辽宁1 000 kV交流特高压500 kV联网方案研究

李常信，常福刚，沈 方，宋颖巍，张明理，史 喆，商文颖

（国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015）

辽宁1 000 kV交流特高压500 kV联网方案研究

李常信，常福刚，沈 方，宋颖巍，张明理，史 喆，商文颖

（国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015）

近些年，东北地区包括风能、核能［1］等新能源得到较大发展，特高压［2］进入东北地区电网规划。分析了辽宁电网的现状及其存在的主要问题，并采用多种方法对辽宁电网的全社会用电量和最大负荷进行了预测。对东北地区2030年特高压电网规划进行了介绍。基于潮流、稳定、可靠性、电能消纳、满足电源送出等方面给出辽宁地区各特高压变电站500 kV联网推荐方案并应用BPA程序4.15版进行潮流、稳定、短路电流等计算，并就特高压发展提出一些建议。

特高压；接网方案；负荷预测；BPA程序

1 辽宁电网现状及其存在的主要问题

1.1 辽宁电网现状

2013年，辽宁省全社会用电量达到2 008亿kWh，全社会最大负荷达到31 200 MW，电网最大负荷利用小时数达到6 437 h。

1.2 辽宁电网存在的主要问题

a.500 kV网架还需进一步完善

随着局部地区负荷的快速增长和大型点负荷的突增，辽阳、鞍山、朝阳以及沈阳南部地区仍然存在检修方式限电的风险；此外，辽宁中部500 kV外层环网尚需完善。阜新、铁岭地区火电装机及风电并网规模较大，随着风电装机的继续增长，受网架约束，存在出力受限问题；全省大型热电机组的快速增长也将带来短路电流超标问题，需要进一步完善500 kV主干网架予以解决。

b.电网调峰比较困难

近几年，辽宁电网热电机组发展较快，截止2013年底，辽宁电网30 270 MW火电机组装机中，有60%为供热机组，同时，风电并网容量及装机占比快速增长，已占总电源装机的14.21%，而水电装机占比仅为6.87%，省内蒲石河抽水蓄能电站1.2 GW装机调峰用于整个东北电网。目前，红沿河1、2号核电机组已投产，3、4号核电机组计划今明两年投产，辽宁电网调峰［3］能力不足的问题将日益突出，不仅严重影响风电的消纳，而且给电网安全运行带来了较大影响，尤其冬季取暖期，电网调峰十分困难。

c.局部地区供电可靠性不高的问题依然存在

220 kV电网还有3座单线单变变电站，局部地区220 kV变电站串带运行，检修方式存在599号文件规定的事故风险；66 kV市辖供电区单线单变比例为9.38%，县级供电区单线单变比例为22.64%，县域供电区单线单变较多以及单线串带多座变电站的问题依然存在。

2 辽宁地区负荷预测

2.1 用电量需求预测

综合采用产值单耗法、电力弹性系统法和人均用电量法3种方法，并参考专家意见得出用电量预测结果，如表1所示。

表1 辽宁省全社会用电量预测结果

2.2 最大负荷预测

最大负荷预测通常利用已预测出的全社会用电量，参考近期已发生的最大负荷小时数，并分析影响其未来变化的相关因素，预测全社会最大负荷，全社会最大负荷预测结果如表2所示。

表2 辽宁省全社会最大负荷预测结果

3 东北地区2030年1 000 kV交流特高压规划

3.1 规划目的

a.优化配置东北及周边地区能源资源

以国家能源发展战略为指导，立足于在更大范围内实现能源资源的优化配置，坚持安全可靠、经济合理的原则，构建结构坚强的输电系统，为实现大煤电基地和大风电基地的跨地区、远距离、大容量、低损耗、高效率输送提供保证。

b.构建规模电力输送通道

辽宁电网是东北电网的负荷中心，黑龙江省、吉林省、蒙东地区、俄罗斯远东地区、蒙古国地区负荷较小，特高压电网的建设应构建规模电力输送通道，利用特高压的技术优势提高负荷中心整体电力受入能力以及对华北地区的电力支援能力，满足整个地区经济社会可持续发展和人民生活用电需求，支持国家京津冀一体化战略的实施。

