110kV及以下電壓電磁環網對阿壩地區縣域電網可靠性提高研究（系列報告）

吳雨波 王穹躍 付強 付廷 周雄 陳廂

摘 要：阿壩電網成立一直是四川電網重要組成部分，其不僅承擔者阿壩工業、農業、城鄉居民生活用電更擔負著岷江流域水電輸出的重任。阿壩電網成立10余年來，在電網建設和規劃上大步前進，電網構架和穩定性上得到了大大的提升。本文主要從阿壩電網結構和特點、電磁環網現象及阿壩縣域電磁環網必要性、電力系統分析綜合程序、2015年阿壩電網潮流穩定仿真計算分析報告、阿壩縣域電網薄弱環節以及運行風險報告、利用電磁環網提高阿壩縣域電網供電可靠性分析報告等方面，探析110kV及以下電壓電磁環網對阿壩地區縣域電網可靠性提高，以為相關工作和研究人員的工作和研究，提供有用參考。

關鍵詞：電壓電磁環網；縣域電網；可靠性

1 前言

1.1 研究的背景和意義

阿壩州位于四川省西北部，緊鄰成都平原，北部與青海、甘肅省相鄰，東南西三面分別與成都、綿陽、德陽、雅安、甘孜等市州接壤。自阿壩電網成立以來，一直是四川電網重要組成部分，不僅承擔者阿壩工業、農業、城鄉居民生活用電更擔負著岷江流域水電輸出的重任。隨著阿壩電網成立10余年以來，在電網建設和規劃上大步前進，電網構架和穩定性上得到了大大的提升。截止2015年8月，阿壩地調調度管轄水電站91座，容量57.3萬kW；220kV變電站11座，容量312.5萬kVA；110kV變電站45座，容量169.9萬kVA；35kV變電站68座，容量41.4萬kVA。220kV線路6條，線路長度210.975km；110kV線路79條；線路長度1630.336km；35kV線路140條；線路長度2048.37km；10kV線路261條。光伏電站1座，裝機容量20MW。

但是歷史和地理原因，即使電網規模達到了一定程度，但阿壩電網110kV以下網架結構仍然薄弱：線路基本為放射性架構；單線、單變、串聯供電突出；電網運行方式不夠靈活；任一主干線路檢修或故障將造成一座或幾座變電站與主網解列或被迫失電，供電可靠性低。并且大多數縣域電網變電站沒有同期裝置，一旦線路檢修將會出現大面積的停電換電操作，停電時間大大增加。由此在電網薄弱環節之上，110kV及以下電壓通過短時電磁環網和長期環網運行，一定程度上提高了供電可靠性。本課題就通過阿壩電網現電網構架，利用電科院PSASP（7.1版本）通過潮流計算模擬仿真出110kV與縣域35kV電網電磁環網運行，研究分析出阿壩縣域電網運行薄弱環節和安全運行風險，分析利用電磁環網提高阿壩縣域電網供電可靠性。

2 阿壩電網結構和特點

2.1 阿壩電網結構

2.1.1 阿壩地區地域、氣候環境特點

（1）水能、太陽能、風能等清潔能源豐富

阿壩既是長江上游主要支流岷江、大渡河、涪江的發源地，是四川西部重要的水電能源基地，水能資源蘊藏量1933萬kW，可開發量1400余萬kW。截止2015年8月，全州已投產水電裝機容量523萬kW。紅原、若爾蓋地區為廣袤的草原，日照豐富，風力持久。目前已開發紅原花海太陽能電站、卓坤光伏電站。

（2）山區、多地質災害

優勢：水力勢能可以充分開發；

劣勢：輸電走廊環境惡劣，地震、泥石流、山體滑坡等地質災害致使輸電走廊惡劣的運行環境“雪上加霜”。

（3）氣候惡劣

多風、雨雪、雷暴、冰雹等惡劣天氣環境

2.1.2 阿壩電網基本情況

（1）500kV電網：阿壩電網擁有500kV變電站3座，變電容量5000MVA；500kV主網架為500kV茂譚雙回，用于北部電網的水電輸出。

（2）220kV電網：阿壩電網擁有220kV變電站11座，變電容量3125MVA；220kV線路48條，總長度1316.315km。220kV主網架的特點是已在汶川南部形成五條水電送出通道，與成都相連。一條專線對阿壩鋁廠供電。北部一回線路220kV東曲線與綿陽相連。

