220kv高麗營站對電網(wǎng)的影響

220kv高麗營站對電網(wǎng)的影響

2002年6月18日，220kv高麗營泵站（以下簡稱高麗站）正式開始運(yùn)營。在第一階段，采用了2臺180vaw僧侶裝置和4條220kv輸電線。高麗營站地處北京東北部順義地區(qū),它的投運(yùn)將對北京電網(wǎng),特別是東北部地區(qū)的220kV電網(wǎng)以及500kV電網(wǎng)產(chǎn)生很大影響,以下就其對電網(wǎng)的影響從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、潮流分布、電網(wǎng)事故、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方面進(jìn)行分析。1電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化1.1kv與順?biāo)炀€路的聯(lián)網(wǎng)目前北京地區(qū)500kV系統(tǒng)由房山、昌平、順義、安定4座變電站組成,正常運(yùn)行時呈環(huán)網(wǎng)運(yùn)行。對于順義變電站,其在北京電網(wǎng)中的地位獨(dú)特。500kV萬順(萬全—順義)雙回線使北京電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)上與蒙西電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)更加緊密;而500kV姜順線(姜家營—順義)則首次成功實(shí)現(xiàn)東北電網(wǎng)和華北電網(wǎng)兩大電網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。但是,作為500kV樞紐變電站的順義變電站,其220kV只有順?biāo)?順義—李遂)雙回線投運(yùn),順義站是4個500kV變電站中與220kV電網(wǎng)聯(lián)系最薄弱的,也使得500kV系統(tǒng)中潮流比較大。高麗營站投運(yùn)后,220kV順高(順義—高麗營)雙回、高孫(高麗營—孫河)雙回同時投運(yùn),也增強(qiáng)了500kV向220kV電網(wǎng)的電能傳輸能力,在一定程度上減輕了其它3個500kV變電站主變的壓力。1.2京電網(wǎng)東北部坡站距離太遠(yuǎn)高麗營220kV樞紐站的投運(yùn),加強(qiáng)了東北部電網(wǎng)小地區(qū)之間的聯(lián)絡(luò),形成了順義—高麗營—孫河—北寺—李遂—順義小環(huán)網(wǎng),從根本上解決了北京電網(wǎng)東北部樞紐站距離太遠(yuǎn)的問題。高麗營站投運(yùn),使得220kV站之間的互送能力增強(qiáng),從而使這一地區(qū)在潮流分布上更加合理。在高麗營站投運(yùn)前,如果發(fā)生220kV順?biāo)祀p回故障,500kV網(wǎng)潮流分布迅速改變,造成波動比較大,現(xiàn)在則可以通過高麗營站迅速向220kV電網(wǎng)轉(zhuǎn)移,而且受影響的基本上只是東北部地區(qū)電網(wǎng),不會對其他地區(qū)造成很大影響,高麗營站的投運(yùn)在很大程度上增強(qiáng)了這一地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。2投運(yùn)后的潮流分布(1)高麗營站投運(yùn)之后,在500kV網(wǎng)和220kV網(wǎng)之間增加了2條聯(lián)絡(luò)線,原來單純靠220kV順?biāo)祀p回輸送電能的現(xiàn)狀得到改善,大大緩解了順?biāo)祀p回和北遂(北寺—李遂)雙回的壓力,而且在很大程度上也降低了北京網(wǎng)與外網(wǎng)(三河電廠、薊縣)聯(lián)絡(luò)的潮流,增強(qiáng)了聯(lián)絡(luò)的可靠性以及外網(wǎng)與北京網(wǎng)的互送能力;另外,原來順義2臺800MVA主變各只帶20%左右的負(fù)荷,現(xiàn)在可以使順義主變負(fù)載率達(dá)到45%左右,提高了順義主變的利用率,同時降低了昌平、安定變壓器的負(fù)載,從而使得潮流分布更加合理,運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)。