大負荷接入小電網中安全問題的研討

張宗芳 陳志英

（新疆天富熱電股份有限公司電力調度所，新疆 石河子 832000）

1 引言

石河子電網冬季最大負荷為398.83MW，在此基礎上增加合盛硅業一期用電負荷150MW，達到全網最大供電負荷的37.6%，使石河子電網冬季最大負荷達到580MW，為保證大負荷接入小電網后仍能保證全網的安全、穩定、經濟運行特做如下研討。

石河子電網目前網架結構如圖1所示。

根據石河子電網的網架結構提出2個供電方案，方案1：由110kV明珠變出兩回110kV線路至110kV合盛變。方案2：從南熱電廠220kV母線出雙回線至220kV合盛變。分別對2個方案進行了潮流計算，并對2個方案進行n-1方式詳細分析。

石河子電網的網架結構：①2010年石河子電網與新疆主電網分別采用兩種聯網方式，方式1即通過110kV瑪東I、II線聯網方式，方式2：與新疆電網通過220kV石河子西變電站聯網。②冬季石河子電網最大開機方式為紅山電廠10-15臺機，最大可能出力50MW。東熱電廠2×12+25MW，計49MW，最大可能出力49MW。西熱電廠2×6MW+3×12MW，計48MW，最大可能出力48MW。西熱電二廠2×50MW，計100MW，最大可能出力110MW。南熱電廠2×125MW，計250MW，最大可能出力180MW。③石河子電網現有無功補償裝置基本完好均可投入運行，合盛變按照裝變容量的1/3進行補償。④電磁環網開環點為35kV為二級電站35kV母聯，五級電站 35kV五四線，東熱電#3主變中壓側；110kV線路環網運行，無斷開點。

2 計算分析

計算使用程序為中國電力科學院PSASP電力系統分析綜合程序。

圖1 石河子電網結構簡圖

2.1 供電方案1：合盛硅業通過明珠變110kV供電

（1）方式1：石河子電網通過110kV瑪東I、II線與新疆電網聯網

通過潮流計算可以看出合盛硅業由明珠變110kV接入后，全網電壓比接入錢略有降低，基本正常；110kV東明線輸送負荷達到155.48+j69.74MVA，造成110kV東明線過載 44.2%。在石河子電網發電機組都滿發的情況下110kV瑪東線下網負荷達到156.47+j73.57 MVA，超過了該條線路允許通過的靜穩極限；損耗加大，可能會造成石河子電網限電，對石河子電網的安全穩定運行不利。為保證電網的供電可靠性，對比較重要的線路進行n-1方式。

1）110kV北明線斷開

潮流計算結果顯示110kV東明線輸送負荷由155.48+j69.74MVA增加為204.18+j98.96MVA，造成110kV東明線過載89.1%；在石河子電網發電機組都滿發的情況下110kV瑪東線下網負荷達到157.22+j74.83 MVA，超過了該條線路允許通過的靜穩極限；電網電壓下降嚴重，損耗加大，可能會造成石河子電網限電，對石河子電網的安全穩定運行很不利。

2）110kV東明線斷開

潮流計算結果顯示110kV北明線輸送負荷由47.71+j26.07MVA增加為205.52+j104.8MVA，造成110kV北明線過載達到92.36%；在石河子電網發電機組都滿發的情況下110kV瑪東線下網負荷達到172.44+j123.36MVA，遠遠超過了該條線路允許通過的靜穩極限；電網電壓普遍下降嚴重，損耗加大，可能會造成石河子電網限電，對石河子電網的安全穩定運行很不利。

3）110kV西北線斷開

潮流計算結果顯示110kV東明線輸送負荷由155.49+j69.74MVA增加為212.12+j95.38MVA，造成110kV東明線過載達到94.1%；在石河子電網發電機組都滿發的情況下110kV瑪東線下網負荷達到158.8+j79.77MVA，遠遠超過了該條線路允許通過的靜穩極限；電網電壓下降嚴重，損耗加大，可能會造成石河子電網限電，對石河子電網的安全穩定運行很不利。