（3）110kV電網：阿壩電網110kV變電站53座，變電容量共2606.3MVA。

（4）35kV電網：阿壩電網35kV變電站65座，變電容量共350.43MVA。

2.1.3 110kV電壓構架特點

（1）阿壩電網發展起步晚，標準低，州內各種電力體制并存，對電網的發展帶來了較大的影響。一是由于之前發展重水電開發，輕電網建設，致使各縣級電網就近接入并網電站聯絡變情況普遍，如遇電站設備大修年檢停電，縣級電網將孤網運行或者全停，供電可靠性較低。二是因通道緊張和減少投資考慮，單線單變、串聯供電、T接線路“掛燈籠”等現象較為嚴重，對電網安全運行帶來了較大的隱患。牧區電網、九龍電網沿線單線、長距離供電，可靠性較低，2015年初110kV月亮灣變電站投運后，牧區、九龍電網可實現轉供，但環網上部分線路線徑、CT變比過小（200/5），轉供負荷受限且供電末端易發生電壓問題及低頻振蕩，檢修安排極為困難。三是部分縣電網缺乏備用電源，主設備缺陷和隱患得不到及時消除如阿壩縣電網僅有一回110kV線路串供，因無轉供能力和孤網運行能力，其110kV安麥線以及麥阿線的絕緣子缺陷遲遲得不到消除。存在阿壩縣電網的大面積停電的風險。四是電網電壓問題較為突出。由于草原各縣民用負荷水平低，供電半徑大（最遠達300km），110kV以上輸電線路充電無功富裕，電壓調節能力差，呈現出110kV偏上下限運行，電壓波動幅度較大，供電質量問題突出。此外由于分布式小水電和居民用電混雜，升壓變和降壓變額定電壓標準不同，電壓合理范圍難以調節。

其余4個縣：汶川南網接于岷江水電、汶川北網接于威州電站、黑水電網接于竹格多電站并入500kV色爾古變電站、小金電網接于猛固橋電站并入220kV小金變電站、茂縣電網是茂縣地方電力供電，前端九龍電網。

2.1.4 阿壩35kV縣域電網構架特點

由于歷史原因，各縣供電公司配網較為脆弱，設備老舊嚴重，維護資金缺乏，設備故障率較高，保護誤動拒動情況比較常見。現有農網配套工程進度滯后，布點不足，電站選擇就近并網T接或者開π情況常見，近期內縣電網供電可靠性和供電質量難以提升。如馬爾康電網受主變容量（1.6萬kVA）及線路限制，枯期限電嚴重。金川電網大部分負荷T接于35kV城安線，35kV城安線設備故障將造成金川縣大面積停電，供電可靠性極差，同時金川電網至今仍然是借用電站并網線路并入110kV勒烏變電站。阿壩縣賈洛、安羌、麥爾瑪等區域僅通道35kV達阿線并入主網運行，35kV達阿線故障停運將造成多個鄉鎮全停。

阿壩州地域廣袤和通道資源緊張和建設阻工等因素，現有國網變電站布點不足，電站選擇就近并網T接或者開π情況常見，影響了縣級電網供電可靠性和供電質量提升。

2.2 阿壩電網負荷特性及電壓質量

2.2.1 阿壩電網負荷特性突出

阿壩電網目前最大網供負荷106萬kW，年售電量約80億kW·h。90%為工業負荷，10%分散分布的民用負荷。以汶川、馬爾康、金川電網占主要，阿壩電網最大的工業負荷為阿壩鋁廠，約30萬kW瓦，占網供負荷的1/3。

阿壩電網的電網構架不僅薄弱，再加上負荷負荷和種類及其復雜，嚴重制約著電網的供電可靠性，也會加重電磁合環運行的風險，如何控制負荷分布和計劃用電是阿壩電網可靠運行的關鍵所在。并且目前電網特點對電壓質量的影響也十分大。

2.2.2 阿壩電網電壓問題較為突出

由于阿壩電力系統民用負荷水平低，高載能負荷比重大，水電區域性分布密集，加上地域廣袤等因素，使得阿壩電力系統負荷供電半徑大，110kV以上輸電線路充電無功富裕，徑流式小水電眾多，電壓調節能力差，呈現出110kV以上電壓偏高運行，局部35kV以下配網末端電壓偏低運行，電壓波動幅度較大，供電質量問題突出。由于分布式小水電和居民用電混雜，升壓變和降壓變額定電壓標準不同，電壓合理范圍難以調節

