佛山地區(qū)110kV電網(wǎng)網(wǎng)架運(yùn)行主要問題及對(duì)策

袁資生 廣東電網(wǎng)公司佛山供電局調(diào)度通信中心，廣東佛山 528000

佛山地區(qū)110kV電網(wǎng)網(wǎng)架運(yùn)行主要問題及對(duì)策

袁資生 廣東電網(wǎng)公司佛山供電局調(diào)度通信中心，廣東佛山 528000

本文分析了佛山地區(qū)ll0kV電網(wǎng)網(wǎng)架發(fā)展中的現(xiàn)狀和主要問題，并針對(duì)目前網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)運(yùn)行存在的薄弱環(huán)節(jié)，提出了應(yīng)對(duì)措施。

電網(wǎng)；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；運(yùn)行；可靠性

佛山位于廣東省中南部，珠江三角洲腹地，毗鄰港澳，地理位置優(yōu)越，交通發(fā)達(dá)。改革開放以來佛山經(jīng)濟(jì)總量迅速增長，2003年全市國內(nèi)生產(chǎn)總值1381億元，躋身“千億元城市”行列，僅次于廣州、深圳，位居廣東第三位。經(jīng)濟(jì)的快速增長，帶動(dòng)電力供應(yīng)持續(xù)大幅度增長，用電負(fù)荷不斷創(chuàng)新高。2010年佛山電網(wǎng)最高負(fù)荷達(dá)到7709MW,比2009年增長7.6%；總供電量達(dá)到459億kWh，比 2009年增長11.43%。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)用電負(fù)荷越來越密集，同時(shí)廣東電網(wǎng)的主網(wǎng)架構(gòu)也在發(fā)生較大變化，500kV,220kV電網(wǎng)成為骨干輸電網(wǎng)，110k V電網(wǎng)相應(yīng)成為其配電網(wǎng)，110kV電網(wǎng)的規(guī)劃發(fā)展和功能作用也在慢慢發(fā)生變化。近幾年佛山電網(wǎng)處于電網(wǎng)大發(fā)展，結(jié)構(gòu)大變換時(shí)期，科學(xué)合理地構(gòu)架110kV電網(wǎng)及其新的主接線方式，成為佛山市110kV電網(wǎng)的當(dāng)務(wù)之急。總結(jié)佛山地區(qū)現(xiàn)有110kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析其運(yùn)行方式的利弊，探索更科學(xué)合理的110kV電網(wǎng)發(fā)展方式是本文的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。

1 佛山地區(qū)110千伏電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特點(diǎn)

1.1 目前佛山地區(qū)110千伏電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

以各220k V變電站為中心向鄰近110kV變電站供電，110kV網(wǎng)架較典型的有單鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)（如圖1）和放射式雙星形結(jié)構(gòu)（如圖2），110kV電網(wǎng)主要開環(huán)運(yùn)行，特殊情況下為提高線路利用率采用環(huán)網(wǎng)方式（如圖3）。

在近些年，因線行走廊資源緊張，征地難等原因，較多地采用線路T接的形式在負(fù)荷密集區(qū)引出新的變電站（如圖4）。

而110kV變電站站內(nèi)接線結(jié)構(gòu)則多種形式并存。一些七，八十年代的老站保留單母線分段帶旁路的接線方式，新建站較多采用線變組的接線方式。總體從節(jié)省投資，方便操作角度考慮，站內(nèi)接線方式有簡化的趨勢。

1.2 與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)地110kV電網(wǎng)運(yùn)行方式

1.2.1 采用以各220kV變電站為中心向鄰近110kV變電站供電，110kV電網(wǎng)以打開電磁環(huán)路為主，在開環(huán)點(diǎn)設(shè)置備用電源自投裝置。

1.2.2 符合線路變壓器組方式的變電站的110kV母線、10kV母線均分列運(yùn)行。 對(duì)于一個(gè)110kV變電站中所有110kV線路直接由220kV變電站出線，但不滿足每臺(tái)主變有單獨(dú)對(duì)應(yīng)的110kV進(jìn)線，采取其中一回線路供全站，其余進(jìn)線備用運(yùn)行的方式；

優(yōu)點(diǎn)：投資省，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行方式比較固定，線路N-1故障下可保障供電。

缺點(diǎn)：受制于單一220kV電源，若220kV變電站失壓，無其他電源可復(fù)電。

1.2.3 對(duì)處于鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)中的110kV變電站，若該鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)中所有110kV變電站都有110kV備自投，原則上采取其中一回線路主供，其余進(jìn)線充電或備用運(yùn)行的方式；對(duì)處于鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)中的110kV變電站存在線路N-1故障情況下全站失壓風(fēng)險(xiǎn)，且由于繼保定值、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等原因而無法合環(huán)的，按保障較重要負(fù)荷的變電站設(shè)置開環(huán)點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)：鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)中的110kV變電站鏈接于兩個(gè)220k V變電站之間，有兩路220kV電源一主供一備用，在一個(gè)220kV電源失壓情況下，可很快轉(zhuǎn)由備用電源復(fù)電，增加了電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性和可靠性。

