云南末端電網安全運行風險分析及對策

趙爽，王文娟，錢紋

（1.云南電網有限責任公司，昆明 650011；2.中國能源建設集團云南省電力設計院有限公司，昆明 650051）

0 前言

隨著云南水電大規模的開發和建設，以及云南省產業結構調整優化，云南省整體負荷水平將加大，因此有必要繼續提升云南電網整體的供電能力，加強云南電網網架結構，完善優化現有電網供電模式，特別是網架結構薄弱的云南末端電網，保證電網在發生典型故障時不造成電力安全事故，保證電網的安全穩定運行，保證用戶的安全可靠用電，防范和抵御電網可能存在的電力安全事故風險。

1 云南電網現況及特點

多年來，受邊疆高海拔山區等地理條件限制影響，云南省區域間經濟發展和電網建設情況差距較大，其中，云南中部、東部、東南部片區作為經濟快速發展中心，用電負荷增長迅速，電網建設投入大，網架結構堅強，電網供電能力和供電可靠性均較高；相比之下，云南西北、西南、東北等地區，特別是靠近云南省域邊界地區，由于山高林茂，經濟發展條件有限，用電需求和電網建設緩慢，部分地區目前仍僅有單一供電電源、單臺主變或單回供電線路，電網結構也多以單環網、單輻射為主，網架結構相對較弱，供電能力較差。[2]

未來五年，隨著云南各地區經濟建設、新農村建設、旅游業等方面的發展步伐加快，預計云南省西北、西南、東北等地區的用電負荷將有較大增長，有必要在未來幾年努力提升云南末端電網供電能力和供電質量。

2 云南末端電網運行風險分析

2.1 安全事故等級劃分標準及故障類型

根據《中國南方電網有限責任公司電力事故事件調查規程（Q/CSG 210020-2014）》中電力安全事故等級劃分標準的規定，會造成云南末端電網出現較大及以上電力安全事故的判定標準。[9]云南末端電網主要研究的檢修N-1故障類型包括：變電站主變檢修N-1故障、變電站母線檢修N-1故障[3]、雙回線路檢修N-1故障[4]、同一變電站單臺主變檢修一回出線N-1故障、同一變電站一回出線檢修一臺主變N-1故障、變電站主變檢修與之相關聯的一回線路N-1故障、一回線路檢修與之相關聯的另一回線路N-1故障、一回線路檢修與之相關聯的變電站一臺主變N-1故障[1-5]。

2.2 末端電網安全運行風險分析

圖1 A市、B市、C市網架示意圖

從云南500 kV電網層面來看，至“十三五”末期，云南仍有部分末端地區500 kV變電站僅有單臺主變，或是僅有單一通道與云南主網聯絡，導致電網可能存在安全運行風險，據分析，在考慮檢修方式下的電網負荷預控措施后，2019-2020年云南500 kV末端電網可能發生的較大及以上電力安全事故共計有12項，均為較大事故[1]。例如：設區的地級市A市電網，因其境內唯一的500 kV甲變電站僅有單臺主變，甲變與主網間又僅有單一通道的雙回500 kV線路相連，加之周邊220 kV電網轉供電能力有限（如圖1），當甲變220 kV母線發生檢修N-1故障時，將會造成A市負荷損失，發生電網較大事故；又如，與A市相鄰的B市電網，因B市220 kV電網正常情況下與A市220 kV電網斷環運行，且無備自投裝置，B市電網供電主要依靠B市唯一的500 kV乙變電站和其雙回500 kV主干線供電（如圖1），當上述500 kV變電站主變或主干通道發生檢修N-1故障時，將會造成B市電網與主網解列，導致B市負荷損失，特別是損失B市境內的兩個縣級市的用電負荷，進而造成電網較大事故[6-8]。

圖2 D市網架示意圖

從云南220 kV電網層面來看，至“十三五”末期，因部分末端電網供電片區撤縣設市，其電網安全運行要求大幅提升，導致電網出現新的安全運行風險，據分析，在考慮檢修方式下的電網負荷預控措施后，2019-2020年期間云南110 kV、220 kV末端電網可能發生的較大及以上電力安全事故共計有42項，發生數量最多的是較大事故[1]。例如：位于云南省西北端的縣級市C市，其電網僅有220 kVC1變電站及其至相鄰電網E1變電站的長距離220 kV雙回線路與云南主網聯絡（如圖1），整個C市經由220 kVC1變電站向其境內三座110 kV變電站供電，一旦C1變電站主變或220 kV母線、或110 kV母線發生檢修N-1故障、或是C1變至E1變的220 kV同塔雙回線路發生檢修N-1故障，均會造成C市整個供電片區失電，從而導致負荷損失，發生電網較大事故；同樣的情況也出現在云南省東北部縣級市D市電網，D市目前僅有220 kVD1變電站及其至500 kV丙站、220 kVF1變電站的220 kV雙回線路與主網相連（如圖2），經由D1變電站向D市城區唯一的110 kV變電站輻射式供電，一旦D1變電站主變或220 kV母線、或110 kV母線發生檢修N-1故障，均會造成D1變電站失電，從而導致D市負荷損失，發生電網較大事故[8]。

3 云南末端電網應對風險方案

針對上述云南末端電網存在的安全運行風險，可采取以下措施加強電網，提前防范和抵御可能存在的電力安全事故。

其中，500 kV電網層面：針對A市電網因500 kV甲變電站存在的運行風險，建議在甲變電站220 kV雙母線接線預留分段斷路器的場地上加裝母線分段斷路器，將雙母線接線變為雙母線雙分段接線，即可解決可能存在的較大事故風險，事故等級由較大事故轉為無事故事件；針對B市單一供電通道而導致的運行風險，建議在乙變電站500 kV設備檢修方式下，就將B市境內與A市相連的220 kVB1變電站和B2變電站轉由A市電網供電，提前降低電網事故風險，同時還需注意加強電網設備維護及運行管理，降低事故發生概率[7,10]。

220 kV層面：針對C市電網、D市電網存在的運行風險，建議打破該區域現有單一變電站和單一輸電線路通道供電的格局，規劃年在C市和D市分別建設第二個220 kV變電站及其輸電線路通道，由兩個220 kV變電站共同對該片區供電，形成互備供電結構，新建站與主網間構建新的聯絡通道，即可解決上述較大事故風險，事故等級可由較大事故轉為無事故事件[10-12]。

4 結束語

隨著云南省經濟的發展和人民生活水平的不斷提高，需要逐步提升云南電網整體供電能力和供電水平，特別是在現狀仍然較為薄弱的云南末端電網，更需要注意其可能存在供電安全隱患，提前預判末端電網可能存在的安全運行風險，改善末端電網單一元件供電模式、調整檢修方式下末端電網運行模式、新建規劃年電網加強項目，為建設更可靠、更堅強的云南電網而打好基礎。