圖2 網改造前阿壩電網典型的一個輸電半徑（110kV串長265kM）

3 電磁環網現象及阿壩縣域電磁環網必要性

3.1 電磁環網形成的原因

電力系統的電磁環網是指由不同電壓等級的供、輸電線路通過變壓器的電磁回路聯系構成的環形電網。通常是在兩個相鄰電壓等級的電氣設備間形成，而兩個以上電壓等級的電氣設備間形成電磁環網的情況一般僅在事故處理等過渡時期才暫時出現。由于電網的形成過程是逐級建設，一步步完善的，而電力系統的負荷隨著經濟高速發展增加的速度很快，為了讓電網傳輸更多的功率，降低成本，相對較低一級電壓等級線路也會用來承擔遠距離的電力輸送，因此在輸電過程中與高級電壓線路會構成聯系緊密的網狀結構，同時這樣也可以在高電壓等級線路故障或者檢修狀態時，低電壓等級線路能保障受端區域的一二級負荷正常用電，電網運行的安全可靠性在一定程度上得到了提高。

3.2 電磁環網運行的可行性

雖然《電力系統技術導則》中規定盡量避免電磁環網運行，應當合理布局網架結構，規劃設計時盡量考慮下一步的發展，做到發展與實際緊密結合。但是在電力系統的實際運行中，并非一切電磁環網運行方式對系統穩定運行都是不利的，特別是在低一級電壓網架結構較堅強而高一級電壓網架結構較薄弱的情況下，電磁環網合環比開環運行更有利。

3.2.1 國內電磁環網運行經驗

通過分析研究我國華北、華東、南方電網等各大區電網的電磁環網運行方式安排和解環實施方案可以發現：電磁環網是電網建設過程中的產物，當高一級網架還不堅強時有其存在的合理性。隨著我國電力市場改革的深入，特別是廠網分開后，電網的經濟運行直接關系到電網公司的經濟效益。此時，在保證電網安全穩定運行的前提下，電磁環網運行可以充分利用現有的資源、降低電網建設成本、節約建設輸電線路的投資、提高輸電斷面的輸電能力和可靠性、降低輸電損失，給電網公司帶來巨大的經濟利益。

3.2.2 國外電磁環網運行經驗

國外對電磁環網的安全穩定運行尤其是開環運行的研究并不多，研究重點更多集中在抑制電磁環網內可能產生的功率環流這一主題上。究其原因在于發達國家的電網結構比較堅強，電磁環網故障引起的潮流轉移造成的后果并不嚴重而其合環運行還具有一定的經濟性，因此這些國家的主要研究重點在于將柔性控制技術應用于電磁環網中，以消除環流或對功率分布進行控制，提高系統運行的經濟性。

3.2.3 電磁環網運行需要堅持的原則

（1）在事故情況下，環網中任一元件（主要是高壓元件）斷開，即便發生功率轉移，也不至造成穩定破壞。

（2）電磁環網運行時，繼電保護配置、整定配合好，安全穩定措施實施簡單可靠。

（3）電磁環網運行后，受端電壓水平應基本不受影響。

（4）電磁環網運行，任一母線短路容量的提高，不應造成開關遮斷困難。

（5）電磁環網運行，輸電損失不應明顯增加。

3.3 阿壩縣域電網電磁環網運行的必要性

針對阿壩電網現狀，提高縣域電網供電可靠性，有如下幾種思路：

（1）加強110kV電網建設

加強110kV電網的建設，形成雙回或多回線路，增設110kV站點，都能夠使110kV電網網架更堅強，供電可靠性更高，一條線路事故跳閘后不至于造成縣域電網解列、瓦解的局面。但建設110kV網絡的投入資金是巨大的，且現階段110kV電網網架能夠滿足各縣域電網的符合要求，并不存在負荷受限的問題，因此經濟性不高，而且年限也相對較長。

