合肥城市電網(wǎng)電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)分析

1、第32卷第20期電網(wǎng)技術(shù)V ol. 32 No. 20 2008年10月Power System Technology Oct. 2008文章編號(hào):1000-3673(200820-0073-04 中圖分類(lèi)號(hào):TM727.2;TM715 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 學(xué)科代碼:470·4051 合肥城市電網(wǎng)電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)分析周莉梅1,范明天1,張祖平1,滕林2(1.中國(guó)電力科學(xué)研究院,北京市海淀區(qū) 100192;2.安徽省電力公司,安徽省合肥市 230022Analysis on Breaking up Electromagnetic Ring in Hefei Urban Power Networ

2、kZHOU Li-mei1,FAN Ming-tian1,ZHANG Zu-ping1,TENG Lin2(1.China Electric Power Research Institute,Haidian District,Beijing 100192,China;2.Anhui Electric Power Corporation,Hefei 230022,Anhui Province,ChinaABSTRACT: Based on present situation and prospective planning scheme of Hefei urban power network,

3、 the development of this urban power network is divided into three stages; the schemes of connecting 500kV substation into 220kV power network and timing and locations of breaking up the electromagnetic ring under different stages are determined; the suggestions to improve Hefei urban power network

4、planning scheme are put forward. The practical case given in this paper verifies the correctness of guiding ideology to actively deal with electromagnetic ring in urban power network and corresponding technical principles, so this research result is available for reference to domestic urban power ne

5、twork planning and its engineering implementation.KEY WORDS: urban power network;electromagnetic ring; timing and location to break up electromagnetic ring;short circuit current摘要:根據(jù)合肥城市電網(wǎng)現(xiàn)狀及其遠(yuǎn)景規(guī)劃方案,把該城市電網(wǎng)的發(fā)展分為3個(gè)階段,確定了不同發(fā)展階段500kV變電站接入220kV電網(wǎng)的方案、電磁環(huán)網(wǎng)的解環(huán)時(shí)機(jī)及解環(huán)點(diǎn),對(duì)該城市電網(wǎng)的規(guī)劃方案提出了改進(jìn)建議。文章提供的實(shí)際案例驗(yàn)證了主動(dòng)處理城市電網(wǎng)電磁

6、環(huán)網(wǎng)的指導(dǎo)思想及相應(yīng)技術(shù)原則的正確性,可為我國(guó)城市電網(wǎng)的規(guī)劃及其工程實(shí)施提供參考。關(guān)鍵詞:城市電網(wǎng);電磁環(huán)網(wǎng);解環(huán)時(shí)機(jī)和解環(huán)點(diǎn);短路電流0 引言目前我國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)有3個(gè)典型特點(diǎn):1500kV 主網(wǎng)架正在逐漸形成、完善和加強(qiáng),電網(wǎng)結(jié)構(gòu)總體薄弱;2全國(guó)聯(lián)網(wǎng)逐步實(shí)施,交流弱聯(lián)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題突出;3高低壓電磁環(huán)網(wǎng)大量存在,送電能力受限,靠大量的安全自動(dòng)裝置來(lái)提高送電能力,并作為安全穩(wěn)定的最后防線1-8。隨著500kV和220kV電網(wǎng)的發(fā)展和完善,電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行有可能引起部分500kV變電站及一些220kV樞紐變電站的220kV母線短路容量達(dá)到或超過(guò)斷路器的額定容量,這對(duì)系統(tǒng)安全和穩(wěn)定運(yùn)行不利。因此,實(shí)行

7、500/220kV分層分區(qū)運(yùn)行是必然趨勢(shì),220kV電網(wǎng)將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榈貐^(qū)配電網(wǎng)絡(luò)。隨著500kV電網(wǎng)的逐步完善,220kV電網(wǎng)的建設(shè)和規(guī)劃應(yīng)結(jié)合地區(qū)內(nèi)新電源點(diǎn)(包括500kV變電站和接入220kV電網(wǎng)的電廠的建設(shè)及功率輸送要求,逐步理順結(jié)構(gòu),為分片運(yùn)行做好準(zhǔn)備9-12。本文將以合肥城市電網(wǎng)典型的500/220kV電磁環(huán)網(wǎng)為例,根據(jù)其現(xiàn)狀和遠(yuǎn)景規(guī)劃把該城市電網(wǎng)劃分為3個(gè)發(fā)展階段,根據(jù)220kV電網(wǎng)的布線原則,給出第二、三發(fā)展階段500kV變電站接入該城市220kV電網(wǎng)的方案;并根據(jù)主動(dòng)處理城市電網(wǎng)電磁環(huán)網(wǎng)的指導(dǎo)思想及相應(yīng)技術(shù)原則13確定不同發(fā)展階段電磁環(huán)網(wǎng)的解環(huán)時(shí)機(jī)、解環(huán)點(diǎn),最后給出合肥城市電網(wǎng)

