電廠機組降壓運行后消納能力分析

羅純堅，潘力強，費燁，熊煒(.國網湖北省電力公司電力經濟技術研究院，湖北武漢 40077;

2.國網湖南省電力公司，湖南長沙 410007;

3.中國電力科學研究院，湖北武漢 430074）

電廠機組降壓運行后消納能力分析

羅純堅1，潘力強2，費燁3，熊煒1(1.國網湖北省電力公司電力經濟技術研究院，湖北武漢 430077;

2.國網湖南省電力公司，湖南長沙 410007;

3.中國電力科學研究院，湖北武漢 430074）

從潮流、暫態穩定、短路電流等方面，對湘潭電廠3號機組由500 kV電網改接至220 kV電網后，對主網及長株潭受端電網的影響進行系統分析。研究表明，這樣改接可減輕云田主變下網壓力，改善受端電網的潮流分布，同時系統的電壓穩定水平較高，短路電流可維持在合理水平，技術上具有可行性。

潮流;穩定;短路電流;消納能力

湘潭電廠地處湖南長株潭負荷中心地區，是保障長株潭地區電力供應的主力機組之一。目前，長、株、潭三市220 kV層面共有發電裝機容量1 940 MW，而三市最高負荷已超過6 400 MW。根據運行要求，株洲電廠、湘潭電廠、長沙電廠220 kV并網機組至少需要保持3臺機組運行才能滿足基本負荷需求，而目前3個電廠并入220 kV層面的機組僅有5臺。湘潭電廠二期2臺600 MW機組目前通過500 kV湘云雙回線接入500 kV云田變，2011年云田主變最大下網負荷已超過1 100 MW，隨著負荷的高速增長，云田主變“N-1”方式下將嚴重過載。為有效解決長株潭電網安全隱患，同時提高湘潭電廠二期機組的經濟效益，文中對其改接至220 kV電網相關系統問題進行分析研究，考慮將500 kV湘潭電廠3號機組出線湘云I回降壓運行，改接至220 kV白馬壟變電站，并從潮流、暫態穩定、短路電流等方面，研究了對主網及長株潭受端電網的影響〔1〕。

1 機組改接后潮流分析

1)正常方式下的潮流分析〔2〕

湘潭電廠二期3號機組改接220 kV電網后，在長株潭地區電源全開機的正常方式下，500 kV云田主變下網壓力得到明顯緩解，從原有的1 139 MW下降到846 MW，云田變下網潮流達到云田變容量的56.4%。由于湘潭電廠3號機組接入低電壓等級網絡，電源出力在株洲地區得到就地消納，使得通過500 kV網絡分配的潮流減少，500 kV星云線的潮流明顯減輕。500 kV附近220 kV線路潮流較均勻，220 kV云白雙回線的功率輸送壓力得到極大緩解，并出現潮流反送現象，見表1。從區外網絡來看，湘潭電廠二期3號機組改接220 kV電網后，特高壓南荊線的潮流無明顯變化，鄂湘聯絡線中500 kV葛崗線、江復I線的潮流略有增加。從電壓變化情況來看，各特高壓站點和湖南主要的500 kV站點的運行電壓均無明顯變化，見表2。

表1 湘潭電廠500 kV機組改接潮流比對 MW

表2 湘潭電廠500 kV機組改接電壓比對 kV

2)N-1方式下的潮流分析〔2〕

長株潭地區220 kV層面全開機方式下，220 kV線路發生N-1故障，其余220 kV線路均不會出現熱穩過載問題。500 kV云田主變下網潮流為846 MW，主變N-1情況下，另一臺主變輕微過載。

3)調整開機后潮流分析〔2〕

若湘潭電廠3號機組全停，長株潭地區220 kV線路N-1故障情況下不會出現熱穩問題。此時500 kV云田主變下網潮流1 097 MW，若在發生主變N-1故障或在湘潭電廠3號機組未開機方式下，安排云田主變檢修，云田另一臺主變將嚴重過載。湘潭電廠3號機組、株洲電廠機組全停，220 kV云白雙回線在一回線發生N-1故障，另一回線將過熱穩。500 kV云田主變下網潮流為1334 MW，云田主變將重載運行，無法通過N-1校核。

