500 kV 常德北输变电工程对常益张地区电网的影响分析

李晨坤，呙虎，陈道君

(国网湖南省电力公司电力科学研究院，湖南长沙410007)

根据湖南电网发展规划，500 kV常德北输变电工程预计将于2017年建成投产。常德北输变电工程本期规划项目包括新建500 kV常德北变电站，变电容量1 000 MVA，将500 kV孱－复双回线路、220 kV七－窑线路以及窑－蔡线路剖入常德北变，并新建220 kV常－蔡Ⅱ线路。本文以2017年为计算水平年，从静态安全和暂态稳定的角度对该工程投产后常益张地区主变下网能力，常德、益阳北部湖区供电能力以及现有安控策略适应性等方面的问题进行了定量分析，为常德北输变电工程投产后相关的安全稳定控制措施的制定提供参考。

1 常益张地区电网现状

常益张地区位于湖南电网西北部，是湖南电网水火电源集中地，通过500 kV葛－岗线路以及孱－复双回线路接纳湖北电网电力，常益张地区电力除本地消纳外，大量剩余电力通过湘西北电源外送通道500 kV五－民线路、岗－艾线路、以及岗－复线路送出。截止到2016年底，常益张地区电网拥有500 kV变电站2座，220 kV变电站21座，220 kV及以上电源总装机容量为6 792.5 MW。

常益张地区220 kV及以上电网结构现状如图1所示。

图1 截止到2016年底的常益张地区220 kV及以上电网结构

2 2017年常益张地区电网结构

根据最新的湖南电网发展规划，常益张地区将有常德北、永定西、华容东、沅江北等输变电工程陆续投运，电源方面将有常德电厂2台660 MW机组分别接入500 kV和220 kV层面。预计2017年常益张地区220 kV最大下网负荷3 800 MW，500 kV变电站3座，220 kV变电站24座，220 kV及以上电源总装机容量为8 112.5 MW。

截止到2017年底的常益张地区220 kV及以上电网结构如图2所示。

图2 截止到2017年底的常益张地区220 kV及以上电网结构

3 常益张地区500 kV主变有功功率下网能力分析

截止到2017年底，常益张地区共有500 kV变电站3座、主变4台，分别是岗市变电站1号变压器、2号变压器，复兴变电站1号变压器以及常德北变电站1号变压器，额定容量见表1。

表1 截止到2017年底常益张地区500 kV主变额定容量 MVA

2017年湖南电网枯水期大负荷、常益张地区220 kV并网机组全停、500 kV并网机组全开满发的极端方式下，岗市变电站、复兴变电站、常德北变电站4台主变下网功率之和达到2 620 MW。其中，岗市变电站两台主变下网总计1 113 MW，复兴变电站主变下网585 MW，常德北变电站主变下网922 MW，岗市变电站两台主变均过载，常德北变电站主变接近满载。

因此，常益张地区220 kV并网机组需要保持一定开机，才能够确保常益张地区500 kV主变满足N-1静态安全校核。该方式下，岗市变电站、复兴变电站、常德北变电站4台主变下网有功功率之和为1 547 MW，较常德北变电站投运前岗市变电站、复兴变电站3台主变下网能力1 100 MW提升了447 MW。

暂态稳定计算分析结果表明，常德北主变投产后，近区500 kV线路或者常德北主变发生N-1故障跳闸，湖南电网均能够保持暂态稳定。

综上，500 kV常德北输变电工程投运后，能够将常益张地区500 kV主变有功功率下网能力从1 100 MW提高到1 547 MW。

4 常德、益阳北部湖区供电能力分析

常德、益阳北部湖区电网220 kV变电站有盘山变电站、芦家变电站、七重堰变电站、窑坡变电站、蔡家溪变电站、护城变电站、明山变电站、沅江变电站、华容东变电站 (2017年新建)以及沅江北变电站 (2017年新建)。湖区电网位于常益张电网末端，全部负荷由220 kV三－盘线路、皂－盘线路、三－盘线路、石－盘线路、石－七线路、迎－沅线路、岗－沅线路供带，湖区电网供电能力约为1 150 MW，且高负荷时段需要控制盘－芦双回线路潮流之和不超过320 MW，岗－沅线路与迎－沅线路潮流之和不超过430 MW。但2017年湖区220 kV变电站最大下网负荷将达到1 344 MW，见表2。因此，2017年若常德北输变电工程不能按时投运，湖区未新增外部输电线路或电源，湖区供电能力已不能满足负荷增长的需要。

