云南末端電網(wǎng)安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析及對(duì)策

趙爽，王文娟，錢(qián)紋

（1.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司，昆明 650011；2.中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)云南省電力設(shè)計(jì)院有限公司，昆明 650051）

0 前言

隨著云南水電大規(guī)模的開(kāi)發(fā)和建設(shè)，以及云南省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化，云南省整體負(fù)荷水平將加大，因此有必要繼續(xù)提升云南電網(wǎng)整體的供電能力，加強(qiáng)云南電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，完善優(yōu)化現(xiàn)有電網(wǎng)供電模式，特別是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱的云南末端電網(wǎng)，保證電網(wǎng)在發(fā)生典型故障時(shí)不造成電力安全事故，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證用戶的安全可靠用電，防范和抵御電網(wǎng)可能存在的電力安全事故風(fēng)險(xiǎn)。

1 云南電網(wǎng)現(xiàn)況及特點(diǎn)

多年來(lái)，受邊疆高海拔山區(qū)等地理?xiàng)l件限制影響，云南省區(qū)域間經(jīng)濟(jì)發(fā)展和電網(wǎng)建設(shè)情況差距較大，其中，云南中部、東部、東南部片區(qū)作為經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展中心，用電負(fù)荷增長(zhǎng)迅速，電網(wǎng)建設(shè)投入大，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)，電網(wǎng)供電能力和供電可靠性均較高；相比之下，云南西北、西南、東北等地區(qū)，特別是靠近云南省域邊界地區(qū)，由于山高林茂，經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件有限，用電需求和電網(wǎng)建設(shè)緩慢，部分地區(qū)目前仍僅有單一供電電源、單臺(tái)主變或單回供電線路，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也多以單環(huán)網(wǎng)、單輻射為主，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對(duì)較弱，供電能力較差。[2]

未來(lái)五年，隨著云南各地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、新農(nóng)村建設(shè)、旅游業(yè)等方面的發(fā)展步伐加快，預(yù)計(jì)云南省西北、西南、東北等地區(qū)的用電負(fù)荷將有較大增長(zhǎng)，有必要在未來(lái)幾年努力提升云南末端電網(wǎng)供電能力和供電質(zhì)量。

2 云南末端電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1 安全事故等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)及故障類(lèi)型

根據(jù)《中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力事故事件調(diào)查規(guī)程（Q/CSG 210020-2014）》中電力安全事故等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，會(huì)造成云南末端電網(wǎng)出現(xiàn)較大及以上電力安全事故的判定標(biāo)準(zhǔn)。[9]云南末端電網(wǎng)主要研究的檢修N-1故障類(lèi)型包括：變電站主變檢修N-1故障、變電站母線檢修N-1故障[3]、雙回線路檢修N-1故障[4]、同一變電站單臺(tái)主變檢修一回出線N-1故障、同一變電站一回出線檢修一臺(tái)主變N-1故障、變電站主變檢修與之相關(guān)聯(lián)的一回線路N-1故障、一回線路檢修與之相關(guān)聯(lián)的另一回線路N-1故障、一回線路檢修與之相關(guān)聯(lián)的變電站一臺(tái)主變N-1故障[1-5]。

2.2 末端電網(wǎng)安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析

圖1 A市、B市、C市網(wǎng)架示意圖

從云南500 kV電網(wǎng)層面來(lái)看，至“十三五”末期，云南仍有部分末端地區(qū)500 kV變電站僅有單臺(tái)主變，或是僅有單一通道與云南主網(wǎng)聯(lián)絡(luò)，導(dǎo)致電網(wǎng)可能存在安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，據(jù)分析，在考慮檢修方式下的電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)控措施后，2019-2020年云南500 kV末端電網(wǎng)可能發(fā)生的較大及以上電力安全事故共計(jì)有12項(xiàng)，均為較大事故[1]。例如：設(shè)區(qū)的地級(jí)市A市電網(wǎng)，因其境內(nèi)唯一的500 kV甲變電站僅有單臺(tái)主變，甲變與主網(wǎng)間又僅有單一通道的雙回500 kV線路相連，加之周邊220 kV電網(wǎng)轉(zhuǎn)供電能力有限（如圖1），當(dāng)甲變220 kV母線發(fā)生檢修N-1故障時(shí)，將會(huì)造成A市負(fù)荷損失，發(fā)生電網(wǎng)較大事故；又如，與A市相鄰的B市電網(wǎng)，因B市220 kV電網(wǎng)正常情況下與A市220 kV電網(wǎng)斷環(huán)運(yùn)行，且無(wú)備自投裝置，B市電網(wǎng)供電主要依靠B市唯一的500 kV乙變電站和其雙回500 kV主干線供電（如圖1），當(dāng)上述500 kV變電站主變或主干通道發(fā)生檢修N-1故障時(shí)，將會(huì)造成B市電網(wǎng)與主網(wǎng)解列，導(dǎo)致B市負(fù)荷損失，特別是損失B市境內(nèi)的兩個(gè)縣級(jí)市的用電負(fù)荷，進(jìn)而造成電網(wǎng)較大事故[6-8]。

