浅析河北南部电网存在的主要问题及对策
关键词：电网；电力系统稳定；供电可靠性；运行安全 ?
1、河北南网概况
截止到2002年底，河北南部电网直调发电装机容量为8769.9MW，直接接入220kV主网的发电容量为6170MW，占全网直调总容量的70.35%；接入500kV电网的发电容量为1260MW，占全网直调总容量的14.37%；接入110kV及以下的直调发电容量为1339.9MW，占全网直调总容量的15.28%。直调电厂19座（包括娘子关电厂），装机台数86台。从网外增购电力后，河北南网直调的发购容量为9279.9MW. 截止到2002年底，全网共运行500kV变电站4座，500kV降压变压器4台，容量3000MV.A，500kV输电线路6条，长度660.173km.220kV变电站58座（包括用户站3座），220kV降压变压器110台，容量14190MV.A.
河北南部电网以220kV与500kV构成主网架，通过220kV韩（韩村河）－涿（涿州）双回线及500kV房保线与京津唐电网相联。潮流分布为南电北送、西电东送的格局。全网最高发购电负荷达到8570MW，南网6个供电公司网供最大负荷依次为石家庄：2400MW，邯郸：1731MW，保定：1610MW，沧州：1234MW，邢台：1172MW，衡水：862MW.
2、主网存在问题及对策
随着全国联网的推进，2003年，河北南网将通过保北——霸州——吴庄500kV线路与天津联网，通过邯东——新乡500kV线路与华中电网联网，同时邯东——廉州、邯东——蔺河500kV线路也将投入运行，电网结构将发生较大变化。河北南网成为联结东北、华北和华中的大通道。大区联网初期，稳定问题突出，电网运行方式多处受限，短路容量剧增，开关遮断容量不足，部分刀闸、线路不能满足热稳定要求。
2.1、部分厂站开关遮断容量不足经2003年短路容量分析，兆通、来马、马头电厂、羊范220kV母线三相短路电流已达到开关遮断电流的90%以上。这些厂、站在系统中的位置较为重要，通过方式安排降低母线短路容量存在较大困难，因此，上述开关应及早进行更新改造。兆通站220 kV母线短路电流已达31.14kA，10台220kV开关额定遮断电流均为31.5kA，2003年应考虑全部更换。根据短路电流分支系数计算，主变211、212开关、兆钢一、二线261、262开关尽可能在石厂200MW机组并网前进行更换，其它6台开关应在年内更换完毕。同时，应对兆通站母线架构、刀闸等一次设备进行校核。来马站母线短路电流为28.99kA，有7台31.5kA的开关，分别为251、252、253、254、255、211、202达到开关遮断电流的92%.
考虑短路分支系数因素，2003年应优先安排更换主变211开关，其它6台开关应在2003年、2004年考虑安排更换。马头电厂母线短路电流为28.36kA，有5台31.5kA的开关，分别为215、216、272、276、240，达到开关额定遮断电流的91%.考虑短路分支系数因素，2003年应优先安排更换启备变240开关，其它4台开关应在2003年、2004年考虑安排更换。羊范站母线短路电流为25.05kA，有1台26.3kA的开关（主变211开关）还未改造，已达开关额定遮断电流的95%，应在2003年考虑更换。
2.2、邯邢断面220kV线路过负荷,根据2003电网分析计算，与华中联网后，在某些方式时邯邢断面220 kV线路存在过负荷问题。为适应电网结构的变化，原运行中的线路安全监控系统需进行相应改造以适应联网后的要求。
2.3、保定地区电网低电压 根据华北网调方式安排，2003年夏季房山500kV变电站将新增2台500kV主变，为控制房山站附近短路容量，韩涿220kV网间联络线将解环运行。当保定负荷较大时保北主变掉闸，保定地区220kV电压将严重下降，最低达到185kV以下。针对保北主变掉闸保定地区低电压问题，可在涿州、新建固店、易县站新增3套低压减载装置，使保定地区装设的低压减载装置的220kV站达到7座，控制负荷300MW.
2.4、500kV主变过负荷
河北南网仅有4台500kV降压变压器，经计算分析，当从外网受电较多时，1台变压器掉闸可能引起其它变压器过负荷，最大可能超过主变容量的40%.根据变压器运行规程，变压器应有短时过负荷能力，0.5h短期急救负载系数为1.50.针对主变过负荷问题制定事故处理预案，采用事故后运行调整的方法解决。
3、输配网存在的问题及对策?
