山東電網現狀分析和發展思路

牟 宏，汪 湲，張偉昌，孫 偉，安 鵬

（1.山東電力集團公司，山東 濟南 250001；2.東營供電公司，山東 東營 257091）

0 引言

山東電網是一個以火電為主的交直流混合受電電網，現已覆蓋全省17個市。2011年底全省擁有裝機容量1 000 MW及以上電廠17座，最高交流電壓等級500 kV、直流電壓等級±660 kV，已運行的最大單機容量1 000 MW。山東電網已發展成為以300MW及以上發電機組為主力機型、500kV為主網架、220 kV為市域電網主網架，發、輸、配電網協調發展的超高壓、大容量、高參數、高自動化的大型現代化電網。為適應電力發展方式轉變的要求，滿足全省經濟社會發展、特高壓電網以及電源建設的需要，有必要對電網發展水平進行深入分析，提出發展思路，為堅強智能電網建設提供依據。

1 山東電網現狀分析

1.1 電源結構

山東電網基本是一個純火電系統，截至2011年底，省內電源總裝機容量為68 128 MW，其中，火電64557MW，占94.7%；風電及光伏發電2502MW，占3.7%；水電及抽水蓄能1 069 MW，占1.6%。2005年，500 kV辛聊雙線建成投運，山東實現與華北500 kV聯網，山東電網開始由相對獨立運行和電力自我平衡向交直流混合受電電網轉變。到2011年底，山東電網通過500 kV黃濱雙線、辛聊雙線與華北兩點聯網，±660 kV銀東直流落點青島膠州并實現雙極投運，山東接受外電達到7 500 MW，外電成為保證全省電力有序供應的重要支撐。2011年底山東省電源結構見圖1。

圖1 2011年底山東省電源結構圖

1.2 電網結構

截至2011年底，山東電網擁有500 kV變電站30座、變壓器59臺，變電總容量43 250 MVA，線路69條，長度5 541 km；220 kV變電站287座、變壓器552臺，變電總容量90 533 MVA，線路729條，長度17 882 km。2011年底山東500 kV電網接線見圖2。

圖2 2011年底山東500 kV電網接線圖

山東500 kV電網已形成“五橫兩縱”主網架，即東西方向主斷面為雙回路五個送電通道，南北方向主斷面為兩個單回路送電兼聯絡通道。由于省內電源主要集中在西部和西南部（德州、聊城、菏澤、濟寧），省外來電除銀東直流外，輸入點集中于西北部和西部（濱州、聊城），而負荷中心位于中部的濟南、淄博、濰坊地區，東部的煙臺、威海、青島地區以及南部的臨沂市，因此，山東500 kV主網架輸電方向基本為西電東送、南電北送。通過“十五”和“十一五”的大力建設，尤其是對500 kV西電東送通道的加強，山東500 kV主網架已具備較高的穩定水平和運行靈活性，線路發生N-1或同塔雙回路N-2故障均不會引起其他線路過流，全接線方式下東送斷面不受穩定約束。500 kV主網架形成后，220 kV系統以相鄰幾個500 kV變電站、主力電廠為依托，逐漸形成分區供電格局，目前已形成10個獨立的供電區。區域內部220 kV系統基本形成環網結構，能夠滿足元件N-1運行要求，并具備抵御部分嚴重故障（如220 kV母線全停）的能力；區域之間保留了必要的220 kV溝通，具備極端事故情況下相互支援的能力。

1.3 電源接入系統現狀

山東電網始終堅持電源分層分散接入的原則，根據各地區負荷情況、電源位置和裝機容量大小，確定合適的接入電壓等級，引導電源合理布局和科學接入，使得各區域電網均有一定的電源容量，各級電網特別是220 kV及以下電網保持了一定的電源比例，使電網在極端狀態下有一定的電源支撐，保證基本負荷的供電。

對于送端主力電廠，如聊城、華德、鄒縣、嘉祥、潤澤等百萬千瓦級大型電廠，一般接入500 kV系統，通過500 kV主網架向負荷中心輸電，提高了輸送效率。目前，山東電網接入500 kV系統的統調機組裝機總容量為10 070 MW，占22.3%。對于位于受端電網的，且經過一段時間的發展電力能夠就地平衡的大容量機組 （如600 MW機組），在不受短路容量和穩定限制的條件下，創造條件接入220 kV系統，為受端電網提供有效的電力和電壓支撐。目前，山東電網接入220 kV系統的機組裝機總容量為34 270 MW，占76.1%。

電源分層分散接入系統不僅可以充分發揮各級電網的輸送效率，而且有效控制了500 kV系統短路電流，為特高壓進入山東電網腹地奠定了良好基礎。與此同時，電源的分層分散接入可有效避免事故后大負荷轉移，并為受端系統提供了堅強的電壓支撐，提高了故障情況下系統的暫態穩定水平。

1.4 受端系統建設

受端系統負責直接向負荷供電，是電力系統的核心。山東電網一直注重對受端系統的建設，隨著500 kV主網架結構的不斷加強，220 kV電網已逐漸發展成為受端系統主網架，網架結構較為堅強并形成了分區供電的格局。目前，山東電網已形成10個獨立的供電區，分別是煙臺—威海、濰坊、青島、臨沂—日照、棗莊、濟寧—菏澤、聊城、淄博南—萊蕪—泰安東、青島北和淄博北—東營供電區，濟南、德州、濱州、泰安西電網之間還存在220 kV弱電氣聯系，但彼此間的界面已逐漸清晰。如前所述，在適度超前發展500 kV主網架的同時，通過電源分層分散接入系統，使得各供電區均具備2～3座主力電廠，保證了受端系統具備足夠的電壓支撐能力，提高了系統的安全性和可靠性。

