大型电站500千伏双回输电线路建设期间稳定运行研究

张龙

摘 要：分析电网在过渡期间的合理开机方式和安全稳定装置控制措施等工作，以保证安全稳定运行。

关键词：建设；稳定；研究

中图分类号：TM726.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）21-0126-01

1 背景分析

红沿河核电站4台机组仅通过4回500kV线路并网，线路故障期间可能会出现剩余500kV线路过载问题。500kV南关岭变进线施工期，大连南部电网运行安全稳定性将大幅下降，为避免孤网问题将会改变现有大连南北分区供电的格局，改为500kV/220kV电磁环网运行，届时可能会出现220kV线路过载、短路电流水平超标、电压水平超标等问题。因此，需要开展相关专题研究，分析电网在过渡期间的合理开机方式和保护及安全稳定装置控制措施等工作，以保证电网的安全稳定运行。

2 大连电网现况

大连地区电网是辽南电网的重要组成部分，也是辽宁省的负荷中心之一。通过瓦渤#1、#2线、瓦海#1、#2线及丹海#1、#2线与辽宁主网相连，形成3通道、6回路500kV线路；通过宫利线、岩庄线2回220kV线路与丹东电网相连。

大连地区电网现有500kV变电站4座，总变电容量为7500MVA，分别为雁水变电站（2×1000MVA）、南关岭变电站（2×750MVA）、金家变电站（2×1000MVA）和瓦房店变电站（2×1000MVA），另有500kV开关站1座，即黄海开关站；500kV线路18条，总长度1074.6公里；现有220kV系统变电站32座，开关站5座，总变电容量11243MVA。

3 电网建设过渡期计算分析

3.1 过渡期间电网运行方式

目前，大连220kV电网已形成了南北分區的供电结构，解列点位于220kV吴屯变。南部电网由500kV南关岭变和500kV雁水变进行供电；北部电网由500kV金家变和500kV瓦房店变进行供电。

若红沿河～南关岭线路于瓦房店～金家线路之后投运，则存在500kV南关岭变电站以及大连南网仅通过2回500kV线路联网的问题。并且，金家～雁水500kV线路与金家～南关岭500kV线路存在同塔双回路段，若发生同塔双回故障大连南网将孤网运行，需要采取过渡措施和手段，以保证电网建设过渡期间的安全稳定运行。

根据相关电网运行计划，在停电过渡期间，为避免孤网问题的发生，220kV吴屯变将退出解列运行状态，与此同时为控制地区220kV电网短路电流水平，规划将华能大连热电厂从220kV母线侧解环，分为2段后各连接3回220kV线路。

3.2 潮流与稳定校验

根据电力平衡分析结果，夏季大连南网负荷较重，若大连南北电网间的500kV联络被彻底切断，大负荷方式南部电网所缺电力大部分通过金家～吴屯2回220kV线路提供，单回线路最大潮流超过450MW，仍保持在线路输送能力范围内（线路截面2×400mm2，控制电流水平1600A，最大输送容量约为610MVA）。该方式下吴屯～南关岭单回线路最大潮流超过300MW，已超出线路输送能力范围（线路截面400mm2，控制电流水平800A，最大输送容量约为305MVA，功率因数按0.9考虑最大输送能力约为275MW）。

根据暂态稳定分析结果，在大连南部电网同塔500kV线路或220kV线路发生跨线故障断开后电网能保持稳定运行。

考虑到大连南网并网220kV火电全部需要承担供热任务，供暖期前完成检修工作势在必行，地区2台及以上火电机组同时检修将导致大连南网大幅缺电，届时若采取上述过渡方式运行，在500kV线路发生同塔双回故障时下级220kV线路存在过载风险，不利于保证负荷供电的可靠性。

3.3 红沿河～南关岭线路投运前后对核电站影响对比

根据现行调度运行控制要求，在红沿河核电厂电力经红瓦#1、#2、#3线送出情况下，正常方式下若核电厂开机3台，则3台机组可满出力运行；若核电厂开机4台，则需控制4台机组单机发电出力需不超过850MW。在检修方式下，若核电厂开机2台，则2台机组可满出力运行；若核电厂开机3台，则3台机组单机发电出力需不超过860MW。