（2）增加現有設備的維護力度

在目前阿壩電網網架的基礎上，加強設備的日常維護確實可以在一定程度上減少電網事故的概率，在一定程度上提高縣域電網的供電可靠性。但，這不是長久之計。其一，目前縣公司本身人手有限，在現有維護工作上另外增加維護工作，加大力度，無疑會讓縣公司的人員安排更是捉襟見肘；其二，阿壩電網受地理地貌特征所限，廠站、線路多處于高原山區地帶，面對不可抗拒的自然災害，加大設備維護力度，并不能從根本意義上提高縣域電網的供電可靠性。

（3）110/35kV電磁環網運行

現阿壩部分縣域電網已具備110/35kV電磁環網運行的硬件條件，不需要新的投資建設，需要做的就是繼電保護的調整、相位相序的核對、部分小線徑線路的改，投入成本相對較低，實現也相對容易。還有部分縣域電網還未形成環網布置的，也僅僅是需要新建一條35kV或者110kV線路便可實現電磁環網布置。

110/35kV電磁環網運行，將會大大提高縣域電網的供電可靠性。一方面，一條線路或一臺主變故障，不會造成全縣失電的尷尬局面；另一方面，不僅在重要線路或主變檢修期間，縣域電網仍然可以保證正常供電，避免孤網運行的不穩定性，而且檢修工畢后，恢復送電時也不必采用停電換電方式來恢復縣域電網的供電。

綜合來看，由于阿壩電網目前的110kV網架薄弱，部分縣域電網已具備電磁環網的基礎布置，采用110/35kV電磁環網運行方式提高阿壩縣域電網供電可靠性是最經濟有效的應對措施。

4 電力系統分析綜合程序

4.1 PSASP簡介

電力系統分析綜合程序（Power System Analysis Software Package，PSASP）是由中國電力科學研究院研發的一套具有我國自主知識產權功能強大、使用方便的電力系統分析程序，也是資源共享、高度集成和開放的大型軟件包。主要是基于電網基礎數據庫、固定模型庫以及用戶自定義模型庫的支持，實現電力系統的各種分析計算。PSASP被譽為電力系統規劃設計人員確定經濟合理、技術可行的規劃設計方案的重要工具；是運行調度人員確定系統運行方式、分析系統事故、尋求反事故措施的有效手段；是科研人員研究新設備、新元件投入系統等新問題的得力助手。

4.2 PSASP可實現的功能

PSASP采用稀疏矩陣的技術編寫了牛頓法潮流、復雜故障暫態穩定等電網計算程序，使計算規模和速度得到大幅度提高；PSASP暫態穩定程序可考慮任意復故障；具備強大的用戶自定義建模（UD）功能，可建立各種元件和系統的自定義模型（電源、負荷、控制保護裝置、FACTS元件等），實現程序功能擴充。基于用戶自定義模型，可進行潮流、暫態穩定、小干擾穩定等各種計算；提供開放的用戶程序接口（UPI）。

（1）穩態分析的潮流計算、網損分析、最優潮流和無功優化、靜態安全分析、諧波分析、靜態等值等；

（2）故障分析的短路計算、復雜故障計算以及繼電保護整定計算等；

（3）機電暫態分析的暫態穩定計算、直接法穩定計算、小干擾穩定計算、電壓穩定計算、動態等值、電動機啟動、控制系統參數優化與協調以及電磁-機電暫態分析等。

5 2015年阿壩電網潮流穩定仿真計算分析報告

5.1 計算條件

5.1.1 計算背景

電網穩定計算程序使用電科院《電力系統分析綜合程序》（PSASP7.1版本）第四章已做詳細介紹，根據四川省發布的2015年冬平大發布數據為基礎，將阿壩電網110kV電壓網絡加入，形成阿壩電網獨立的潮流分析報告，數據均為2015年阿壩電網實際數據為基礎，真實反映阿壩電網基本運行情況。

5.1.2 故障類型、故障切除時間及穩定措施

（1）穩定計算按照《電力系統安全穩定導則》要求，220kV雙回或多回線和環網線路按三相短路故障且快速保護投運校核穩定水平；同塔雙回線路按異名相故障同時跳閘校核穩定水平；單回線路按單瞬故障重合成功校核；母線故障按母差保護投運校核；

（2）故障切除時間（包括開關動作時間）

220kV線路故障，兩端快速保護近端取0.12s切除故障，線路單相故障重合閘時間為實際整定時間。220kV主變或母線故障，快速保護0.12s切除故障。

5.1.3 暫態穩定計算判據

暫態穩定計算結果，同時滿足以下3個判據，認為系統穩定；若其中任一個判據不滿足，則認為系統不穩定。

（1）功角穩定：故障后，同步系統中任意2臺機組相對角度搖擺曲線呈減幅振蕩。或者主要機組間相對角度搖擺呈減幅振蕩，個別小機組與主網間失步，但切除小機組后，主網能夠穩定。