c.支撑500 kV骨干网架，支持500 kV变电站大分区运行

特高压电网建成后，应成为500 kV受端电网强有力的支撑，成为受端立体化电网的主要支柱，特高压电网应在城市群的受端电网外围，形成环网结构，将双层或多层电网分别接入特高压变电站，成为连接立体化受端电网的支撑点，提高受端电网的供电可靠性和安全性，同时也降低500 kV电网的短路电流水平。

d.满足核电送出需要

发展核电可改善东北地区能源结构，优化电源布局，推动能源建设向清洁、高效、环保方向发展。目前东北地区开展前期工作的核电主要分布在辽宁沿海及吉林地区。核准在建项目容量2000 MW，路条项目容量4 500 MW，开展选址工作的辽宁徐大堡后续、庄河和吉林靖宇等项目容量共计20 000 MW。虽然辽宁地区电力缺口大，但是整个东北地区属于电力过剩地区，特高压电网的建设应充分考虑核电基地的接网、输送及消纳方向。

3.2 规划方案

建设覆盖东北黑、吉、辽三省和蒙东的“日”字形特高压交流环网，并向西延伸至蒙东呼伦贝尔能源基地，向东北延伸至黑龙江东部能源基地，向南延伸接入沿海核电。规划方案如图1所示。

图1 2030年东北地区特高压规划方案

纵向西通道联接蒙东呼伦贝尔、黑龙江西部、吉林西部、霍林河能源基地，汇集电源；纵向东通道联接黑龙江东部能源基地和东北核心城市，汇集电力、支撑负荷中心供电；横向三回通道形成东北特高压环网结构，提高全区资源优化配置能力和安全运行水平。

4 辽宁地区1 000 kV特高压500 kV联网方案

4.1 联网原则

a.1 000 kV特高压变电站500 kV联网导线截面选择

根据《国家电网公司输变电工程可行性研究内容深度规定（试行）》中“两型”电网建设思路和原则：500 kV交流导线截面宜采用400×4 mm2、500×4 mm2、630×4 mm2、720×4 mm2，主网架线路宜选用630×4 mm2以上。结合特高压电网规划，兼顾区内负荷发展需要并为特高压电网提供支撑，特高压变电站500 kV送出线路属于主网架线路，因此新建线路导线截面宜选择630×4 mm2。

b.1 000 kV特高压变电站500 kV联网出线回路数

根据国家电网公司特高压电网与500 kV电网接网原则，辽宁电网内各特高压变电站应作为受端超高压电网中的枢纽节点，确保充分发挥特高压电网的主网架作用，均考虑至少以2个通道4回500 kV线路分散接入500 kV电网。所以，特高压变电站初期500 kV出线回路数为4回及以上。

区内特高压变电站最终规模均按4×4 500 MVA主变考虑，因其容载比按2.0设计，结合导线截面为630×4 mm2的500 kV线路的热稳定极限，为确保电力在其覆盖范围内合理消纳，每座变电站最终需有6～12回500 kV出线接入地区电网。

4.2 联网方案

从潮流、稳定、供电可靠性、各线路电力较为均匀、接网可靠性较高、电能消纳、满足电源送出、考虑核电接网需求等方面考虑，对辽宁地区各特高压变电站500 kV联网推荐方案如图2～图4所示。

应用BPA程序4.15版计算。

潮流计算：远景年在省外电源布局和省内负荷梳理科学合理，且电源开机方式及无功装置配置优化完善的前提下，正常及N⁃1方式无线路变压器过载现象，各级母线电压及线路潮流均在允许范围内。

