大型電站對所在區(qū)域供電的系統(tǒng)接線模式分析

錢紋

(云南電網(wǎng)公司，云南 昆明 650011)

1 系統(tǒng)接線模式

云南電網(wǎng)在大型電站所在區(qū)域存在如下的系統(tǒng)供電接線:

1.1 模式一

有機(jī)組接入220 kV 側(cè)，500 kV 與220 kV 間設(shè)有1 臺聯(lián)變，以220 kV 出線向所在區(qū)域供電該類接線為避免500/220 kV 間的電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行時500 kV 出線全故障造成220 kV 出線過載而必須正常解環(huán)運(yùn)行，這樣一來電站的聯(lián)絡(luò)變和接于220 kV 母線的機(jī)組將作為區(qū)域的主供電源供電，機(jī)組N－1 后由聯(lián)絡(luò)變和其它接入220 kV 的機(jī)組進(jìn)行供電，而聯(lián)絡(luò)變N－1 后由接入220 kV 的機(jī)組供電。

當(dāng)機(jī)組N－1 后供電在很長一段時間內(nèi)問題不大(只要區(qū)域負(fù)荷小于聯(lián)變和最小1 臺接入220 kV 的機(jī)組供電能力之和)。而當(dāng)聯(lián)絡(luò)變N－1 后由接入220 kV 機(jī)組供電時，區(qū)域孤網(wǎng)，供電初期由于地方負(fù)荷小，又加之當(dāng)?shù)亻_發(fā)有中小水電，因此由電站供電的負(fù)荷極小，甚至存在上網(wǎng)的情況，極有可能造成區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷全失的事故，只是損失負(fù)荷量小影響不大;但隨著地方負(fù)荷的增加，需要接入220 kV 機(jī)組出力與負(fù)荷匹配方能保證區(qū)域孤網(wǎng)后的穩(wěn)定，出力小于負(fù)荷需要切除負(fù)荷、出力大于負(fù)荷需要切除適量機(jī)組，實(shí)際操作難度大，易造成區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷全失的事故。

1.2 模式二

無機(jī)組接入220 kV 側(cè)，500 kV 與220 kV 間設(shè)有1 臺聯(lián)變，以220 kV 出線向所在區(qū)域供電該類接線最大的問題是為避免500/220 kV 間的電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行時500 kV 出線全故障造成220 kV 出線過載而必須正常解環(huán)運(yùn)行，這樣一來電站的聯(lián)絡(luò)變將作為區(qū)域的主供電源。

供電初期由于地方負(fù)荷小，又加之當(dāng)?shù)亻_發(fā)有中小水電，因此由電站下網(wǎng)供電的負(fù)荷極小，甚至存在上網(wǎng)的情況，聯(lián)絡(luò)變N－1 后損失負(fù)荷量小影響不大。但隨著地方負(fù)荷的增加、聯(lián)絡(luò)變下網(wǎng)量增大，作為區(qū)域供電主要電源的聯(lián)絡(luò)變一旦出現(xiàn)N－1 故障后，開斷的220 kV 聯(lián)絡(luò)線由于存在地方小電難以實(shí)現(xiàn)備自投，極有可能造成區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷全失的事故，就即便備自投成功，也將受制于聯(lián)變或者聯(lián)絡(luò)線輸送能力而缺乏供電可持續(xù)性。

1.3 模式三

機(jī)組全部接入500 kV 側(cè)，所在區(qū)域供電通過附近的500 kV 變電所的220 kV 側(cè)進(jìn)行供電

電站裝機(jī)5* 60 萬kW，設(shè)立500 kV 一級出線，全部機(jī)組直接接入500 kV 母線，規(guī)劃通過500 kV 德茂變的220 kV 出線對所在區(qū)域供電。

該模式屬于典型的“二次升壓”，即電站才升壓為500 kV 又降壓為220 kV 供電的情況，增加一次設(shè)備投資和運(yùn)行成本，加大網(wǎng)損，在電網(wǎng)規(guī)劃中一般不采納，上述兩種情況主要因為直流輸電的可靠性需要以及電站歷史原因無法擴(kuò)建造成。

1.4 模式四

電站有機(jī)組接入?yún)^(qū)域設(shè)立的220 kV 變電所或開關(guān)站進(jìn)行供電，該機(jī)組與直接接入500 kV 的機(jī)組間無電氣聯(lián)系;220 kV 變電所或開關(guān)站與系統(tǒng)不少于兩回線路連接.