8、規(guī)劃方案的具體改進(jìn)建議。1 合肥城市電網(wǎng)概況及其發(fā)展階段劃分1.1電網(wǎng)概況2007年,合肥城市電網(wǎng)擁有500kV變電站(肥西變1座,主變?nèi)萘繛?×801MV A;220kV變電站10座,變電總?cè)萘?700MV A。220kV網(wǎng)架已形成“日”字型雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),并通過(guò)11條220kV線路與周邊電網(wǎng)相連。2010年,合肥城市電網(wǎng)規(guī)劃新建500kV變電站1座(肥東變,主變?nèi)萘?×1000MV A,變電總?cè)萘繛?602MV A;規(guī)劃新建220kV變電站5座,變電總?cè)萘繛?590MV A。2015年,合肥城市電網(wǎng)將新建500kV變電站274 周莉梅等:合肥城市電網(wǎng)電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)分析V ol

9、.32No.20 座(肥南變和肥北變,主變?nèi)萘烤鶠?×1000MV A;擴(kuò)建500kV變電站1座,變電總?cè)萘?602MV A;規(guī)劃新建220kV變電站9座,擴(kuò)建220kV變電站8座,合計(jì)新增變電容量4470MV A,變電總?cè)萘繛?060MV A。1.2電網(wǎng)發(fā)展階段劃分2007年,500kV電網(wǎng)在合肥城市電網(wǎng)范圍內(nèi)只有1個(gè)落點(diǎn),220kV網(wǎng)架已經(jīng)形成日字形雙環(huán)網(wǎng),220kV電網(wǎng)仍處在發(fā)展期,220kV網(wǎng)架線路承擔(dān)部分輸電功能。因此2007年為合肥城市電網(wǎng)發(fā)展的第一階段。2010年,500kV電網(wǎng)在合肥城市電網(wǎng)范圍內(nèi)將有2個(gè)落點(diǎn),與220kV電網(wǎng)形成電磁形網(wǎng),解環(huán)方案較多。因此2010年

10、為合肥城市電網(wǎng)發(fā)展的第二階段。2015年,500kV電網(wǎng)在合肥城市電網(wǎng)范圍內(nèi)成環(huán)(有4個(gè)落點(diǎn),500kV網(wǎng)架結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng),220kV電網(wǎng)具備分區(qū)運(yùn)行的條件。因此2015年為合肥城市電網(wǎng)發(fā)展的第三階段。合肥城市電網(wǎng)不同發(fā)展階段及特點(diǎn)見(jiàn)表1。表1 合肥城市電網(wǎng)發(fā)展階段的劃分及特點(diǎn)Tab. 1 The division of different developing stages inHefei urban power network發(fā)展階段省網(wǎng)結(jié)構(gòu)(500 kV城網(wǎng)結(jié)構(gòu)(220 kV城網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一在合肥城網(wǎng)范圍內(nèi)只有1座肥西變。日字型雙環(huán)網(wǎng)500kV網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱。二在合肥城網(wǎng)范圍內(nèi)有2座變電站(肥

11、西變、肥東變互聯(lián)。雙環(huán)網(wǎng)500kV電網(wǎng)與220kV電網(wǎng)可能形成電磁環(huán)網(wǎng)。三在合肥城網(wǎng)范圍內(nèi)成環(huán)(有4座變電站。梅花瓣型500kV網(wǎng)架結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng),220kV電網(wǎng)具備解環(huán)條件。2 第一階段電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)分析2007年合肥城市電網(wǎng)接線見(jiàn)圖1。城網(wǎng)范圍內(nèi)不存在500/220kV電磁環(huán)網(wǎng),但與省網(wǎng)之間形成了8個(gè)電磁環(huán)網(wǎng)。通過(guò)對(duì)2007年合肥城市220kV電網(wǎng)(合環(huán)方式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算可得以下結(jié)論:1系統(tǒng)潮流分布合理,各節(jié)點(diǎn)電壓基本滿足要求;2環(huán)網(wǎng)中任一500kV線路斷開(kāi)時(shí)不會(huì)發(fā)生大規(guī)模功率轉(zhuǎn)移;3合肥城市電網(wǎng)500kV和220kV側(cè)的短路電流值均滿足文獻(xiàn)14的要求;4該城市電網(wǎng)以電磁環(huán)網(wǎng)方式運(yùn)行,受端電壓水平基