稳定计算结果如表3所示。

结果表明：拟定方案能够满足辽宁电网受电需求。

图2 沈阳东特高压500 kV联网远期推荐方案

图3 营口特高压500 kV联网远期推荐方案

图4 锦州特高压500 kV联网远期推荐方案

表3 各方案暂态稳定计算结果

在不采取变压器分裂运行、解环等降低短路电流水平等措施的情况下，短路电流计算结果表明，部分变电站存在短路电流超标现象，需采取措施降低短路电力水平。

5 建议

a.加强跨区电力通道建设力度

为解决东北地区“窝电”问题，在建设区内特高压的基础上，应加强跨区电力外送通道建设，满足煤电和风电基地开发、外送，应重点建设蒙东地区电力外送通道。

加快研究东北—华北特高压输电通道规划、建设力度以解决东北—华北之间500 kV层面输电通道输电能力受限问题，促进东北地区“窝电”问题得以解决。

加大利用国外战略资源力度，加强俄罗斯远东、蒙古国电力送东北地区通道建设，把周边地区纳入东北地区基础设施网络，符合国家战略利益。

b.加强区内机组直供华北地区工作力度

加强东北地区靠近华北地区的机组（如葫芦岛地区、朝阳地区、赤峰地区）尤其是调峰能力不足或者其机组性质严重限制其调峰能力的机组改接华北电网的工作力度，既可以缓解地区窝点形势，又可以优化区内电力流向，利于特高压安全稳定运行。

c.深入研究降低短路电流水平的措施

特高压投产之前应深入研究降低短路电流水平技术措施［4］的可能性及可行性，诸如：特高压变压器分裂运行、特高压变压器中性点加装电抗［5－6］、500 kV线路实施解环［7］等措施，为特高压过渡方式和特高压投产后安全稳定运行提供科学建议。

d.加强新技术应用力度

加强可控串补等新技术应用研究，改善系统阻尼，提高特高压电网安全稳定水平。

［1］ 田增垚，张明理，张 楠.东北电网风电调度管理模式探讨［J］.东北电力技术，2011，32（10）：40－42.

［2］ 王晓刚，印永华，班连庚，等.1 000 kV特高压交流试验示范工程系统调试综述［J］.中国电机工程学报，2009，29（22）：12－18.

［3］ 叶 鹏，马晓东，朱 钰，等.核电机组参与电网联合调峰策略研究综述［J］.东北电力技术，2014，35（9）：55－59.

［4］ 李继红，黄良宝，徐 谦，等.一种降低短路电流水平的措施—母线分裂运行［J］.电力系统自动化，2001，25（14）：62－64.

［5］ 刘海军，韩民晓，文 俊，等.特高压双回线路并联电抗器中性点小电抗的优化设计［J］.电力自动化设备，2009，29（11）：87－91.

［6］ 朱天游.500 kV自耦变电压中性点经小电抗接地方式在电力系统中的应用［J］.电网技术，1999，23（4）：15－18.

［7］ 何钰江.重庆电网500／220 kV电磁环网最优解环模型和算法研究［D］.重庆：重庆大学，2007年.

Research on 500 kV Connect Network Scheme for Liaoning 1 000 kV Ultra High Voltage

LI Chang⁃xin，CHANG Fu⁃gang，SHEN Fang，SONG Ying⁃wei，ZHANG Ming⁃li，SHI Zhe，SHANG Wen⁃ying
（Economic Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110015，China）

New energy such as wind power and nuclear power has been developed fast in Northeast China and ultra high voltage comes into Northeast China Region Power Grid plan.This paper analyses the present situation and the existing problems of Liaoning electric power and forecasts the total electricity consumption and the maximum load by using forecasting methods.It introduces the Ultra High Voltage power system planning of the Northeast China 2030.This paper gives the recommendations of Liaoning ultra high voltage 500 kV network based on the load flow，the stability，the reliability，and the satisfying source sending out.Some calculations such as the load flow，the stability and the short⁃circuit current are taken by BPA，some suggestions ar given on the development of the ultra high voltage.

Ultra high voltage；Connect network scheme；Load forecast；BPA procedure

TM723

A

1004－7913（2015）04－0016－04

2015－01－02）

李常信（1982—），硕士，工程师，主要从事电网规划工作。