（2）方式2：石河子電網通過220kV石河子西變電站與新疆電網聯網

通過潮流計算結果可以看出合盛硅業由明珠變110kV母線接入后，正常運行方式下從主電網下網負荷增加至160.02+j117.6 MVA，造成南熱電廠#1、#2主變滿載，電網電壓比接入前降幅較大，電壓普遍降低近5%，尤其是城北變、城東變、明珠變電壓降低超過5%，明珠變電壓降低了7%，電壓運行水平偏低。全網除110kV東南線輸送負荷為132.16+j58.5 MVA，過載42%；其他線路無過載現象。

為保證電網的供電可靠性，對比較重要的線路進行n-1方式。

1）110kV北明線斷開

潮流計算結果顯示110kV東明線輸送負荷由132.16+j58.5增加為204.33+j99.66 MVA造成110kV東明線過載達到91%；110kV東南線輸送負荷由143.23+j66.44MVA增加為178.45+j92.86造成110kV東南線過載達到80%；線路嚴重過載造成電壓下降嚴重，損耗加大。

2）110kV東明線斷開

潮流計算結果顯示在石河子電網發電機組都滿發的情況下220kV下網負荷達到175.46+j198.32 MVA.南熱電廠主變過載19%，造成電網電壓嚴重下降，全網損耗加大；110kV北明線輸送負荷由70.79+j36.51MVA增加為205.96+j106.8MVA，造成110kV北明線過載達到 90.1%；110kV西北線輸送負荷由98.04+j41.43MVA增至181.34+j100.35MVA造成110kV西北線過載達到67.9%；對電網的安全運行很不利。

3）110kV西北線斷開

潮流計算結果顯示全網電壓會有大幅下降，110kV東明線輸送負荷由132.2+j58.5MVA增至207.7+j94.8MVA，造成110kV東明線過載達到 92.44%；110kV東南線輸送負荷由143.23+j66.44MVA增加為209.82+j106.46MVA造成110kV東南線過載達到110%。

2.2 供電方案2：合盛硅業通過南熱電220kV線路供電

（1）方式1：石河子電網通過110kV瑪東I、II線與新疆電網聯網

通過潮流計算結果可以看出此接線方式全網各節點電壓一切正常，所有線路沒有過載現象；環網線路任意一條線路停電檢修也不會造成其余線路過載，南熱電廠直接給合盛硅業220kV供電大幅減少了110kV南東線負荷，同時減少了線路損耗。但在石河子電網各發電機組都滿發的情況下要從主電網下網電量，110kV瑪東線下網負荷達到132.48+j51.5 MVA，超過了該條線路允許通過的靜穩極限，全網損耗比通過220kV電網與新疆電網聯網的供電方案略大些。

（2）方式2：石河子電網通過220kV石河子西變電站與新疆電網聯網

通過潮流計算結果可以看出此接線方式全網各節點電壓一切正常，所有線路沒有過載現象；環網線路任意一條線路停電檢修也不會造成其余線路過載。220kV下網負荷直接通過220kV線路直供合盛硅業，大大降低了南熱電主變過載的可能性。全網損耗由110kV明珠變供電時的14.39+j90.72MVA，降低為8.28+j24.53MVA

3 表格分析

表1

4 結論

從以上計算數據及對比中可以看出，無論石河子電網與新疆電網采用哪種方式聯網，為保證石河子電網的安全、穩定、經濟運行，只能采用由南熱電廠220kV線路直接供電給合盛硅業的供電方案，在這種供電方案下，石河子電網與新疆電網通過220kV聯網更為安全經濟，可以避開本電網因南熱電廠主變過載導致下網負荷受限這一致命弱點。

[1]國家電力科學院.PSASP電力系統分析綜合程序.