（2）電壓穩定：在電力系統受到擾動后的暫態過程中，負荷母線電壓能夠恢復到0.8p.u以上。中長期過程中負荷母線電壓能夠保持或恢復到0.9p.u以上。

（3）頻率穩定：在采取了切機、切負荷后，頻率不高于51.5Hz，不低于47.5Hz。

5.2 計算內容

2015年阿壩電網豐大、小方式以及枯期大、小方式下的潮流計算；阿壩電網220kV單、雙回線及環網線路穩定校核計算。110kV單、雙回線路穩定校核計算。

5.3 阿壩2015年豐、枯水期典型潮流計算圖

阿壩電網水電資源豐富，但與主網聯接薄弱，豐期檢修方式下，水電送出線路發生N-2將切除水電并網線路。

5.3.1 豐大典型潮流

阿壩電網負荷為1020MW，110kV上網水電站出力478.4MW。220kV母線電壓按逆調壓原則進行調整，電壓合格。牧區電網充電無功富裕，網內電抗器均投入狀態，除了夜晚負荷低谷時電壓偏高外，其余時間均正常。2015年豐大方式典型潮流圖：

5.3.2 豐小典型潮流

阿壩電網負荷為1015MW，110kV上網水電站出力320MW。220kV母線電壓按逆調壓原則進行調整，電壓合格。110kV各站電壓在合格范圍。2015年豐小方式典型潮流圖：

5.3.3 枯大典型潮流

阿壩電網負荷為1018MW，110kV上網水電站出力315MW。220kV母線電壓按逆調壓原則進行調整，電壓合格。由于枯水期水電出力減少，阿壩變電站由于處于長線路末端，運行電壓偏低。另外月亮灣變電站投運后，唐克、若爾蓋、俄真通過月亮灣變電站供電，長線路末端電壓越下限。為防止系統電壓崩潰，阿壩變電站用電負荷控制在12MW。2015年枯大方式典型潮流圖：

5.3.4 枯小典型潮流

阿壩電網負荷960MW，110kV上網水電站出力250MW。220kV母線電壓按逆調壓原則進行調整，電壓合格。由于枯水期水電出力減少，阿壩變電站由于處于長線路末端，運行電壓偏低。另外月亮灣變電站投運后，唐克、若爾蓋、俄真通過月亮灣變電站供電，長線路末端電壓越下限。為防止系統電壓崩潰，阿壩變電站用電負荷控制在12MW。2015年枯小方式典型潮流圖：

6 阿壩縣域電網薄弱環節以及運行風險報告

6.1 概述

阿壩電網由于歷史原因，在調控統一之前均是各縣電網各自為政，缺乏與主網聯系，即使近幾年阿壩電網在不斷發展壯大，但是電網的薄弱環節依舊很明顯。在之前章節已詳細介紹并舉例闡述阿壩縣域電網的結構性及供電可靠性，在本章節將會利用PSASP軟件，在第五章豐大、枯小兩種極端情況下，加入110kV及以下縣域電網部分，模擬仿真出縣域電網薄弱環節。

6.2 計算條件

便于仿真模型的搭建及潮流分析，根據35kV變電站及小水電實際情況，在仿真軟件中直接等值于35kV母線上網、下網負荷。根據實際電網運行情況，模擬潮流動態圖，通過人為設置故障，模擬出事故情況，從而作出分析報告。

6.3 阿壩縣域電網薄弱環節以及運行風險（豐大、枯小）

6.3.1 汶川縣電網

汶川電網目前僅通過35kV郭坪線并入主網運行。在豐大的運行方式下，汶川電網水電出力豐富，上網負荷達61MW。若35kV郭坪線事故跳閘，汶川電網水電機組高頻高壓切機動作，將導致汶川電網垮網，造成大面積停電事故。若35kV郭坪線故障短時不能消除，汶川電網只能孤網運行，因汶川網內水電廠均不具備調節能力，不得不棄水，造成水資源浪費。