1)供電優(yōu)點(diǎn):電站可以滿足就近消納負(fù)荷的要求，多余或不足通過其它與系統(tǒng)相連的通道實(shí)現(xiàn)，可以在N－1 故障后滿足區(qū)域負(fù)荷供電。由于500/220 kV 間沒有電氣聯(lián)系，因此上述各類接線模式中存在的電磁環(huán)網(wǎng)斷環(huán)的問題可以避免。

2)存在的問題:

220 kV 區(qū)域變電所或開關(guān)站與系統(tǒng)要不少于兩回線路聯(lián)絡(luò)，且必須滿足線路N－1 后的供電。如果區(qū)域負(fù)荷長期偏小需要通過220 kV 線路長距離向系統(tǒng)送出電站電能，損耗較大。電廠內(nèi)部相當(dāng)于兩站運(yùn)行，在水電站還有水調(diào)復(fù)雜的問題。區(qū)域負(fù)荷增長比較確定，可以就近消納電站的電力;最好與系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)距離不太遠(yuǎn)。

1.5 模式五

電站采用至少2 臺三卷變接入系統(tǒng)，設(shè)220 kV2 回以上出線對區(qū)域供電，220 kV 供電的變電所與系統(tǒng)無電氣聯(lián)系

1)供電優(yōu)點(diǎn):電站可以滿足就近消納負(fù)荷的要求，多余電力可以通過500 kV 直接送出，可以在220 kV 線路N－1 故障后滿足區(qū)域負(fù)荷供電。由于電站與系統(tǒng)沒有電氣聯(lián)系，因此上述各類接線模式中存在的電磁環(huán)網(wǎng)斷環(huán)的問題可以避免。

2)存在的問題:形成以電站為核心的供電片區(qū)，如果區(qū)域負(fù)荷短期內(nèi)增長超過三卷變220 kV 側(cè)的下網(wǎng)值或主變N－1 后無法滿足供電則需要另外尋求渠道解決供電。此外三卷變對于偏遠(yuǎn)的大型水電站來說還面臨著大件運(yùn)輸無法解決的問題，在云南成為方案制約的主要原因。

3)適應(yīng)情況:區(qū)域負(fù)荷增長難以確定，可以就近消納電站的電力;與系統(tǒng)的距離過遠(yuǎn)聯(lián)絡(luò)成本過高。

2 接線模式的建議

云南的大型電站基本上在電網(wǎng)的末端，電站所在區(qū)域的負(fù)荷一般都需要經(jīng)歷一個低負(fù)荷時期才逐步增加，甩開附近的大電站不用而遠(yuǎn)距離從主網(wǎng)進(jìn)行供電顯然不可取。因此依托大電站對所在區(qū)域進(jìn)行供電是電網(wǎng)的優(yōu)先選擇。

1)電站在電網(wǎng)末端、遠(yuǎn)離主網(wǎng)的地方，近期內(nèi)無負(fù)荷明顯增長.建議:采用模式二。當(dāng)負(fù)荷增長到聯(lián)變N－1 會引起事故考核時，正常可以采用聯(lián)變、系統(tǒng)在區(qū)域220 kV 變電所內(nèi)分裂供電，這樣盡量降低事故考核等級。

2)電站在電網(wǎng)末端、遠(yuǎn)離主網(wǎng)的地方，近期內(nèi)負(fù)荷明顯增長，建議:采用模式一。為解決聯(lián)變N－1 可能的孤網(wǎng)后穩(wěn)定問題，可以采用正常聯(lián)變加部分電站機(jī)組、部分電站機(jī)組加系統(tǒng)在區(qū)域220kV 變電所內(nèi)分裂供電(類似模式四)，盡量均衡供電負(fù)荷，盡量降低事故考核等級。

3)電站距離主網(wǎng)較近，近期內(nèi)負(fù)荷明顯增長，建議:采用模式四。

4)電站距離主網(wǎng)較近，近期內(nèi)負(fù)荷無明顯增長，建議:采用模式二。

5)特殊情況，如只能一級電壓出線的地方，建議:采用模式五。

3 結(jié)束語

在云南“十三五”及遠(yuǎn)期規(guī)劃中，結(jié)合瀾滄江上游、金沙江下游等梯級電站的投產(chǎn)，可以多方面分析對電站所在區(qū)域做好供電規(guī)劃，讓供電惠及電站所在地的區(qū)域，更好、更長、更靈活地服務(wù)于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。