圖2 D市網(wǎng)架示意圖

從云南220 kV電網(wǎng)層面來(lái)看，至“十三五”末期，因部分末端電網(wǎng)供電片區(qū)撤縣設(shè)市，其電網(wǎng)安全運(yùn)行要求大幅提升，導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)新的安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，據(jù)分析，在考慮檢修方式下的電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)控措施后，2019-2020年期間云南110 kV、220 kV末端電網(wǎng)可能發(fā)生的較大及以上電力安全事故共計(jì)有42項(xiàng)，發(fā)生數(shù)量最多的是較大事故[1]。例如：位于云南省西北端的縣級(jí)市C市，其電網(wǎng)僅有220 kVC1變電站及其至相鄰電網(wǎng)E1變電站的長(zhǎng)距離220 kV雙回線路與云南主網(wǎng)聯(lián)絡(luò)（如圖1），整個(gè)C市經(jīng)由220 kVC1變電站向其境內(nèi)三座110 kV變電站供電，一旦C1變電站主變或220 kV母線、或110 kV母線發(fā)生檢修N-1故障、或是C1變至E1變的220 kV同塔雙回線路發(fā)生檢修N-1故障，均會(huì)造成C市整個(gè)供電片區(qū)失電，從而導(dǎo)致負(fù)荷損失，發(fā)生電網(wǎng)較大事故；同樣的情況也出現(xiàn)在云南省東北部縣級(jí)市D市電網(wǎng)，D市目前僅有220 kVD1變電站及其至500 kV丙站、220 kVF1變電站的220 kV雙回線路與主網(wǎng)相連（如圖2），經(jīng)由D1變電站向D市城區(qū)唯一的110 kV變電站輻射式供電，一旦D1變電站主變或220 kV母線、或110 kV母線發(fā)生檢修N-1故障，均會(huì)造成D1變電站失電，從而導(dǎo)致D市負(fù)荷損失，發(fā)生電網(wǎng)較大事故[8]。

3 云南末端電網(wǎng)應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)方案

針對(duì)上述云南末端電網(wǎng)存在的安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，可采取以下措施加強(qiáng)電網(wǎng)，提前防范和抵御可能存在的電力安全事故。

其中，500 kV電網(wǎng)層面：針對(duì)A市電網(wǎng)因500 kV甲變電站存在的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，建議在甲變電站220 kV雙母線接線預(yù)留分段斷路器的場(chǎng)地上加裝母線分段斷路器，將雙母線接線變?yōu)殡p母線雙分段接線，即可解決可能存在的較大事故風(fēng)險(xiǎn)，事故等級(jí)由較大事故轉(zhuǎn)為無(wú)事故事件；針對(duì)B市單一供電通道而導(dǎo)致的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，建議在乙變電站500 kV設(shè)備檢修方式下，就將B市境內(nèi)與A市相連的220 kVB1變電站和B2變電站轉(zhuǎn)由A市電網(wǎng)供電，提前降低電網(wǎng)事故風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還需注意加強(qiáng)電網(wǎng)設(shè)備維護(hù)及運(yùn)行管理，降低事故發(fā)生概率[7,10]。

220 kV層面：針對(duì)C市電網(wǎng)、D市電網(wǎng)存在的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，建議打破該區(qū)域現(xiàn)有單一變電站和單一輸電線路通道供電的格局，規(guī)劃年在C市和D市分別建設(shè)第二個(gè)220 kV變電站及其輸電線路通道，由兩個(gè)220 kV變電站共同對(duì)該片區(qū)供電，形成互備供電結(jié)構(gòu)，新建站與主網(wǎng)間構(gòu)建新的聯(lián)絡(luò)通道，即可解決上述較大事故風(fēng)險(xiǎn)，事故等級(jí)可由較大事故轉(zhuǎn)為無(wú)事故事件[10-12]。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著云南省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，需要逐步提升云南電網(wǎng)整體供電能力和供電水平，特別是在現(xiàn)狀仍然較為薄弱的云南末端電網(wǎng)，更需要注意其可能存在供電安全隱患，提前預(yù)判末端電網(wǎng)可能存在的安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，改善末端電網(wǎng)單一元件供電模式、調(diào)整檢修方式下末端電網(wǎng)運(yùn)行模式、新建規(guī)劃年電網(wǎng)加強(qiáng)項(xiàng)目，為建設(shè)更可靠、更堅(jiān)強(qiáng)的云南電網(wǎng)而打好基礎(chǔ)。