在枯小運行方式下，汶川電網水電出力不足，通過35kV郭坪線下網負荷達8MW。若35kV 郭坪線因事故或受郭家壩站（岷江水電）下網負荷限制跳閘，將導致汶川電網垮網，造成大面積停電事故。若35kV郭坪線故障短時不能消除，汶川南網只能孤網運行，無論在豐水期還是枯水期，35kV郭坪線故障消除后，因35kV郭坪線沒有同期裝置，不具備同期功能，汶川電網只能通過停電換電方式恢復并網運行，造成停電范圍擴大，增加停電操作時間，嚴重影響汶川電網供電可靠性。

綜上所述，汶川電網僅通過35kV郭坪線并網運行以及35kV郭坪線沒有同期裝置，都嚴重影響汶川電網的供電可靠性，是汶川電網最為薄弱一環，長期以此方式運行存在較大的運行風險。汶川南網峰期、枯期預計水電出力及用電負荷。

6.3.2 馬爾康、金川縣電網

馬爾康電網負荷主要分為110kV和35kV兩個部分，其中110kV部分由110kV主網架供電，供電可靠性相對35kV部分較高，35kV網架是馬爾康電網的薄弱環節。35kV電網部分熱足電站（18.9MW）、太陽河電站（21MW）、從恩電站（10MW）均通過35kV熱橋線并入110kV主網架，但由于35kV熱橋線為LGJ-185的單回線路，考慮線路熱穩定極限，35kV熱橋線上網負荷限制在26MW以內。

在豐水期熱足、太陽河、從恩3個電站滿發的情況下，總計水電出力接近50MW，遠遠超過35kV熱橋線的熱穩定極限，另35kV熱橋線運行年代久遠、故障頻發，因此馬爾康地區在豐水期窩電現象十分嚴重，大大降低了馬爾康35kV居民用電的供電可靠性。

金川電網通過35kV金烏線、35kV烏安線經110kV石廣東變電站并入馬爾康110kV網架。由于線路通道狀況不佳，以及受自然災害的影響，110kV石烏線、110kV橋石線在2015年累計跳閘次數分別高達15次和14次，是整個阿壩州電網110kV線路跳閘次數最多的兩條線路。110kV石烏線或110kV橋石線事故跳閘后，金川縣電網被迫與主網解列、失電，嚴重影響金川縣工農業生產及城鄉居民用電，供電可靠性極低。馬爾康、金川縣電網峰期、枯期預計水電出力及用電負荷。

7 利用電磁環網提高阿壩縣域電網供電可靠性分析報告

基于阿壩各縣域電網目前的運行現狀及網絡構架，針對各縣域電網的薄弱環節，在不過多的增加設備新建投資成本，又能快速高效解決阿壩各縣域電網供電可靠性低問題的前提下，本文提出利用電磁環網來提高阿壩縣域電網供電可靠性的方案。本章將利用PASAP軟件的潮流計算功能，結合阿壩州汶川、馬爾康、金川、紅原、小金5個縣域電網的實際情況，在豐水期大方式、枯水期小方式兩種極端條件下，進行各縣域電網110kV/35kV電磁環網仿真計算分析。

7.1 汶川縣電網電磁環網分析

7.1.1 汶川縣電網電磁環網結構

針對汶川縣電網僅通過35kV郭坪線并網運行這一薄弱環節，結合汶川縣電網目前的網架結構，110kV黑郭線和35kV郭坪線帶電運行，35kV黑茅線具備帶電條件，本節將構建“黑土坡-郭家壩-茅坪子-黑土坡”的電磁環網結構，加強汶川縣電網與主網的聯系，以此來提高汶川縣電網的供電可靠性。

7.1.2 豐大方式電磁環網分析

在汶川電網正常運行方式下，將“黑土坡-郭家壩-茅坪子-黑土坡”環網運行，輔以表6-1中汶川電網各廠站豐大方式下的有、無功值為基礎，仿真模擬出汶川電網電磁環網運行后潮流如圖7所示。

由于豐水期各水電廠出力豐富，整個汶川電網水電富裕，匯集水電有功59.335MW經郭家壩送至主網。各廠站35kV電壓值在36.002-36.653之間，110kV電壓值在114.572～114.658之間，均滿足《阿壩電力系統調度管理規程中》電壓質量要求。從線路熱穩定角度考慮，在豐水期各電廠滿發的情況下，35kV郭坪線上網負荷達到34MW，超過其熱穩定極限，風險極大，其余各線路負荷均在其熱穩定極限之內。環內各線路參數及限額控制