缺點(diǎn)：備用線路長期充電運(yùn)行，影響線路使用率，增大投資成本，鏈條中串接的站易造成保護(hù)定值難配合。

1.2.4 對(duì)處于鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)中的110kV變電站，該鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)同屬于一個(gè)220kV變電站且存在線路N-1故障情況下全站失壓風(fēng)險(xiǎn)，將優(yōu)先考慮采取電氣合環(huán)的方式運(yùn)行。

優(yōu)點(diǎn)：能提高線路使用率，并減少線路N-1故障情況下全站失壓風(fēng)險(xiǎn)

缺點(diǎn)：電氣合環(huán)運(yùn)行線路需掛在220kV電源側(cè)同一段110kV母線上，若分段運(yùn)行會(huì)存在110kV線路開關(guān)故障拒動(dòng)情況下造成220kV變電站全站負(fù)荷損失的風(fēng)險(xiǎn)，但掛在220kV電源側(cè)同一段110kV母線也存在該段母線N-1故障情況下兩個(gè)110kV站全站失壓的風(fēng)險(xiǎn)。

2 110千伏電網(wǎng)發(fā)展中存在的主要問題

2.1 T接線路增多

近幾年用電負(fù)荷增長較快，為讓地區(qū)電網(wǎng)容量與用電負(fù)荷相配套，只能在高負(fù)荷地區(qū)新建、擴(kuò)建變電站，但這些站的ll0kV出線受線行占地，城市規(guī)劃等條件限制，只能采取“T”接線形式。這使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，相關(guān)保護(hù)配置難度加大，更給電網(wǎng)運(yùn)行操作帶來安全隱患。規(guī)劃修編落后于負(fù)荷增長的問題，如今后不引起重視，新建變電站只能就近破口或T接，1條線路T接多個(gè)變電站的情況會(huì)越來越普遍，造成ll0kV網(wǎng)絡(luò)既薄弱又復(fù)雜，不但供電可靠性差、網(wǎng)損高，而且也難以滿足日益增長的負(fù)荷需求。

2.2 110 kV電網(wǎng)區(qū)域分割明顯，未能形成有機(jī)整體

佛山市下轄南海，順德，三水，高明，禪城五區(qū)，歷史上五區(qū)縣級(jí)供電局各自規(guī)劃區(qū)屬范圍內(nèi)的電網(wǎng)，110kV電網(wǎng)結(jié)線五區(qū)各自成網(wǎng)，地理空間上雖緊密相鄰，但電網(wǎng)聯(lián)系并不緊密。大佛山合并以后，主網(wǎng)實(shí)行統(tǒng)一規(guī)劃，情況雖有所改觀，但因歷史原因造成的電網(wǎng)聯(lián)系松散還客觀存在，使110kV電網(wǎng)各區(qū)之間互相支援，互為備用的效益發(fā)揮不好。

2.3 因電網(wǎng)結(jié)構(gòu)原因的運(yùn)行靈活性不足

廣東電網(wǎng)220kV主網(wǎng)架支撐作用愈來愈大，隨之110kV等級(jí)電網(wǎng)配網(wǎng)化的趨勢日益明顯。在供電可靠性要求越來越高的形勢下，提高配網(wǎng)可轉(zhuǎn)供電率是提高供電可靠性的重要手段。但目前這項(xiàng)工作主要針對(duì)10kV等級(jí)配網(wǎng)開展，其實(shí)在110kV等級(jí)電網(wǎng)提高可轉(zhuǎn)供電率也有重要意義。220kV主網(wǎng)因環(huán)網(wǎng)短路電流超標(biāo)，斷面負(fù)荷控制，線路設(shè)備檢修等原因，常須在某個(gè)節(jié)點(diǎn)開環(huán)運(yùn)行，實(shí)行分區(qū)供電，此時(shí)處于開環(huán)點(diǎn)兩側(cè)的兩個(gè)負(fù)荷中心要依賴于110kV等級(jí)電網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移和優(yōu)化分配。如果一個(gè)負(fù)荷中心的220kV變電站全站失壓后，更需要借助110kV等級(jí)電網(wǎng)來恢復(fù)重要用戶的供電。為提高整個(gè)電網(wǎng)供電的可靠性，承上啟下的110kV電網(wǎng)必須在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上要有足夠靈活性來適應(yīng)這種要求。歷史上，早期佛山110kV電網(wǎng)規(guī)劃的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)較多，這些保留下來的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)在現(xiàn)在的地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)踐中仍能較好地發(fā)揮110kV運(yùn)行靈活性。但遺憾的是大部分新建220kV，110kV輸變電工程受節(jié)省投資，統(tǒng)一結(jié)線等因素影響，愈來愈多地采用了放射性星形+線變組結(jié)構(gòu)，而較少采用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。這造成了采用這種網(wǎng)架結(jié)線的負(fù)荷很大程度上受制于單一的220kV變電站電源，負(fù)荷緊張時(shí)不能向相鄰220k V變電站轉(zhuǎn)移，失壓后只能等待220kV變電站電源復(fù)電。

