流减轻，但海石湾—新庄、海石湾—炳灵、新庄—炳灵线路潮流重载，海石湾—新庄、海石湾—炳灵断面不满足“N－1”要求，需要加强。

(3)送电能力的影响

根据研究结论［4］，在甘青断面750/330 kV电磁环网解环运行后，甘青断面4回750 kV线路下，青海送主网、主网送青海的送电能力均大于8 000 MW，完全可以满足甘青断面正常潮流交换的需要。

3 甘青断面750/330 kV电磁环网解环的时机和方案

关于甘青断面750/330 kV电磁环网的解环时机和方案，本文以文献 ［5，6］所提的观点为基础，重点对涉及省际联络线的甘肃内部电网进行研究。

在甘青断面已经形成4回750 kV线路的情况下，可考虑该断面330 kV电网解环运行。

3.1 解环方案

针对上述甘青断面电磁解环对甘肃电网潮流分布的影响，提出如下两大类共6个甘肃网内加强方案:

第一类方案:建设武胜—先锋第3回线路，充分利用原兰州西—桃园、兰州西—官亭线路加强甘肃省内联系。具体方案如下:

方案一A:建成兰州西—海石湾2回线路。

方案一B:建成海石湾—新庄—兰州西的第2回线路。

方案一C:建成兰州西—海石湾1回线路。

第二类方案:建设武胜—皋兰1回330 kV线路，充分利用原兰州西—桃园、兰州西—官亭线路加强甘肃省内联系。具体方案如下:

方案二A:建成兰州西—海石湾2回线路。

方案二B:建成兰州西—海石湾1回线路，建成兰州西—新庄第2回线路，将炳灵—新庄线路新庄侧改接至海石湾形成炳灵—海石湾的第2回线路。

方案二C:建成兰州西—海石湾1回线路，搭接形成兰州西—炳灵线路，新建海石湾—新庄的第2回线路。

3.2 方案比较

(1)潮流分布比较

对不同解环方案典型方式下潮流分布进行了计算，计算结果见表2。

从表2可以看出，所有方案均可以满足电网功率交换的要求。

表2 不同解环方案典型方式下潮流分析

第一类方案中，方案一A潮流迂回较重;方案一B海石湾—炳灵线路“N－1”时，炳灵—新庄线路接近热稳极限;方案一C潮流分布较合理，并且对重载断面“N－1”校核满足要求、对西宁—武胜—白银750 kV同塔双回线路“N－2”校核满足要求。

第二类方案与第一类方案相比，第二类方案建设武胜—皋兰线路，开辟了武胜变至中部电网的第二个连接通道，有利于远期兰州新区等新兴负荷中心的供电，但初期线路潮流较轻，对缓解武胜—先锋—海石湾通道潮流压力的作用较小。

(2)短路电流比较

不同解环方案进行了短路电流计算，计算结果见表3。

第一类方案主要对海石湾变、新庄变、兰州西变、炳灵变、刘开330 kV母线短路电流下降影响较大，其中，方案一A，B，C中兰州西330 kV母线短路电流分别为37.3 kA，36.6 kA，35.3 kA;方案一B中新庄短路电流有所提高。由于兰州西断路器的开断能力为40 kA，方案一B，C方案有利于降低兰州西的短路电流。

第二类方案与第一类方案相比，第二类方案对东台变、银城变短路电流影响大。

表3 2015年解环方案330 kV母线三相短路电流

(3)经济比较

对以上解环方案进行初步经济比较见表4。各方案投资由低到高依次为:方案一C，方案一B，方案一A，方案二A，方案二B，方案二C。

(4)综合分析

综合上述技术经济比较，两大类方案中，推荐第一类方案。第一类方案中，暂推荐投资最少的方案一C(解环方案见图2)。具体方案应在本体工程中结合线路具体走廊情况，进一步比选。

表4 解环方案初步经济比较表 万元

图2 甘青断面解环方案

4 结论

(1)为优化甘青断面潮流分布，降低短路电流水平，简化调度运行，在甘青断面已经形成4回750 kV线路的情况下，可考虑该断面330 kV电网解环运行。

(2)甘青断面750/330 kV电磁环网解环时，甘肃电网侧方案为:建设武胜—先锋第3回线路，利用原兰州西—桃园或兰州西—官亭330 kV线路和海石湾变空出的330 kV间隔建成沿湟水河谷的兰州西—海石湾1回线路。

［1］西北电力设计院.甘肃电网“十二五”主网架规划设计 ［R］.西安:西北电力设计院，2012.

［2］西北电力设计院.甘肃电网750/330千伏电磁环网解环研究［R］.西安:西北电力设计院，2012.

［3］甘肃省电力公司.甘肃电网2012年运行方式［R］.兰州:甘肃省电力公司，2012.

［4］西北电力设计院.西北电网“十二五”主网架规划设计［R］.西安:西北电力设计院，2012.

［5］西北电力设计院.西北750/330kV电磁环网解环研究［R］.西安:西北电力设计院，2008.

［6］西北电力设计院.西北电网750/330(220)千伏电磁环网解环及限制短路电流深化研究［R］.西安:西北电力设计院，2010.

［7］电力工业部电力规划设计总院.电力系统设计手册［M］.北京:中国电力出版社，1998．

［8］中华人民共和国国家经济贸易委员会.DL755－2001中华人民共和国电力行业标准—电力系统安全稳定导则［S］.电力行业电网运行与控制标准化技术委员会．北京:中国电力出版社，2001．

［9］史兆杰.甘肃河西电网750/330kV电磁环网解环研究［D］.兰州:兰州理工大学，2011．

［10］董凌，王亦婷，成静.750kV电网形成初期对青海电网影响［J］.电网与清洁能源，2010，26(5):30-34．

［11］李泉，任建文，胡文平.河北南网电磁解环静态电压稳定性分析［J］.电力科学与工程，2010，26(12):9-14.

［12］杨晓妮，李海伟，张宝金，等.甘肃中部750/330kV电磁环网解环研究［J］．电力科学与工程，2013，29(3):1-6.

Research on the Uncoupling 750/330 kV Electromagnetic Loop Network in Gansu-Qinghai Network Partition

Yang Xiaoni1，Li Haiwei1，Zhang Baojin1，Yang Panfeng1，Yang Dezhou2，Wang Haitao2
(1.Northwest Electric Power Design Institute，Xi'an 710075，China;2.Gansu Electric Power Corporation，Lanzhou 730050，China)

750/330 kV electromagnetic loop network is harmful to secure and economic operation of power system network.Study on the adverse effects of Gansu-Qinghai network partition 750/330 kV electromagnetic loop network in Gansu power grid.With analysis and research of short-circuit current level，power flow distribution and transmission ability，the uncoupling time and scheme of 750/330 kV electromagnetic loop network between the Gansu-Qinghai network partition were presented.The simulation result after the uncoupling 750/330 kV electromagnetic loop shows that each operation index of Gansu power system was improved significantly.

750/330 kV electromagnetic loop network;Gansu-Qinghai network partition;uncoupling scheme

TM711

A

10.3969/j.issn.1672-0792.2014.04.011

2013－10－28。

杨晓妮 (1984-)，女，工程师，研究方向为电力系统规划，E-mail:28279454@qq．com。