红沿河～南关岭#1线投运前后，在正常及检修方式下，若仅通过调整系统运行方式避免系统出现安全稳定问题，则红沿河核电厂机组开机数量及出力必须进行限制。

红南#1线投运后，正常方式下红沿河核电厂可以实现4台核电机组开机运行，但为了避免正常方式下红瓦#2、#3线发生跨线故障后红瓦#1线过载，需对机组出力加以限制。考虑红南#1线线路载流量不大于2400A，红南线或红瓦线检修方式下核电厂外送通道中发生500kV线路N-1故障后，系统不存在热稳定及同步稳定问题，安全稳定水平有所提高；仅在红瓦#1线检修方式下，为避免红瓦#2、#3线发生跨线故障后红南#1线出线过载问题，需限制红沿河核电厂机组发电总出力不超过2400MW，与目前系统运行控制要求相比，红瓦#1线检修方式下对核电厂机组的出力限制更为严格。若红南#1线全线更换为4×630mm2导线，则线路极限传输功率将大幅增加，红瓦#1线检修方式下仅需限制红沿河核电厂机组发电总出力不超过2800MW，对机组的出力限制有所缓解。

4 结语

根据工程建设进展，红沿河～南关岭2回500kV线路可能无法同步投运，届时将存在红沿河核电站仅通过4回500kV线路并网的运行方式。受潮流自然分布影响，在小负荷方式红沿河～瓦房店3回500kV线路中的2回发生同塔双回故障后，剩余的1回线路可能存在过载问题，需要控制火电机组出力水平。

当新建的红沿河～南关岭线路仍存在4×300mm2导线时，根据调度要求最大电流控制在2400A以内，远小于站内相关设备额定电流水平，可以认为在电网建设过渡期间南关岭变电站现有设备与线路相匹配，在电网的合理运行方式下不会出现因设备过载导致的损坏问题；若将原有导线全部更换为4×630mm2导线，则按调度提供数据最大输送潮流可达3300MW，折算为电流超过3800A，大部分通过南关岭～金家500kV线路送出。站内旁路母线、母联兼旁路及相关设备大部分电流为3000A或3150A，部分方式可能存在过载问题，需要进行更换。

由安全稳定分析结果可知，红沿河～南关岭#1线投运后，正常方式下红沿河核电厂可以实现4台核电机组开机运行，但为避免正常方式下红瓦#2、#3线发生跨线故障后红瓦#1线过载，需对机组出力加以限制。考虑红南#1线线路载流量不大于2400A，红南线或红瓦线检修方式下核电厂外送通道中发生500kV线路N-1故障后，系统不存在热稳定及同步稳定问题，安全稳定水平有所提高；仅在红瓦#1线检修方式下，为避免红瓦#2、#3线发生跨线故障后红南#1线出线过载问题，需限制红沿河核电厂机组发电总出力不超过2400MW，与目前系统运行控制要求相比，红瓦#1线检修方式下对核电厂机组的出力限制更为严格。若红南#1线全线更换为4×630mm2导线，则线路极限传输功率将大幅增加，检修方式下仅需限制红沿河核电厂机组发电总出力不超过2800MW，对机组的出力限制有所缓解。

目前，红沿河核电厂未配置安全稳定控制装置。根据系统安全稳定分析结果，正常方式下红瓦#2、#3线发生跨线故障后，系统不存在同步稳定问题。检修方式下，红沿河～瓦房店#2、#3线发生同塔跨线故障后，可能造成热稳定及暂态稳定问题，可通过检修方式下限制核电厂机组出力或故障后切除部分核电机组加以解决。建议在红沿河电厂经4回通道送出的过渡期间，不新增安全稳定控制装置，通过调整运行方式避免正常及检修方式下系统出现安全稳定问题。

参考文献

[1]《电力系统技术导则》（DL/T 5429-2009）[S].

[2]《电力系统安全稳定导则》（DL 755-2001）[S].

[3]电力系统电压和无功电力技术导则》（SD 325-1989）[S].endprint