蘇睿
(1. 云南電網責任有限公司大理供電局,云南 大理 671000; 2. 云南電網有限責任公司電網規劃建設研究中心,云南 昆明 650011)
云南省地處高原,山區負荷分散,若僅有1座110 kV變電站作為上級電源點,可能會造成35 kV變電站電源點單一或有3座及以上的變電站T接在同一條35 kV線路上,電源點或線路失壓時供電區域全停,電網安全性、供電可靠性難以保障。常規解決方案為新建110 kV及以上電壓等級變電站,但投資高,設備利用率低,經濟性差,負荷發展緩慢和容載比等因素也會限制項目實施,配網問題難以解決。
云南省加快推進“8+3”、“保供給,促投資”、“金下”新能源項目實施,大型集中式光伏電站和風電場從2021年起分批并網發電[1]。新能源項目選址確定后,同步分析周圍配電網網架問題,可解決“一線多T”等問題,為解決配網問題提供新方法。
云南電網35kV網架基本為環網或非單電源供電結構,目前仍有43條35kV線路“T”接了3個及以上公用或重要用戶變電站(以下簡稱“一線多T”),其中T接5個及以上3 5kV變電站的線路有14條,T接4個變電站的有11條,T接3個變電站的有18條。若線路檢修或故障停電,將影響3個及以上變電站供電,嚴重將導致三級電網安全事件。根據云南省運行數據,“一線多T”線路5年來共停電218次,影響客戶平均停電時間289 h,其中故障跳閘128次,影響客戶平均停電時間142 h,線路故障原因為通道樹障和雷擊,電網運行安全難以保障,供電可靠性受影響[2]。
35 kV“一線多T”常規解決思路為:在負荷中心新建110 kV變電站,新建35 kV線路,將原“T”變電站改接入新變電站站內間隔或接入第二電源;新能源項目解決思路為:分析新能源項目周圍“一線多T”問題,提出新能源升壓站出線解決問題的可行性,在技術、經濟等方面與新建變電站方案比較,選出最佳解決方案。
云南東部某縣地處高寒山區,35 kV配電網網架結構如圖1所示,110 kV變電站出線上接有35 kV變電站A、變電站B、變電站C、35 kV光伏電站A和水電站B,形成“一線多T”;110 kV變電站A-35 kV變電站A-35 kV變電站B的線路長度58 km,供電半徑58 km,超過30 km,供電半徑過長,重載運行。10 kV中壓線路供電半徑長,末端低電壓。10 kV線路總長超80 km的共14回,規劃新建2座35 kV變電站解決中壓線路超長,但無系統接入點。

圖1 某縣35 kV配電網網架結構
“一線多T”問題解決方案一如圖2所示。新建110 kV變電站B,新建1回線T接35kV變電站B-光伏電站A線路,1回線T接35kV變電站A-水電站B線路,退運35kV變電站C,光伏電站A和水電站B改接入110kV變電站B。

圖2 35 kV“一線多T”解決方案一
某風電場項目一期位于該縣南部,裝機容量189 MW,設計利用小時數2517小時,年均上網電量4.7573億kW·h,二期位于該縣北部,裝機容量181MW。項目新建220 kV和110 kV升壓站各1座。220kV升壓站新建1回出線,接入500 kV變電站A,110 kV升壓站新建一回線路接入220 kV升壓站。
新能源升壓站解決“一線多T”方案如圖3所示。220 kV升壓站新建2回線π接35 kV變電站A-35 kV變電站B線路。110 kV升壓站新建1回35 kV線接入變電站C。

圖3 35kV“一線多T”解決方案二
該案例主要問題為 “一線多T”、35kV線路重載和擬建變電站無系統接入點,電網安全和供電可靠性差。
1)解決方案一:新建變電站
優點:為35kV變電站A、B提供第二電源,解決“一線多T”、線路重載,新增35kV系統接入點,35kV光伏電站A和水電站接入110kV變電站獨立上網,提高電網安全和供電可靠性;計量和電量結算簡單;設備產權分界清晰有利于生產運維管理。
缺點:項目受負荷發展限制;投產后設備利用率低;建設周期3~5年。
2)解決方案二:新能源解決
優點:為35kV變電站A、B、C提供第二電源,解決“一線多T”、縮短原35 kV線路供電半徑、線路重載;新增35kV系統接入點;建設規模小,新建線路短、無需新建變壓器;統籌利用廠、網設備資源優化網架,避免重復建設;項目建設周期不超過2年。
缺點:35 kV光伏電站A通過升壓站上網,電量結算復雜,線路間隔和升壓站產權分屬電網公司和用戶,設備運維管理難度大。
在技術經濟方面,方案一和方案二投資估算如表1所示。根據南方電網電力造價控制線,方案一投資估算為5280萬元,方案二為834萬元,方案二優于方案一。

表1 方案一、方案二投資估算表
方案一和方案二在解決35kV“一線多T”、保障電網安全和提升供電可靠性上效果相當,但在項目可行性、建設周期和項目經濟性上,方案二優于方案一。方案二總體更優。
云南省新能源項目較負荷中心變電站距離“一線多T”站點更近,能為35 kV變電站提供第二電源,提高電網安全和供電可靠性,縮短解決問題時間,節約投資。在云南省加快推進“8+3”、“保供給,促投資”和“金下”新能源項目建設發展背景下,統籌新能源項目參與配電網構網,解決35kV“一線多T”問題,為配電網規劃提供新的方案。