通過潮流計算分析，可以得到如下結論:①湘潭電廠3號機組降壓接至220 kV電網緩解了500 kV云田變下網壓力，提高了長株潭電網的供電可靠性。②湘潭電廠3號機組改接后，500 kV云田變的下網壓力并未得到根本解決，建議對云田變進行擴建或改造，從而根本解決作為株洲地區樞紐變電站的云田供電瓶頸問題。③ 湘潭電廠3號機組改接至白馬壟，在大負荷方式下，存在潮流由白馬壟向云田變反供現象，在小負荷方式下，若保持湘潭電廠3號機組全開，云白線潮流反送現象將更加突出，運行中應引起關注。④湘潭電廠3號機組停機后將會導致500 kV云田主變接近重載運行，在N-1故障情況下，云田主變將嚴重過載。湘潭電廠3號機組和株洲電廠機組全停情況下將導致220 kV云白雙回存在N-1熱穩問題，因此為保障株洲電網的安全運行，株洲地區需保持一定的開機方式。

2 湘潭電廠3號機組掉機穩定分析〔3〕

選取湘潭電廠3號機組掉大機嚴重故障方式下進行全網穩定校核，選取特高壓南陽和荊門站、500 kV云田變電站、特高壓南荊線、500 kV云田下網及相關220 kV廠站、線路為研究對象。研究結果表明，600 MW機組跳閘后，華中電網各機組功角在經過1個周波后迅速呈收斂趨勢，經過3個周波之后即刻恢復穩定，各點電壓能迅速恢復到1.0 p.u.左右，各線路潮流能迅速穩定至相應值，且云田下網潮流不會超過其熱穩極限，系統保持穩定運行。

3 機組改接后短路分析〔3〕

對湘潭電廠3號機組改接后長株潭地區全接線方式下的短路電流進行掃描，結果表明，湘潭電廠3號機組改接至220 kV層面后，云田變220 kV側短路水平接近50 kA，同時220 kV白馬垅變短路電流達39kA。長株潭地區其余220 kV短路電流水平相對較小，不會對電網構成威脅。

4 結論

湘潭電廠3號機組降壓接至220 kV電網，緩解了500 kV云田變下網壓力，提高了長株潭電網的供電可靠性，實現了電能的就地消納，提高了電網運行的安全性和運行靈活性。湘潭電廠3號機組若發生掉機等事故，220 kV及以上電壓等級網絡沒有功角、電壓、潮流等暫態穩定問題。云田變220 kV側短路水平接近50 kA，需要研究制定限流措施。另外，湘潭電廠3號機組改接后，500 kV云田變的下網壓力減輕，但并未得到根本解決，湘潭電廠3號機組開機情況下，云田變下網潮流仍達到云田變容量的56.4%。隨著株洲地區和長沙東南部地區負荷的發展，云田變的下網潮流將不斷增大，仍需在電網規劃中研究對云田變進行擴建或改造，從而根本解決作為株洲地區樞紐變電站的云田供電瓶頸問題。

〔1〕何仰贊，溫增銀.電力系統分析〔M〕.武漢:華中科技大學出版社，2002.

〔2〕中華人民共和國國家經濟貿易委員會.DL 755—2001電力系統安全穩定導則〔S〕.北京:中國電力出版社，2001.

〔3〕王梅義，吳競昌，蒙定中.大電網系統技術〔M〕.中國電力出版社，1995:132-139.

Analysis on assimilative capacity of Power Plant unit in operation with lower voltage level

LUO Chun-jian1，PAN Li-qiang2，FEI Ye3，XIONG Wei1
(1.State Grid Hubei Electric Power Corporation Economic＆ Technology Research Institute，Wuhan 430077，China;2.State Grid Hunan Electric Power Corporation，Changsha 410007，China;3.Electric Power Research Institute，Wuhan 430074，China)

The impact on the main network and the receiving end power grid of Changsha Zhuzhou Xiangtan area were systematically discussed in the paper，on the power flow，transient stability，short circuit current，after Xiangtan Power Plant 3rdunit has been grafted to 220 kV power network.The research result shows that after being reconnected，the heavy power flow of the Yuntian substation will be released，power flow distribution of receiving end power grid can be improved，and the stability and the short circuit current can be controlled in an reasonable range.

power flow;stability;short circuit current;assimilative capacity

TM744

B

1008-0198(2014)02-0036-02

10.3969/j.issn.1008-0198.2014.02.011

2013-06-26