關于主網架規劃中電源外送地區送出能力計算的幾點思考

孟倩鈺 蘆思晨

國網遼寧省電力有限公司經濟技術研究院 遼寧 沈陽 110000

引言

合理的電網結構和電源結構是電力系統安全穩定運行的基礎[1]。隨著電網的不斷發展，電力系統中的潮流分布發生巨大變化，一些地區逐漸成為以電源送出為主的電網。在主網架規劃中，局部地區的電源外送路徑可分為很多類型。當局部地區的220kV高壓網架與其他地區的220kV高壓電網已經實現分區運行，僅通過一處超高壓樞紐變電站上送潮流；或者該地區沒有超高壓樞紐變電站，僅通過某一220kV高壓站的外送線路與其他地區的220kV電網相連接時，可看作該地區只有一處220kV電源外送點。由于電源外送潮流點只有一處，在考慮該地區送出能力時，只需要考慮這一點的外送能力并規劃網架加強方案即可。而當局部地區的220kV高壓網架有多處潮流外送點，在計算該地區送出能力時，就會有不同的電源接入計算方案。我們以一個有兩個潮流外送點的電網為例，比較不同方案之間的差異。

1 考慮電源外送地區有兩個潮流外送點的電網情況

如圖，該地區有8座220kV站（分別是B站～I站，其中B、E為開關站）和一個500kV/220kV樞紐變電站甲站，甲站有3臺1000MVA的變壓器。A站是地區外部的一個變電站。目前，該地區220kV的電源裝機為2141MW（火電300MW，新能源1841MW）；未來規劃繼續新建新能源電場。

該地區電源外送潮流通路有兩處，分別是由甲站上送潮流以及線路B-A外送潮流。線路A-B的導線型號是LGJ-240×2，可長期通過的最大潮流為464MW。本次要計算該地區在現有的網架下的外送能力，以此得出還能再接入多少新能源。

2 該地區的潮流計算分析

2.1 計算條件

所有新能源電源出力按照85%計算，火電廠的3臺機組滿出力計算。

仿真計算中該區域220kV層面的負荷總和為427.8MW。C站76.1MW，D站91.5MW，F站88.3MW，G站56.7MW，H站70MW，I站45.2MW。開關站B、E沒有負荷。

2.2 潮流計算

現將規劃新能源1150MW全部接入（圖1中1號至7號電源，1號～3號分別為50MW；4號～6號分別為200MW；7號400MW）。此時甲變電站上送1923MW，線路A-B傳輸功率465.7MW。線路A-B剛好滿載。

圖1 該潮流外送地區網架圖

當甲站的出現主變N-1故障時，甲站上送1848MW，主變未過載；線路A-B外送540.7MW，發生過載（圖2），成為該地區電源外送的薄弱點。為了滿足線路A-B不過載，需要逐個切除規劃電源，來得知該地區電源外送能力（圖中地區的外送能力為甲站的上送潮流與線路A-B的外送潮流之和）。

圖2 甲站發生主變N-1故障潮流圖

2.2.1 從1號規劃電源開始切除。要滿足線路A-B不過載，要1、2、3、4號全部切除，5號切除30MW。共切除380MW電源。此時線路B-A外送463.2MW，甲站上送1607MW，地區外送潮流為2070.2MW（圖3）。

圖3 從1號開始切除電源的外送潮流圖

2.2.2 從7號規劃電源開始切除。要滿足線路A-B不過載，要7號電源全部切除，6號切除150MW。共切除550MW電源。此時線路B-A外送464.6MW，甲站上送1477MW，地區外送潮流為1941.6MW（圖4）。

圖4 從7號開始切除電源的外送潮流圖

2.2.3 電源接入點對潮流外送通道的分布系數。該地區規劃電源分別分布于C站、D站、甲站、I站（圖1）。這四個變電站新能源電源每增加100MW的開機容量（實際增加出力85MW），對線路A-B的外送潮流增加量影響分別為20.8MW、16.6MW、13.3MW、11.3MW、10.5MW；對甲站的外送潮流增加量影響分別為62MW、65MW、69MW、72MW、66MW。

電源接入點C站、D站、G站、甲站、I站與外送薄弱點線路A-B的電氣距離逐個增大，其出力變化對線路A-B的外送潮流影響逐個減小。接入點C站與甲站的電氣距離最大，其電源出力變化對甲站的外送潮流影響最小；接入點甲站的電源出力變化對甲站的外送潮流影響最大。

3 關于不同切除電源方法的討論

3.1 從1號規劃電源開始逐個切除

1號、2號、3號等規劃電源距離潮流外送點B的電氣距離很近，這些電源的切除和接入對線路B-A上的潮流影響明顯，而對樞紐變電站甲站的上送潮流影響不大。所以只需要切除比較少量的電源即可滿足線路B-A不過載的條件。這樣切除電源后，接入的規劃電源集中在外送潮流能力較強的樞紐站甲站附近，得出的該地區的電源外送能力的數值會比較大。

3.2 從7號規劃電源開始逐個切除

5號、6號、7號等規劃電源與潮流外送點B的電氣距離相較于其他規劃電源要更遠，而與潮流外送點甲站的電氣距離比較近。當從7號電源開始逐個切除時，對甲站的上送潮流影響會比較大，對線路B-A的外送潮流影響較小。所以在滿足線路B-A不過載的條件下，切除的電源會比較多，而接入的規劃電源多集中在外送薄弱點線路B-A附近，得出的該地區的外送能力數值會較小。

4 結束語

在規劃過程中，當計算電源外送地區送出能力時，采用近外送薄弱點的位置規劃電源或者遠薄弱點的位置規劃電源都具有實際意義。在外送通道有兩個及以上，當規劃電源集中于近外送薄弱點的位置時，電源會對薄弱點的影響較大，能夠接入的電源容量會相對較小，由于在后續電源規劃過程中，線路線徑、承載能力等因素一定會被考慮，這個外送能力結果就顯得比較保守；而在實際建立電源時，受地形等因素影響，電源接入點一旦集中于變電站A附近，這種計算方式就比較安全。而當規劃電源集中于遠離外送薄弱點的位置時，潮流會更多地向其他外送通道輸送，對薄弱點的影響較小，能夠接入的電源容量會相對較大，其他外送通道的利用率會更高，得出的電源送出能力也比較理想化。

實際規劃時，可以結合電源外送地區的地理情況、周邊環境等因素改動規劃電源的分布，以得出一個能夠對電源規劃地區更具有參考價值的結果。