汶川電網電磁環網運行后，若35kV郭坪線事故跳閘或檢修，如圖8中所示，汶川電網各廠站以單線串供方式并網。汶川電網匯集的58MW的水電出力全通過110kV黑郭線并網，各線路負荷均不會超過各自的熱穩定極限。但對于供電末端的三江、照壁及其下接并網廠站由于供電線路過長，會出現電壓偏高的現象，存在一定風險，其余各廠站電壓均在合格范圍之內。另外，若110kV黑郭線事故跳閘，汶川電網匯集的58MW的水電出力只能通過35kV郭坪線并網，遠遠超過35kV郭坪線的熱穩定極限，并且35kV黑茅線負荷也達到38.2MW，同樣超過35kV黑茅線熱穩定極限，運行風險十分高。

7.1.3 枯小方式電磁環網分析

在汶川電網正常運行方式下，將“黑土坡-郭家壩-茅坪子-黑土坡”環網運行，輔以表1中汶川電網各廠站枯小方式下的有、無功值為基礎，仿真模擬出汶川電網電磁環網運行后潮流如圖7-3所示。

枯水期由于水電出力減少，但汶川電網整體水電出力還有富裕，枯期電磁環網運行較為穩定，各廠站電壓質量合格，各線路均為無過載現象。而且還能避免汶川電網目前運行方式下郭坪線下網負荷受限的限制，因此枯水期汶川電網電磁環網運行既能提高汶川電網的供電可靠性，也不會造成設備過載，是為理想運行方式。

在枯水期，若110kV黑郭線事故跳閘或檢修，汶川電網僅通過35kV郭坪線并網運行，35kV郭坪線上網負荷僅4.8MW，其他線路也未過載，且各廠站電壓質量均在合格范圍之內；若35kV郭坪線事故跳閘或檢修，則汶川電網富裕水電通過110kV黑郭線上網，各線路也不會過載運行，各廠站電壓質量均合格。因此枯水期汶川電網電磁環網運行能大大提高汶川電網的供電可靠性。

7.1.4 小結

通過上述分析可知，在豐水期環網運行以及110kV黑郭線停運后，35kV郭坪線負荷均超過其熱穩定極限，因此建議35kV郭坪線、35kV黑茅線均擴建為兩回LGJ-185線路，并在茅坪子變電站增設安控裝置，及時切除部分并網水電線路，以保證汶川電網供電可靠性。在枯水期由于水電出力減少，汶川網內水電富裕減少，無論環網運行還是環網后任一線路因故停運，各線路均不會過載運行，且各廠站電壓質量合格。因此為提高汶川電網枯水期供電可靠性，建議汶川電網枯水期電磁環網運行。另外，為保證汶川電網電磁環網的安全穩定運行，建議在黑土坡、茅坪子站裝設同期裝置。表3汶川南線路參數。

7.2 馬爾康、金川縣電網電磁環網分析

7.2.1 馬爾康、金川縣電網電磁環網結構

針對馬爾康電網35kV網架僅通過35kV熱橋線與主網相連，金川縣電網僅通過110kV石烏線并網運行的薄弱環節，結合馬爾康、金川縣電網目前的網架結構，110kV橋石線、石烏線和35kV熱阿線、金烏線均帶電運行正常，本節將構建“鄧家橋-石廣東-勒烏-金江-阿拉伯-熱足-鄧家橋”的電磁環網結構，加強馬爾康35kV電網、金川縣電網與主網的聯系，以此來提高馬爾康、金川縣電網的供電可靠性。馬爾康、金川縣電網電磁環網結構如下圖所示：

7.2.2 豐大方式電磁環網分析

在馬爾康、金川縣電網正常運行方式下，將“鄧家橋-石廣東-勒烏-金江-阿拉伯-熱足-鄧家橋”環網運行，輔以表2中馬爾康、金川電網各廠站豐大方式下的有、無功值為基礎，仿真模擬出汶川電網電磁環網運行后潮流如圖11所示。