3.1、重要供电小区运行安全问题 随着电厂小机组的退役和小区负荷的不断增长，小区供电可靠性问题日益突出。特别是石厂、邯厂小区，在某些故障时功率缺额很大，很可能造成小区全停事故。应提高现有低频低压解列装置的定值，研究改造现有解列装置，使装置可靠动作，尽可能避免发生小区全停事故。对特别重要用户应考虑从不同电源点引入电源，可大大提高供电可靠性，降低对用户全停电的几率。针对机组退役后电厂供电区功率缺额较大问题，应考虑直供负荷切改措施，缓解小区供电压力。
3.2、部分220kV变电站主变过负荷
截止到2002年底，河北南网已投入运行的220kV变电站共58座（包括3座用户站），最大负荷率超过80%的变电站有26座（不包括单台主变的变电站），特别是其中12座站的最大负荷率已超过90%，主变基本已满负荷甚至过负荷。由于主变过负荷，造成用电高峰季节严重限电，限制了电力市场发展。在12座满负荷变电站中，高碑店、定州、王段、铜冶、东寺、南郊等6座变电站已制定解决措施并正在建设中，许营、常山、魏县、安平、章西、容城等6座已制定解决措施但尚未开工。对于负荷率偏高的变电站应适时采取措施减轻负荷。?
3.3、局部地区缺少220kV变电站布点，110kV线路供电距离较远，河北南网京广铁路西侧的太行山区及东侧广大农业地区，过去经济比较落后，用电负荷较小，主要靠110kV线路供电，供电距离较远，例如保定地区上陈驿——浮图峪——涞源线路长达90km，串带3座110kV站。近年来，随着地方经济发展，用电负荷迅速增长，末端电压最低达96kV，无法满足用户供电要求，限制了电力市场发展。保定、邢台东部地区也存在110kV供电距离较远的问题。
3.4、110kV电网存在的问题
虽然近年来进行了大规模农、城网改造，110kV电网得到很大改善，但是由于投入到110kV电网的资金有限，电网原有的问题并未彻底解决。另外，随着负荷增长，也出现了如下一些新的问题。
a.单电源情况较多，不满足供电可靠性要求。网络基础比较薄弱，单线单变情况较多，特别是涞源、涞水、阜平、灵寿、新河、孟村、盐山、海兴、枣强、武强等县全县只有1路110kV电源，当线路停运时造成大面积甚至全县停电，不但损失大量负荷，还会造成不良的社会影响。
b.缺乏统一规划，网络结构即复杂又薄弱。由于过去110kV电网由地方集资建设，缺乏统一规划，各地为节省投资，不注意加强主网架建设，新建变电站往往只是就近破口或T接，1条线路串接或T接多个变电站的情况非常普遍，110kV网络即薄弱又复杂，不但供电可靠性差、网损高，而且也难以满足日益增长的负荷需求。
3.5、主要对策 针对目前供电配网存在的主变容量不足、供电能力和可靠性不满足要求、网络结构不合理等问题，应采取以下措施。
a.旧站增容改造。河北南网现已投入运行的50余座220kV变电站大多数规划容量为2×120MV.A，而出现过负荷的12座220kV变电站的主变容量大部分为2×120MV.A，因此2×120MV.A的规模已不能满足系统目前的负荷水平，更无法适应电网进一步发展。这些变电站大多数运行10～20a，设施状况比较好，且多数位于负荷中心，通过改造增容提高其供电能力，解决过负荷问题，一般要比建设新站投资少、工期短，在经过技术经济论证可行的前提下，应优先考虑。
b.建设新站。在负荷增长较快、潜力较大的区域，或电网结构比较薄弱的区域，要适时地建设新站。但新建变电站布点必须考虑与其它站之间的关系，应有合理的供电范围，做到旧站增容改造与建设新站统筹规划，优化变电站布局。
c.加强110kV电网建设。110kV电网存在的问题，往往直接影响到用户供电，应适当增加投入，改善加强110kV电网结构，增加供电能力，提高供电可靠性与供电质量，满足用户需求。
d.适当加强220kV变电站之间的110kV联络，不仅可以提高110kV系统的供电能力和供电可靠性，还可以增加220 kV变电站之间转供电能力，提高主变负荷率，缓解过负荷问题。?
4、电网设备抵御自然灾害能力不足及对策
自然灾害是威胁电网安全运行的主要因素之一。目前，电网抵御恶劣天气和自然灾害的能力不足，特别是城乡电压等级较低的配网杆塔、线路等设备抗侵袭能力不高。2002年8月，河北南网经受了历史上罕见的大风雷雨天气的袭击，部分区域最大风力超过12级，风速达34m/s，超过了电网输电线路最高设计风速标准。在恶劣的气象条件下，城乡35kV及以下配网线路设计水平较低，防大风和雷雨的能力不足，加之线路走廊距离树木较近，受树线矛盾、树木倒覆、倒杆和雷击影响，造成大范围的故障掉闸。据统计，2002年8月3日～8月5日期间，河北南网10kV及以上线路共故障掉闸1124路次（其中瞬时故障597路次），损失负荷1340MW.在掉闸路次中，城乡10kV线路掉闸达1066路次，对电网的安全运行和可靠供电产生了一定的影响。
- 上一篇：TS算法在配电网络重构中的应用
- 下一篇：人工神经网络应用于继电保护的探讨
