山西中部電網弱電磁環網高壓通道開環檢修方式適應性問題研究

孟 濤，羅宏超，蘆曉輝

（國網山西省電力公司電力調度控制中心，山西太原 030001）

0 引言

電磁環網是電網發展到一定階段不可避免的產物，強電磁環網會提升局部區域短路電流，易造成短路電流超標。弱電磁環網在環網打開時會造成大量潮流轉移，容易導致設備過載甚至穩定問題[1-8]。

太原西部電網為典型的500—220 kV弱電磁環網，500 kV通道為云頂山—龍城線路，220 kV通道聯系較弱，由云頂山—邢家社—古交—冶峪及云頂山—南社—迎西—冶峪2個通道構成。

2018年5月，500 kV博明電廠倒接1 000 kV洪善站工程高跨施工涉及太原區域4回500 kV線路及2回220 kV線路配合停電，其中500 kV云龍線停電10天。500 kV云龍線通道斷開，將打開太原西部弱電磁環網，對環網220 kV通道造成較大影響。本文對此開環檢修方式面臨的問題及應對措施進行研究。

1 太原西部電網220 kV通道重載問題及對應開機要求

太原西部電網220 kV通道建成年代較早，包含部分老舊線路，線徑較細，載流能力較低。根據線路運維單位提供數據，冶古線最小載流元件為電纜（YJLW03-127/220-1×800），載流量為768A；邢古線最小載流元件為電纜（ZR-YJLW02-127/220-1×630），載流量為684 A，南古I線線路型號為2×185，載流量為790 A，云南線最小載流元件為2×185導線，載流量為790 A。圖1顯示了相關線路的結構和位置。

通過使用中國電科院BPA計算程序，對檢修方式電網相關線路潮流情況進行仿真分析。電網負荷邊界取2018年5月預測高峰負荷，基礎開機方式綜合考慮電力電量平衡及機組檢修計劃，考慮美錦、新嘉電廠全停、國金雙機、國峰單機、耀光單機。表1顯示了500 kV云龍線停電前后太原西部220 kV通道潮流變化情況。

圖1 中部電網電磁環網結構示意圖

表1 500 kV云龍線停電前后220 kV通道潮流變化

表2 云龍線停電基礎方式靜態安全分析潮流結果

為降低此檢修方式下云頂山站下送220 kV通道整體潮流，需要依靠太原南部電網新嘉電廠機組及呂梁—晉中電網美錦、國峰、國金、耀光電廠機組支撐，滿足地區供電平衡。經校核，為滿足-1運行要求，此區域的開機要求為新嘉、美錦、國峰、國金、耀光五電廠所有機組全開。由于相關機組可發電量不足、部分機組處于檢修狀態無法開出及環保因素制約等多個原因，此開機方式在運行中無法安排。即檢修方式下無法通過增開機組滿足通道斷面的-1過載問題。

2 調整解環運行方式研究

改變電網潮流分布的方法除變動開機方式外，還可以調整線路解環運行方式[9]。當前電網為綜合解決區域短路電流超標問題及過載問題，采取的是斷開趙南雙回線，馬小雙回線，北東雙回線，侯馬線，新馬II線，即云頂山和龍城片區形成電磁環網，云頂山和侯村打開電磁環網的運行方式。為降低云龍線檢修方式下云頂山站—龍城站電磁環網結構帶來的潮流轉移問題，考慮采用云頂山站—龍城站電磁解環，云頂山站—侯村站電磁合環的方式，即合上趙南雙回線，且同時斷開云頂山和龍城站的220 kV電網聯系通道。下面對相關解環方式進行校核分析。

2.1 合趙南雙，冶峪分母方式

國網山西省電力公司于2012年實施了冶峪分母工程，將冶峪站220 kV母線由雙母接線方式改造為雙母雙分段接線方式，具備分母運行條件，使得冶峪站220 kV母線分段聯絡開關成為云頂山和龍城區域的220 kV聯絡通道之一。

圖2 合趙南雙，冶峪分母方式

云龍線檢修方式下合上趙南雙，冶峪分母方式，結構如圖2所示。經過短路電流計算，中部電網短路電流均在開關遮斷電流范圍內。短路電流計算結果見表3。

表3 合趙南雙，冶峪分母方式短路電流計算結果

對解環調整后方式進行潮流計算，開機邊界條件同基礎方式，云頂山下送220 kV通道潮流為：云古II線潮流226 MW、邢古線潮流221 MW、云南線潮流198 MW、南古I線潮流168 MW、冶古線潮流150MW。相關220kV線路-1后結果見表4。

表4 合趙南雙，冶峪分母方式-1靜態安全分析結果

2.2 合趙南雙，斷開迎南雙及冶古線

除冶峪站母線分段開關外，冶古及迎南雙斷面或冶古及冶迎雙斷面也是聯系云頂山和龍城站的割集通道。相比母線分列運行，采取斷開迎西站220 kV出線的方式會相對削弱迎西站的供電可靠性，但由于方式調整后迎西站仍能維持雙回線供電，可靠性基本滿足要求。由于云頂山下送通道斷面云古II線及邢古線承載能力較弱，龍城站下送通道相對裕度充分，故選擇考慮斷開迎南雙及冶古線，結構如圖3所示。此方式下，迎西及冶峪站負荷由龍城500 kV變電站接帶。

圖3 合趙南雙，斷開迎南雙及冶古線

此方式短路電流計算結果見表5，相關廠站短路電流均在開關遮斷電流范圍內。

表5 合趙南雙，斷開迎南雙及冶古線短路電流計算結果

靜態安全分析結果見表6。

表6 合趙南雙，斷開迎南雙及冶古線靜態安全分析計算結果

此方式下，云古II線及邢古線斷面離太二電廠電氣距離最近，靈敏度最高。為進一步降低該斷面分布的潮流，嘗試增開太二電廠1臺機組。考慮太二電廠雙機方式，重新進行-1靜態計算分析。對應的計算結果見表7。

表7 迎南雙及冶古線斷開、太二雙機方式靜態安全分析計算結果

3 實際運行情況對比

山西省電力調度中心根據上述分析結論，印發云龍線檢修方式臨時運行規定，在500 kV云龍線停電后調整電網運行方式，合上趙南雙，斷開迎南雙及冶古線，安排太二電廠雙機運行。2018年5月3日至12日，云龍線實施停電檢修。實際運行中，相關設備潮流和電壓正常，云古II線及邢古線斷面潮流最大達到309 MW，滿足-1運行要求，與上述仿真分析結論一致。

4 結束語

弱電磁環網打開方式一般對系統運行產生較大影響。山西中部云頂山—龍城聯絡通道為典型的弱電磁環網，云龍線停電檢修方式下，部分潮流轉移至220 kV聯絡通道上，使得-1故障下部分線路嚴重過載。本文通過分析電網結構和相關通道潮流轉移關系，提出了云龍線停電方式下一種大幅緩解220 kV通道潮流重載程度的解環方式調整策略，經實際運行驗證合理、有效。本文的研究結論對類似若電磁環網打開方式的運行控制有一定的參考價值。