2 山東電網發展需重點關注和研究的問題

為滿足用電負荷、特高壓電網、核電等發展需要，并進一步提高電網的安全穩定運行水平，適應新形勢下對電力系統安全穩定運行的要求，在電網規劃和建設過程中需重點關注和研究以下問題。

1）關于進一步轉變電力發展方式，提高電網大范圍優化配置資源能力的問題。近年來，山東經濟社會實現又好又快發展，電力需求與一次能源短缺的矛盾日益突出。山東煤炭資源相對短缺，對外依存度越來越高，環境、運輸壓力大，省內燃煤機組發展空間有限。“十一五”期間，山東省GDP、全社會用電量年均增速分別達到13.1%和10.8%，而燃煤機組容量年均增速僅為9.4%。 僅依靠發展省內電源已難以滿足全省經濟社會發展需要，急需進一步轉變自我平衡的電力發展方式，變單純輸煤為輸煤輸電并舉，加快實施“外電入魯”戰略，通過特高壓電網接受省外來電。

2）關于各級電網優化發展的問題。全省用電負荷的快速增長、“外電入魯”送電規模的增大、核電基地的建設以及長距離、大潮流輸送格局對電網提出了更高要求，仍需對500 kV主網架進行進一步優化和完善，重點加強輸電通道間的溝通和供電區域的互供能力建設，提高主網架的受電能力、輸送能力、供電能力和安全可靠性。220 kV電網亟需根據負荷增長、500 kV網絡的延伸和電源建設進行網架結構優化和完善，有針對性的加強相鄰區域、相鄰500 kV變電站之間的220 kV溝通，研究解決500 kV變電站220 kV一段母線故障后的安全供電問題，進一步提高區域間事故支援和轉供負荷的能力。110 kV及以下電網仍需加大投資和建設力度，進一步優化網架結構，不斷提高供電可靠性和運行靈活性。

3）關于保證規劃實施過渡階段電網安全穩定運行的問題。受部分地區突增負荷以及部分規劃項目因核準期限長而難以按期投運等因素的影響，規劃實施過渡過程中，電網運行往往不同程度的存在薄弱環節，因此需注重對規劃項目建設時序的優化，提高規劃的適應性。

4）關于風電等新能源合理接入和有效消納的問題。近年來，我省新能源發展迅速，尤其是風電，目前裝機容量已達到2 465 MW，是“十五”末的70倍，并呈現出大規模和集中發展趨勢，預計“十二五”末全省風電裝機將超過8 000 MW。風電的間歇式和反調峰特性給電網安全運行和有效消納等提出了更高要求。山東電網目前主要依靠火電機組調峰，抽水蓄能作為補充，正常情況下可基本滿足運行需要，但個別情況下需要多次啟停600 MW機組進行調峰。因此，需結合電網規劃、調峰電源建設等深入研究風電等新能源的接入和消納問題，以及對電網安全穩定運行帶來的影響與應對措施。

3 山東電網發展思路

1）積極實施“外電入魯”戰略，加快建設特高壓電網?！笆濉逼陂g，通過特高壓電網建設，提升電網資源優化配置能力，解決長期困擾我省的煤電運緊張難題，保障全省能源安全和電力可靠供應。規劃建設1 000 kV錫盟—濟南—南京“東縱”、陜北—濟南—濰坊“北橫”特高壓交流輸變電工程和±800 kV呼盟—青州、彬長—臨沂東特高壓直流工程，在省內形成以濟南、濰坊、棗莊三個特高壓交流落點為重要支撐，銀東、呼盟、彬長三個直流落點深入負荷中心的特高壓骨干網架，為我省電力供應提供堅強支撐。

2）繼續優化發展輸電網，側重發展配電網，促進各級電網協調發展。

500 kV系統將重點圍繞滿足特高壓交、直流接入和核電安全送出要求，同時為滿足負荷增長及網架建設需要，對網架結構進行進一步優化和完善。在“五橫兩縱”主網架基礎上，結合濟南、濰坊特高壓站建設，加強中部500 kV網架，并形成中部第二路與第三路500 kV送電通道間新的溝通；通過500 kV臨沂Ⅲ、新泰等站建設，加強中部鄒縣—泰安—萊蕪—臨沂北—濰坊的500 kV通道；通過500 kV棗莊Ⅱ、蒼山、嵐山等站建設，構建南部棗莊南—臨沂南—日照南的第二回500 kV通道；結合遠景石島灣核電送出，完善東部煙威電網500 kV環網結構；通過500 kV黃河、菏澤Ⅱ、濟寧Ⅱ站建設，使500 kV主網架進一步向末端延伸，加強局部供電能力。200 kV系統將結合500 kV變電站布局和供電需要，加強和完善區域220 kV網架建設，有針對性的在相鄰供電區、500 kV變電站間加強220 kV聯絡通道建設，不斷優化網架結構，提高供電可靠性和抵御事故的能力。

配電網將根據220 kV變電站布點并結合區域負荷需求，加大建設力度，完善網架結構，進一步增強220 kV變電站之間轉供負荷的能力，提高供電可靠性和運行靈活性。

3）統一規劃，引導新能源科學有序發展。按照統一規劃、有序開發、協調發展的原則，以電網規劃和電網消納能力為基礎，將風電等新能源接入系統納入電網規劃，統一研究，引導新能源科學有序發展。同時，加強調峰電源建設，推進文登和沂蒙抽水蓄能電站及燃氣輪機等項目的建設，優化調整電源結構，提高電網調峰能力，進而提高電網消納風電等新能源發電的能力。