12、本不受影響。根據(jù)電磁環(huán)網(wǎng)的解環(huán)思路13,建議合肥城市電網(wǎng)2007年保持500/220kV電磁環(huán)網(wǎng)方式運(yùn)行。 500 kV變電所;220 kV變電所;500 kV線路;220 kV線路圖1 2007年合肥城市電網(wǎng)接線示意圖Fig. 1 Connecting schematic diagram ofHefei urban power network in 20073 第二階段電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)分析2010年500kV電網(wǎng)在合肥城網(wǎng)范圍內(nèi)中有2個(gè)站點(diǎn)互聯(lián)。根據(jù)文獻(xiàn)13中下級(jí)電網(wǎng)的布線原則,肥東變接入220kV電網(wǎng)的方案為:1開(kāi)斷七里塘變東北郊變雙回線,環(huán)入肥東變;2新建肥東變義城變雙回線。肥東變投運(yùn)后,合

13、肥城市電網(wǎng)內(nèi)將形成4個(gè)500/220kV電磁環(huán)網(wǎng),并增加了220kV站點(diǎn)之間的互聯(lián),如圖2所示。通過(guò)對(duì)2010年合肥城市220kV電網(wǎng)(合環(huán)方式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算,結(jié)果與2007年的計(jì)算結(jié)果124相同,但肥西變220kV母線的短路電流值(單相短路電流為53.55kA超過(guò)文獻(xiàn)14的要求。因此建議2010年對(duì)合肥城市電網(wǎng)500/220kV電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán),解環(huán)點(diǎn)確定為肥西變竹溪變雙回線(見(jiàn)圖2。該解環(huán)方案具有以下特點(diǎn):1解環(huán)后220kV電網(wǎng)朝著最 振寧游樂(lè)植物園化工園500 kV變電所;220 kV變電所;500 kV線路;220 kV線路;規(guī)劃220 kV線路圖2 2010年合肥城市電網(wǎng)接線示意圖Fig.

14、 2 Connecting diagram of Hefei urbanpower network in 2010第32卷 第20期 電 網(wǎng) 技 術(shù) 75終目標(biāo)網(wǎng)架方向發(fā)展,符合解環(huán)點(diǎn)確定原則;2該解環(huán)點(diǎn)處的潮流很小,開(kāi)斷后對(duì)全網(wǎng)潮流影響不大;3解環(huán)后城市電網(wǎng)的供電可靠性和安全性無(wú)明顯降低;4解環(huán)后肥西變220 kV 母線的短路電流值滿足文獻(xiàn)14的要求。在該解環(huán)方案中,線路的投運(yùn)時(shí)間和解開(kāi)時(shí)間見(jiàn)表2。表2 2010年合肥城市電網(wǎng)線路解環(huán)方案施工表 Tab. 2 The table of breaking up electromagnetic ring inHefei urban power n

15、etwork in 2010起點(diǎn)名稱(chēng) 終點(diǎn)名稱(chēng)投運(yùn)時(shí)間解開(kāi)時(shí)間肥西竹溪 1986年 2010年4 第三階段電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)分析2015年500 kV 電網(wǎng)在合肥城網(wǎng)范圍內(nèi)已形成環(huán)網(wǎng)。220 kV 電網(wǎng)布線時(shí),以形成若干小環(huán)網(wǎng)為宜,分區(qū)分片運(yùn)行,并嚴(yán)格避免出現(xiàn)新的電磁環(huán)網(wǎng)。據(jù)此原則,肥南變和肥北變接入220 kV 電網(wǎng)的方案為:1開(kāi)斷大興變義城變雙回線,環(huán)入肥南變,同時(shí)新建肥南變?cè)乒茸冸p回線和肥南變義興變雙回線。2開(kāi)斷振寧變洛河電廠單回線,環(huán)入肥北變,同時(shí)新建肥北變振寧變單回線以及肥北變小廟變雙回線、肥北變永青變雙回線。肥南變和肥北變投運(yùn)后,合肥城市電網(wǎng)內(nèi)將形成4個(gè)新的500/220 kV 電磁環(huán)網(wǎng)

16、。2015年合肥城市電網(wǎng)解環(huán)前的接線見(jiàn)圖3。通過(guò)對(duì)2015年合肥城市220 kV 電網(wǎng)合環(huán)方式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算,結(jié)果與2010年的計(jì)算結(jié)果相同,因此建議對(duì)500/220 kV 電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán),根據(jù)文獻(xiàn)13和2015年合肥城市220 kV 電網(wǎng)的分區(qū)電力平衡結(jié)合肥電廠 振寧游樂(lè)義城化工園大興 義興小廟 杏花牌坊500 kV 變電所;220 kV 變電所;500 kV 線路;220 kV 線路;規(guī)劃220 kV 線路 圖3 2015年合肥城市電網(wǎng)的接線示意圖(解環(huán)前 Fig. 3 Connecting diagram of Hefei urban power networkin 2015 before