由于豐水期各水電廠出力豐富，整個馬爾康、金川電網水電富裕，除開各自消耗電量后仍匯集水電有功61.715MW經鄧家橋送至主網。各廠站35kV電壓值在36.525～38.746之間，110kV電壓值在116.849～119.011之間，除負荷較輕的幾個站電壓偏高外，其余均滿足《阿壩電力系統調度管理規程中》電壓質量要求。從線路熱穩定角度考慮，在豐水期各電廠滿發的情況下，35kV熱橋線上網負荷達到28.050MW，略微超過其熱穩定極限，稍有風險，其余各線路負荷均在其熱穩定極限之內。環內各線路參數及控制限額表4

從環網內分析可知110kV石烏線和35kV熱橋線事故后對環網穩定運行影響最大，以下對該兩條線路停運的情況進行分析。

馬爾康、金川電網電磁環網運行后，若35kV熱橋線事故跳閘或檢修，馬爾康電網各水電廠電量只能通過金川電網并入網，此時35kV熱阿線雙江口至阿拉伯段線路、35kV阿城將支線、35kV金烏線線路負荷會超過其熱穩定極限。

馬爾康、金川電網電磁環網運行后，若110kV石烏線事故跳閘或檢修，35kV熱橋線負荷將達到44.655MW，嚴重超過其熱穩定極限，風險極高。金川地區因為單線串供距離較長的原因，電壓會有所偏高。

7.2.3 枯小方式電磁環網分析

在馬爾康、金川縣電網正常運行方式下，將“鄧家橋-石廣東-勒烏-金江-阿拉伯-熱足-鄧家橋”環網運行，輔以表2中馬爾康、金川電網各廠站枯小方式下的有、無功值為基礎，仿真模擬出馬爾康、金川縣電網電磁環網運行后潮流如圖14所示。

馬爾康、金川電網在枯水期電磁環網運行時，環網內各線路負荷均未超過各自熱穩定極限，且各廠站電壓質量合格，在雙江口、熱足水電出力豐富地區電壓偏高。因此馬爾康、金川電網枯水期電磁環網運行也是較為理想的運行方式。

在枯水期，由于水電出力較少，馬爾康、金川電網電磁環網運行后，若110kV石烏線事故跳閘或檢修，如圖16所示，網內各線路負荷均不會超過各自熱穩定極限，且各廠站電壓質量合格，馬爾康金川電網均可正常并網運行。若35kV熱橋線事故跳閘或檢修，如圖15所示，環網內各線路均不會出現過載現象，但馬爾康、金川電網電壓偏低，需無功手段調節。

7.2.4 小結

通過上述分析可知，在豐水期環網運行以及110kV石烏線停運后，35kV熱橋線負荷均超過其熱穩定極限，以及35kV熱橋線停運后，35kV熱阿線、阿城江支線、金烏線負荷均超過各自熱穩定極限，因此建議35kV熱橋線擴建為兩回LGJ-185線路，35kV阿城江支線由LGJ-120導線更換為LGJ-185導線，并在阿拉伯變電站增設安控裝置，及時切除部分并網水電線路，以保證馬爾康35kV電網、金川電網供電可靠性。在枯水期，馬爾康金川電網電磁環網運行后，任一線路停運，馬爾康、金川電網均可正常運行，不會被迫解列或失電，但35kV熱橋線因故停運后，馬爾康、金川電網的電壓較低。

8 結語

通過七章對阿壩電網的詳細介紹，主要在于阿壩電網目前處于較為薄弱階段，不管是電網結構、電網負荷還是電力設備均為達到堅強電網的標準。只有通過不斷的建設和改造，逐漸改變這一現狀，利用電磁環網是堅強電網的過度階段，對于目前阿壩電網而言是一個較為理想的調控手段。

利用PSASP軟件，對阿壩110kV及以下縣域電網進行了準確模擬，各廠站的負荷均為當時真實負荷，具有較強的可靠性，并且模擬豐小、枯大兩種極端情況，更能反應當前電網的真實性。在目前情況下，哪些110kV以下縣域電網可以利用電磁環網進行倒閘操作，哪些110kV以下縣域電網可以長期利用電磁環網運行以及提出的整改措施均是真實模擬情況。

隨著110kV輸電網絡逐漸完善，電磁環網運用的越發成熟，電網薄弱問題得到了極大改善，我們將會繼續建設不同電壓等級網絡，徹底改善阿壩電網的網架結構，提高電網的輸、供電能力，早日實現阿壩堅強電網。

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（作者單位：國網四川省電力公司阿壩供電公司）