2.4 電網(wǎng)還有通過二次設(shè)備，自動(dòng)裝置完善的余地

截至目前，佛山供電局所轄160個(gè)110kV變電站中，存在如主供110kV線路發(fā)生永久性故障跳閘有全站失壓風(fēng)險(xiǎn)的110kV變電站還有12個(gè)，這些變電站可利用遠(yuǎn)方備自投等自動(dòng)裝置而避免失壓風(fēng)險(xiǎn)，但佛山電網(wǎng)尚未有相應(yīng)的裝置實(shí)際投入運(yùn)行。

3 主要對(duì)策

3.1 減少T接方式

用發(fā)展的眼光系統(tǒng)規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)政府部門提早預(yù)留線行資源。在規(guī)劃變電站同時(shí)或前期，提前規(guī)劃或建設(shè)輸配電線路，使規(guī)劃、建設(shè)、驗(yàn)收、投運(yùn)一體化，減少“T”接線方式，這可以使電網(wǎng)設(shè)備檢修方便，事故處理時(shí)操作簡單、快捷。

3. 2 適當(dāng)加強(qiáng)220kV變電站之間的110kV電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)，提高電網(wǎng)運(yùn)行靈活性

兩個(gè)220kV電源之間若以單或雙鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的110kV電網(wǎng)相連，開環(huán)運(yùn)行，不僅可以提高ll0kV系統(tǒng)的供電能力和供電可靠性，還可以增加220kV變電站之間轉(zhuǎn)供電能力，提高主變負(fù)荷率，緩解過負(fù)荷問題。

3. 3 應(yīng)打破行政區(qū)劃限制，打造統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)的110kV電網(wǎng)

客觀歷史原因造成110kV電網(wǎng)在縣區(qū)級(jí)行政區(qū)域邊緣網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較薄弱。在佛山這種城鎮(zhèn)一體化程度較高的地區(qū)，因土地資源有限，過去區(qū)位靠邊的鄉(xiāng)鎮(zhèn)現(xiàn)在也紛紛成為經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場，供電負(fù)荷節(jié)節(jié)攀高。對(duì)早期電網(wǎng)規(guī)劃相對(duì)薄弱的區(qū)域應(yīng)變簡單解決“有電用”為“用好電”，克服地理?xiàng)l件和行政劃分等不利因素，加大電網(wǎng)改造力度，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使110kV電網(wǎng)最大程度的互聯(lián)互通，充分發(fā)揮備用支援效益。

3.4 加強(qiáng)既有線路改造，提升線路輸電能力

近幾年，隨著負(fù)荷的大幅上升，佛山地區(qū)越來越多110kV線路出現(xiàn)重載或滿載運(yùn)行的現(xiàn)象。在夏季負(fù)荷高峰期，部分區(qū)域還因?yàn)?10kV線路“卡脖子”而限制用電。通過改造線路提高其輸電能力，既能解決負(fù)荷問題，也有利于增強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行靈活性，提高供電可靠性。

3. 5積極推廣遠(yuǎn)方備自投等自動(dòng)裝置的應(yīng)用

110 kV電網(wǎng)以開環(huán)運(yùn)行為主，在兩個(gè)以上變電站串聯(lián)的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)中，傳統(tǒng)的110kV線路備自投只在有開環(huán)點(diǎn)的站有效，這大大影響供電可靠性和鏈?zhǔn)骄W(wǎng)架結(jié)構(gòu)的大范圍應(yīng)用。遠(yuǎn)方備自投采用通信手段使備自投互通信息，能有效解決傳統(tǒng)110kV線路備自投單向性問題，應(yīng)大力推廣應(yīng)用。

4 結(jié)束語

近年來電網(wǎng)發(fā)展迅速，佛山地區(qū)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)也日趨擴(kuò)大和堅(jiān)強(qiáng)。同時(shí)隨著時(shí)代的發(fā)展，社會(huì)大眾對(duì)供電可靠性水平的要求也越來越高。在發(fā)展規(guī)劃電網(wǎng)時(shí)，我們必須要以長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略眼光，在深入分析現(xiàn)有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行中的問題基礎(chǔ)上，認(rèn)真研究負(fù)荷發(fā)展趨勢，依靠電網(wǎng)設(shè)備科技發(fā)展，尊重電網(wǎng)發(fā)展規(guī)律，重視和解決電網(wǎng)穩(wěn)定、供電可靠性和靈活性等問題，不斷提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，才能為社會(huì)和人民群眾提供良好供電服務(wù)。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.13.004