高麗營站投運(yùn)對順義—李遂—北寺地區(qū)潮流分布的影響見表1。(2)220kV昌清(昌平—清河)雙回線在負(fù)荷高峰期一直接近滿負(fù)荷運(yùn)行,負(fù)荷率接近95.83%,這是今年電網(wǎng)中存在的隱患,而且由于清河地區(qū)負(fù)荷持續(xù)上升,這一情況將變得愈加嚴(yán)重。高麗營站投運(yùn)之后,昌清線負(fù)荷率降到82.3%,提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。負(fù)荷變化見表2。由表2可見昌清線負(fù)荷有所減少,但是,昌清雙回線仍有82.3%的負(fù)荷率,為此可借助高麗營站進(jìn)一步采取調(diào)整方案進(jìn)行潮流平衡,以進(jìn)一步減輕昌清雙回線的負(fù)荷。通過電壓分析發(fā)現(xiàn),昌平和清河220kV電壓普遍偏高,而順義和高麗營以及石景山熱電廠電壓偏低,在一定程度上影響了這一地區(qū)的潮流分布。為此,采取先進(jìn)行電壓調(diào)整,再進(jìn)行模擬計算的方法進(jìn)行模擬電壓計算,通過調(diào)節(jié)變壓器分頭、調(diào)整發(fā)電廠無功出力、投切電容器等方法進(jìn)行比較,結(jié)論如表3所示。通過表3中的潮流變化可以看出,如果對昌平、清河、孫河、高麗營和順義的無功出力進(jìn)行調(diào)整,可以對昌清線的負(fù)荷產(chǎn)生一定影響,實(shí)際計算有功負(fù)荷降到736.5MW,電流降至905A,昌清單回負(fù)載率降至75.4%,大大提高了昌清線的穩(wěn)定運(yùn)行和反事故能力。3反事故能力分析高麗營站投運(yùn)后,大大提高了相關(guān)變電站和輸電線路的反事故能力,增強(qiáng)了系統(tǒng)發(fā)生事故時的暫態(tài)穩(wěn)定性,從而在很大程度上提高了可靠性,以下將分別對相關(guān)廠站的事故潮流進(jìn)行分析。(1)安定站變壓器全停前后相關(guān)線路負(fù)荷kV順?biāo)靻位鼐€負(fù)荷在930A左右,如果發(fā)生安定變壓器全停事故,必將造成順?biāo)祀p回及相關(guān)線路過負(fù)荷。以下通過模擬安定變壓器全停事故分析高麗營站投運(yùn)前后線路過負(fù)荷情況及采取的有效措施。安定站變壓器全停后,高麗營站投運(yùn)前后相關(guān)線路負(fù)荷情況見表4。由表4看出,在高麗營站投運(yùn)之前,一旦安定發(fā)生主變?nèi)Ｊ鹿?將造成順?biāo)臁⒈彼?、老北雙回線嚴(yán)重過負(fù)荷;高麗營站投運(yùn)后情況有所好轉(zhuǎn),順?biāo)炀€負(fù)荷下降,北遂雙回滿負(fù)荷運(yùn)行。(2)投運(yùn)前后相關(guān)線路負(fù)荷情況的對比A左右,一旦出現(xiàn)昌平主變?nèi)Ｊ鹿?系統(tǒng)中將產(chǎn)生很大的潮流轉(zhuǎn)移,為此進(jìn)行高麗營站投運(yùn)前后事故情況下此地區(qū)相關(guān)線路負(fù)荷情況的比較。昌平主變?nèi)：?高麗營站投運(yùn)前后相關(guān)線路負(fù)荷情況見表5所示。由表5看出,假如出現(xiàn)昌平主變?nèi)Ｊ鹿?順?biāo)?、北遂、孫北、石八多條線路將過負(fù)荷、滿負(fù)荷運(yùn)行,這對于系統(tǒng)安全不利,特別是一直比較薄弱的八里莊地區(qū)更是雪上加霜。在高麗營站投運(yùn)后這種現(xiàn)象會有明顯好轉(zhuǎn),各條線路中,除順?biāo)祀p回滿負(fù)荷外,其余線路都運(yùn)行在額定負(fù)荷以下。4短路容量測定北京500kV網(wǎng)目前采用環(huán)網(wǎng)運(yùn)行,220kV網(wǎng)在南苑—老君堂之間開環(huán)運(yùn)行,各站短路容量基本滿足。