大數據用戶工程供電受限解決方案研究

嚴洪麗

（云南恒安電力工程有限公司，昆明 650233）

0 前言

近幾年來越來越多的大數據用電項目落戶云南，其擁有用電負荷較大、負荷同時率及最大負荷利用小時數較高等特點，對電網網架、供電可靠性及上級變電站供電能力提出了新的要求[1]，同時對區域電網設備利用率也有一定程度上的影響[2-3]。

大數據用電項目用電設備主要包括大數據服務器、云計算服務器、交換機、負壓風機等，項目建成用電以后需要電網對其持續供電。因此，需要從可靠的電網電源點引接專線對大數據用電項目進行供電，滿足其供電需求。

本文以某公司大數據用戶供電工程為例，根據項目用電負荷、建設進度，結合近區電網的情況，分析電網供電受限原因，提出解決方案。既滿足用戶供電需求，又優化了片區電網網架結構。

1 大數據用電項目簡況

某公司大數據中心設置大數據服務器為S9i類型，另外配有各項輔助設備。本工程新增用電量5.76 億kW.h，最大負荷76.8 MW，最大負荷利用小時數為7 500 h，計劃2019 年8 月投產。

大數據用戶工程新建110 kV 總降變1 座，新建2×50 MVA 三相雙繞組有載調壓變壓器，電壓等級為110 kV / 10 kV。110 kV 采用單母線接線，進線1 回；10 kV 采用單母線分段接線，出線20 回；配置2×5 Mvar 電容器組。

2 負荷預測及電力平衡

2.1 負荷預測

2018 年某地州電網全社會用電量為59.1 億kW.h，最大負荷為1 230.7 MW。預計2020 年、2025 年全社會用電量分別為90.5 億kW.h、105.7 億kW.h，最大負荷分別為1 726.9 MW、2 084.9 MW。“十三五”和“十四五”全社會用電量年均增速分別為23.8 %、3.0 %，最大負荷年均增速分別為18.5 %、4.0 %[4-5]。

2018 年某縣電網全社會用電量為5.5 億kW.h，最大負荷為110.6 MW。預計2020 年、2025 年全社會用電量分別為13.5 億kW.h、16.3 億kW.h，最大負荷分別為217.0 MW、255.4 MW。“十三五”和“十四五”全社會用電量年均增速分別為56.7 %、4.0 %，最大負荷年均增速分別為40.1 %、3.0 %。

“十三五”期間該電網用電量及負荷增長率較高，這是由新增的大用戶造成的。

2.2 電力平衡

根據片區負荷預測及電源規劃情況[6-7]，220 kV 220A 變、220B 變、220C 變供電范圍如圖1。

圖1 220 kV 220A變、220B變、220C變供電范圍示意圖（局部）

根據電力平衡，2019 年及以后220A 變豐大、枯大方式均為下網，2025 年最大下網電力分別為248 MW、296 MW，主變“N - 1”另1臺過載。

2019 年及以后220B 變（考慮大數據項目接入）豐大方式均有少量盈余電力、枯大方式均為下網，2025 年豐大上網電力25 MW、枯大最大下網電力280 MW，枯大主變“N - 1”另1 臺過載。

2019 年及以后220C 變豐大方式均有大量盈余電力、枯大方式均為下網，2025 年豐大上網電力178 MW、枯大最大下網電力139 MW，主變負載率適中。

3 片區供電受限情況分析

大數據用戶工程上級電源可以來自220 kV 220A 變、220B 變、220C 變以及110 kV 110D變和110A 變。

3.1 220 kV變電站供電受限情況

由電力平衡可知，110E 變轉由220B 變供電后，220A 變豐大、枯大方式均為下網，主變“N - 1”另1 臺過載。大數據用戶工程無法再接入220A 變。

若大數據用戶工程接入220B 變，該變豐大有少量盈余電力、枯大最大下網電力為265～280 MW，枯大主變“N - 1”另1 臺過載。同時，220B 變～500 變目前為單回220 kV 線路，不滿足線路“N - 1”。

220C 變供電范圍內電源較多，豐大盈余電力達178～199 MW、 枯大下網電力為117～139 MW；220C 變供電能力可以滿足大數據用戶工程的接入，但需要長距離、跨供電分區供電，經濟性較差。

3.2 110 kV變電站供電受限情況

若大數據用戶工程就近接入110 kV 110D變，220B 變～110C 變、220B 變～110D 變110 kV 線路豐季需要輸送電力為220 MW 左右，不能滿足線路“N - 1”，供電受限。

若大數據用戶工程接入110 kV 110A 變，220C 變～110A 變雙回110 kV 線路豐大方式下網電力50 MW 左右，可適當減輕220 kV220C變主變上網壓力，枯大方式下需要下網139 MW左右。

總之，大數據用戶工程的接入在不同程度上將導致主變或線路過載，枯大方式需要限負荷運行；同時，對構建片區電網網架也有較大的影響[8-10]。

4 供電受限解決方案

4.1 供電方案的提出

綜上，擬提出以下方案[11]，開斷110A 變“T”接220B 變～110C 變線路，將大數據項目接入110A 變；同時，220B 變新建1 回110 kV線路“T”接至大數據項目～110A 變線路，如圖2 所示。新建線路長約16 km+2 km，導線截面均為300 mm2。

為解決220B 變～500 變220 kV 線路不滿足“N - 1”要求，新建220B 變～500 變第二回220 kV線路，長約12.5 km，導線截面為2×400 mm2。

圖2 片區供電受限解決方案圖

圖 3 供電方案潮流計算結果

4.2 供電方案技術優勢分析

供電方案新建220B 變～500 變第二回220 kV 線路，解決了該斷面不滿足“N - 1”的問題。同時，構建了220B 變和220C 變之間的110 kV 聯絡線，可同時對大數據項目供電，合理分配220B 變及220C 變的負荷。

若2020 年將斷環點設置在220B 變側，大數據項目由220C 變供電，220C 變豐大上網電力119.2 MW，枯大下網電力196.8 MW；這有效緩減了220C 變供電片區豐大水電上網壓力，提高枯大220C 變主變利用率。220B 變豐大上網電力111.8 MW，枯大下網電力192.2 MW。這緩減了220B 變枯大下網壓力，在一定程度上避免主變“N - 1”另1 臺過載的問題；同時，為220B 變供電范圍內豐大方式下其它負荷（水電硅）提供了消納空間。

4.3 潮流校驗

以2020 年豐大、枯大方式下進行潮流計算，計算結果如圖3 所示。從潮流計算結果可知，供電方案相關接點電壓均滿足要求，主變、線路均未出線重載、過載的情況，能夠滿足大數據工程的供電要求。

5 結束語

綜上所述，以某公司大數據用戶供電工程為例，根據項目用電負荷、建設進度，結合近區電網的情況，分析電網供電受限原因，提出供電方案；并進行潮流計算，驗證了供電方案的可行性。

該方案實現了電網資源共享、電網分層分區供電，既解決了用戶供電受限問題，又優化了片區電網網架結構。可在一定程度上提高電網設備利用率，提升電網運行的經濟效益。