內蒙古電網向陜西電網供電安全自動裝置方案分析

張 婷 馬維旺 王志剛

（內蒙古電力勘測設計院，內蒙古 呼和浩特 01100002200）

1 陜西有色項目概況

陜西有色鋁鎂公司在榆林市建設年產60萬噸鋁鎂合金生產線及配套年產800萬噸煤炭和5×330MW自備發電機組。目前年產4×330MW發電機組和1040MW負荷已經投產。

由于陜西榆林電網目前沒有220kV電壓等級，所以陜西有色電廠現投產4×330MW機組通過至內蒙古電網川掌220kV變電站的雙回220kV線路并入內蒙古西部電網。

后續待內蒙古電網川掌500kV變電站建成之后，陜西有色電廠將改接入川掌500kV變電站，隨著榆林地區負荷的增長在沿線將建設曹家灘、埝溝、孤山、錦界、溫家峁等多個220kV變電站，逐步形成榆林220kV電網。

2 陜西榆林有色項目供電現狀

陜西榆林有色項目目前通過雙回220kV線路接至內蒙古電網川掌220kV變電站。該項目目前負荷容量約1040MW，并建設有5×330MW機組工程作為項目的自備電廠。該項目到達規劃規模時，正常運行時機組采用4投1備方式，保證自身出力與負荷相匹配［2］。

3 電氣計算

3.1 計算前提

根據陜西榆林電網與內蒙古電網購電協議，正常運行時陜西榆林地區電網不向內蒙古電網提供潮流，內蒙古電網通過川掌220kV變向陜西榆林電網輸送不低于300MW的電力，因此需要陜西榆林有色項目各臺機組根據實際負荷對出力經行調整，來實現負荷與機組出力的自身平衡［3］。

3.2 計算范圍

由于陜西榆林有色項目通過雙回220kV線路由川掌220kV變接帶時，川掌220kV變至有色220kV雙回路線發生N-1斷線故障時對系統影響最大，因此，本次計算針對該故障方式進行了電氣計算。

3.3 計算條件

電氣計算中考慮以下計算條件：

①本報告中計算水平年按2014年考慮。

②計算程序：采用中國電力科學研究院引進開發的《BPA潮流程序》、《BPA暫態穩定程序》進行計算。

③發電機和負荷模型：發電機采用暫態電勢恒定模型，已建異步風力發電機采用異步風電機組模型，其他風電機組采用雙饋模型；負荷采用40%的恒定阻抗、60%的馬達模型構成的綜合負荷模型。

3.4 計算方式

根據前述計算前提，薛家灣電網需向陜西榆林電網輸送300MW的電力，因此，在陜西榆林電網中只接有有色項目時，即便該項目機組與負荷可以實現自身平衡，也需要通過停機或壓出力方式，保證接受薛家灣電網提供的電力。在該運行方式下，若陜西有色項目滿負荷（即負荷容量為1040MW）運行時，在考慮來自薛家灣電網的300MW的電力向其供電后，自身機組最大出力約740MW，該電力大于2×330MW機組出力，小于3×330MW機組出力，因此，計算中對陜西有色項目機組最大開機為3臺。在陜西有色項目低于滿負荷運行的方式下，考慮保證薛家灣電網向其輸送300MW的電力后，根據自身負荷容量，存在2臺機組、1臺機組分別與自身負荷匹配的運行方式。

因此，根據上述分析，本次補充計算提出如下計算方式：

方式一：陜西有色項目開機容量為3×300MW，負荷容量為1040MW，該方式機組自然壓出力（即保證接受薛家灣電網300MW電力后，機組的最小壓出力容量）170MW。

方式二：陜西有色項目開機容量為2×300MW，負荷容量為900MW，該方式機組滿出力。

方式三：陜西有色項目開機容量為2×300MW，負荷容量為600MW，該方式機組滿出力。

4.5 穩定計算

在方式一下，考慮陜西有色負荷為滿負荷（1040MW）時，在保證接受薛家灣電網300MW電力后，3臺機組最大出力為820MW，壓出力為170MW。此時川掌220kV變至有色220kV線路N-1斷線故障時，系統滿足穩定要求。

在方式二下，考慮陜西有色負荷為900MW時，在保證接受薛家灣電網300MW電力后，2臺機組滿出力運行。此時川掌220kV變至有色220kV線路N-1斷線故障時，系統滿足穩定要求。

在方式三下，考慮陜西有色負荷為600MW時，在保證接受薛家灣電網300MW電力后，1臺機組滿出力運行。此時川掌220kV變至有色 220kV線路N-1斷線故障時，系統滿足穩定要求。

通過計算可知，在考慮薛家灣電網向陜西有色項目輸送300MW的電力時，陜西有色3臺機組運行時，正常需要壓出力170MW，能滿足穩定要求；在陜西有色2臺及1臺機組滿出力運行時，也能夠滿足穩定要求。

因此設計考慮可不裝設獨立的安全自動裝置。

5 結論和建議

在考慮將薛家灣電網向陜西有色項目輸送300MW電力作為前提的情況下，通過以上計算可知，陜西有色項目3臺機組運行時，川掌220kV變至有色220kV線路N-1斷線故障時，正常需要壓出力170MW，即可滿足穩定要求；陜西有色項目2臺機組及1臺機組滿出力運行時，川掌220kV變至有色220kV線路N-1斷線故障時，能夠滿足穩定要求，因此在以上方式下可考慮不裝設安全自動裝置。

此外，目前由于陜西榆林220kV電網尚未形成，本次計算只針對陜西有色項目直接接至川掌220kV變的網架結構進行了相關計算，隨著陜西榆林220kV電網的逐步形成，建議應根據陜西榆林電網網架結構、負荷規模及內蒙古電網發展情況，對陜西榆林電網接入內蒙古電網適時進行安全穩定分析，以確定該地區網絡結構是否對內蒙古電網產生安全穩定影響。

為了避免陜西有色項目對內蒙古電網的影響，需要將陜西有色項目與內蒙古電網解開，解網后陜西有色項目電廠機組與負荷成為孤立小系統，在孤立系統中電廠側需要考慮配置高周切機和低頻低壓減載裝置來調整負荷和機組出力，實現自身平衡。

［1］Q/GDW 421-2010，電網安全穩定自動裝置技術規范［S］.

［2］DL/T 428-2010，電力系統自動低頻減負荷技術規定［S］.

［3］DL/T 1234-2013，電力系統安全穩定計算規范［S］.