在高麗營220kV站以及順高、高孫雙回投運(yùn)后,順義—高麗營—孫河—北寺—李遂—順義呈環(huán)網(wǎng)運(yùn)行,這個小環(huán)網(wǎng)的形成將對系統(tǒng)短路容量產(chǎn)生影響,各相關(guān)變電站短路容量升高,但尚未超出允許范圍,無需從電網(wǎng)運(yùn)行方式上進(jìn)行專門調(diào)整。5線條損傷分析5.1干擾結(jié)果表明，高麗營站投運(yùn)前后線損及網(wǎng)損見表6。5.2高麗營站投運(yùn)前后相關(guān)線路損耗的比較線損率是電網(wǎng)運(yùn)行的動態(tài)指標(biāo),其大小取決于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)狀況、運(yùn)行方式、電壓水平以及功率因數(shù)等多方面原因,它不僅反映電網(wǎng)的運(yùn)行管理水平,也可以驗證電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)的合理性。高麗營站以及北京網(wǎng)東北部的建設(shè)發(fā)展,從網(wǎng)損的角度來看是經(jīng)濟(jì)合理的。(1)線損從理論上講與元件電阻及通過電流有直接關(guān)系。一直以來各電網(wǎng)都在積極采用各種方法來降低線損以提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。傳統(tǒng)的降損方法主要有電網(wǎng)升壓改造、更換和加大導(dǎo)線截面、增加無功就地補(bǔ)償?shù)确椒?在電網(wǎng)發(fā)展的初期階段,這些方法都發(fā)揮了很好的降損作用。但是,隨著北京電網(wǎng)的迅速發(fā)展,目前傳統(tǒng)方法顯然已經(jīng)不能滿足經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求,降損效果也越來越不明顯。因此為了進(jìn)一步降低線損,必須在經(jīng)濟(jì)調(diào)度上下功夫。在負(fù)荷不變的前提下,減小網(wǎng)內(nèi)電流是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。表6通過對高麗營站投運(yùn)前后相關(guān)線路損耗的比較,可以看出,除清孫線線損增大以外,其余各條線路線損都有明顯下降,220kV、500kV總網(wǎng)損也都有不同程度的下降,這充分說明,合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不僅對于電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行有利,而且還能顯著地降低網(wǎng)損,提高經(jīng)濟(jì)效益。(2)高麗營站的投運(yùn),使系統(tǒng)潮流分布趨于合理,減少了電能在電網(wǎng)中的輸送環(huán)節(jié),在總負(fù)荷不變的情況下,降低總的損耗。此外,由于潮流分布的合理變化,系統(tǒng)無功傳輸也有不同程度的改變,使不同樞紐站的電壓水平也有所提高。這樣,靠合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)改變潮流分布與傳統(tǒng)的單純靠調(diào)節(jié)無功補(bǔ)償來降低線損達(dá)成一致,共同降低了電網(wǎng)損耗。(3)高麗營站的投運(yùn)一定程度上緩解了昌清雙回線負(fù)荷過重的壓力。前文的潮流計算表明,昌清線降低的負(fù)荷主要由順義—高麗營—孫河—清河來負(fù)擔(dān),清孫雙回負(fù)荷增加,線損增加。但是,由于增加了順義—高麗營—孫河的潮流下瀉通道,從而改變了500kV網(wǎng)的潮流分布,最終降低了500kV全網(wǎng)的損耗。(4)綜上分析,將來電網(wǎng)的發(fā)展與建設(shè),應(yīng)該在考慮供電環(huán)境的同時,充分考慮線損的問題。在今后的調(diào)度運(yùn)行和方式制定時,應(yīng)該在安全運(yùn)行的情況下,著重分析線損狀況,綜合考慮系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性的動