17、breaking up the electromagnetic ring果,解環(huán)方案確定為以4個(gè)500 kV 變電站為核心分成3個(gè)分區(qū)電網(wǎng),其中肥西變和肥南變劃分為一個(gè)分區(qū)電網(wǎng),具體如下:1開(kāi)斷螺絲崗變合肥二廠雙回線以及牌坊變大興變雙回線,螺絲崗側(cè)改接至牌坊,合肥二廠側(cè)改接至大興變。2開(kāi)斷賈郢變螺絲崗變雙回線,賈郢側(cè)改接至大興變。3開(kāi)斷肥西變游樂(lè)變雙回線,游樂(lè)側(cè)改接至竹溪變。4解開(kāi)永青變七里塘變雙回線,正常運(yùn)行時(shí)打開(kāi),故障時(shí)可用于轉(zhuǎn)移負(fù)荷。合肥城市電網(wǎng)電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)后的目標(biāo)網(wǎng)架見(jiàn)圖4。該解環(huán)方案具有以下特點(diǎn):1解環(huán)后220 kV 電網(wǎng)的目標(biāo)網(wǎng)架為3個(gè)雙環(huán)網(wǎng),正常情況下各環(huán)網(wǎng)(梅花瓣型可斷開(kāi)運(yùn)行,

18、以避免形成電磁環(huán)網(wǎng);2各解環(huán)點(diǎn)處的潮流較輕,開(kāi)斷后對(duì)全網(wǎng)的潮流影響不大;3解環(huán)后城市電網(wǎng)的供電可靠性和供電安全性無(wú)明顯降低;4解環(huán)后肥西變220kV 母線的短路電流值滿足文獻(xiàn)14的要求。在該解環(huán)方案中,線路的投運(yùn)時(shí)間和解開(kāi)時(shí)間見(jiàn)表3。洛廠義城化工園 義興杏花牌坊火電廠;500 kV 變電所;220 kV 變電所;220 kV 線路;規(guī)劃220 kV 線路區(qū)域電網(wǎng)分界線;大興圖4 2015年合肥城市電網(wǎng)的接線示意圖(解環(huán)后 Fig. 4 Connecting diagram of Hefei urban power networkin 2015 after breaking up the ele

19、ctromagnetic ring 表3 2015年合肥城市電網(wǎng)線路解環(huán)方案施工表 Tab. 3 The table of breaking up electromagnetic ring inHefei urban power network in 2015起點(diǎn)名稱(chēng) 終點(diǎn)名稱(chēng)投運(yùn)時(shí)間解開(kāi)時(shí)間螺絲崗 合肥二廠 1972年 2015年 牌坊 大興 2010年 2015年 肥西 游樂(lè) 1977年 2015年 賈郢 螺絲崗 1972年 2015年 永青七里塘 1972年 2015年76 周莉梅等:合肥城市電網(wǎng)電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)分析V ol.32No.205 結(jié)論及建議1根據(jù)合肥城市電網(wǎng)電磁環(huán)網(wǎng)的解環(huán)方案分

20、析,建議2010年新建肥東變?yōu)I湖變雙回線路,取消肥東變義城變雙回線,則2015年肥南變接入220kV系統(tǒng)的方案為開(kāi)斷濱湖變義城變雙回線并環(huán)入肥南變,這樣也能有效改善肥南變周?chē)?20kV線路的潮流。2本文通過(guò)對(duì)合肥城市電網(wǎng)電磁環(huán)網(wǎng)的解環(huán)分析,驗(yàn)證了文獻(xiàn)13提出的主動(dòng)處理城市電網(wǎng)電磁環(huán)網(wǎng)的指導(dǎo)思想及相應(yīng)技術(shù)原則的合理性。3本文的解環(huán)案例通過(guò)開(kāi)斷較少線路就打開(kāi)了電磁環(huán)網(wǎng),降低了短路電流,能夠最大限度發(fā)揮城市電網(wǎng)的投資效益。合肥電網(wǎng)分層分區(qū)運(yùn)行后,保持了電網(wǎng)的N1結(jié)構(gòu),沒(méi)有出現(xiàn)放射型網(wǎng)絡(luò),保障了電網(wǎng)的供電安全性和可靠性,能夠促進(jìn)500kV 與220kV電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。參考文獻(xiàn)1 劉樹(shù)勇,顧強(qiáng),張麗娟,

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