表2 2017年湖区220 kV下网负荷 MW

2017年常德北输变电工程投运后，将显著减少高负荷时段上述220 kV湖区供电线路潮流，大大缓解了湖区供电压力。2017年丰水期大负荷正常方式下220 kV线路均不存在过载现象，若常德北变电站1号变压器跳闸，湖区供电线路负载最重的为石－七线路，输送功率357 MW，见表3。

表3 2017年湖区供电潮流

进一步计算表明，500 kV常德北输变电工程投运后，能够将常德、益阳北部湖区电网供电能力提高到1 450 MW，该负荷水平下常德北变电站1号变压器跳闸，石－七线路潮流将达到377 MW，接近该线路380 MW热稳极限输送功率。

暂态稳定计算分析结果表明，常德北主变投产后，近区220 kV线路发生N-1故障跳闸，湖南电网均能够保持暂态稳定。

综上，500 kV常德北输变电工程投运后可以有效提高常德、益阳北部湖区电网供电能力，能够满足未来2—3年湖区负荷增长的需要。

5 鄂湘联络线输电能力分析

2017年常德北500 kV变电站剖接入500 kV孱－复线路双回，孱－常双回线路和葛－岗线路组成鄂湘断面。

丰水期小负荷方式湖南220 kV下网负荷12 966 MW，湘中、湘南最小开机方式下，湘西南500 kV外送断面潮流2 050 MW，牌楼主变上网800 MW，鄂湘断面南送2 600 MW，孱－常线路 N-2，湖南电网能够保持稳定运行，暂态稳定水平与常德北输变电工程投运前相比，基本保持不变。但孱－常线路N－2后，鄂湘联络线所有潮流将由葛－岗线路单独供带，鄂湘联络线输电能力仍然受限于葛－岗线路热稳极限，需要采取切负荷的措施。

因此，常德北500 kV变电站剖接入孱－复双回线路后，鄂湘联络线南送功率极限维持不变，同时需要在常德北变电站投入稳控装置。

6 结论

1)500 kV常德北输变电工程投产将进一步加强常益张地区电网的网架结构，有效提升供电可靠性。

2)500 kV常德北输变电工程投产后，常益张地区500 kV主变下网能力从1 100 MW提高到了1 547 MW，显著提高了常益张地区500 kV主变下网能力，为满足该地区高负荷时期供电需求提供了保障。

3)500 kV常德北输变电工程投运后将常德、益阳北部湖区的供电能力从1 150 MW提高到了1 450 MW，为缓解湖区电网负荷快速增长带来的供电压力提供了手段。

4)500 kV常德北变电站剖接入500 kV孱－复双回线路后，在该站稳控装置投运的前提下，鄂湘联络线南送功率极限维持不变。

〔1〕中华人民共和国电力行业标准.电力系统安全稳定导则:DL755—2001 〔S〕.2001.

〔2〕国家电网公司.国家电网安全稳定计算技术规范:Q/GDW 404—2010 〔S〕.2010.

〔3〕国网湖南省电力公司.湖南电网2014—2015年冬季安全稳定运行规定 〔R〕.2014.

〔4〕国网华中分部.华中主网2014年冬季稳定规定 〔R〕.2014.

〔5〕国网湖南省电力公司.2015年度湖南电网运行方式 (强电部分) 〔R〕.2014.

〔6〕国网湖南省电力公司经济技术研究院.湖南省电力公司 “十三五”电网发展滚动规划 (2014版)〔R〕.2014.