郑州220kV电磁环网解环规划研究.pdf

  • 文档大小:391.5 KB
  • 文档格式:pdf
  • 约 6页
  • 2021-06-25 发布
  • 举报
郑州220kV电磁环网解环规划研究1 郑州220kV电磁环网解环规划研究2 郑州220kV电磁环网解环规划研究3 郑州220kV电磁环网解环规划研究4 郑州220kV电磁环网解环规划研究5 郑州220kV电磁环网解环规划研究6
已阅读完毕,您还可以下载文档进行保存
文档单价:6.00 会员免费
开通会员可免费下载任意文档
  1. 1、本文档共6页,内容下载后可编辑。
  2. 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,可选择认领。
  3. 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细先通过免费阅读内容等途径辨别内容交易风险。如存在严重挂羊头卖狗肉之情形,可联系本站下载客服投诉处理。
第39卷第7期2011年4月1日电力系统保护与控制PowerSystemProtectionandControlVbl-39NO.7Apr.1,2011郑州220kV电磁环网解环规划研究白宏坤,李干生(1.河南省电力公司,河南郑州450052;2.河南省电力勘测设计院,河南郑州450052)摘要:随着电网结构的不断加强,22OkV电网短路电流水平提高较快,必须逐步实施解环以降低220kV电网短路电流水平,但在电网解环过程中往往会与一些规划的电网项目存在矛盾。阐述了电磁环网解环基本原则及主要解环方式,并以郑州5OOkV/220kV电磁解环网为例,根据其现状及远景电网规划,对其逐步实施解环方案并同时校验了郑州电网远期规划的合理性。提出的通过电网解环规划研究来校验电网规划的合理性的理念,一方面可将电网规划与解环规划合理统一以指导电网的发展,另一方面也可避免不必要的电网建设从而节省投资。关键词:电网规划;电网结构;短路电流;解环运行;500/220kV电磁环网—Studyonopenloopplanningof220kVelectromagneticringinZhengzhouBAIHong.kun,LIGan.sheng2(1.ElectricPowerofHenan,Zhengzhou450052,China;2.HenanElectricPowerSurvey&DesignInstitute,Zhengzhou450052,China)Abstract:The220kVelectricalnetworkshort-circuitcurrentlevelenhancesquicklyalongwithunceasingenhancementof—electricalnetworkstructure,openloopoperationmodemustbecarriedoutgraduallytolowerthe220kVelectricalnetwork—short-circuitcurrentleve1.Butintheprocessofelectricalnetworkopenloopitoftencontradictswithsomeplannedelectricalnetworkprojects.Thispaperdescribesthefundamentalprinciplesaswellasthemainmethodofopen-loop.TakingZhengzhou500kV/220—kVelectromagneticringforexample,inaccordancewithitspresentsituationandlong・termnetworkplanning,openloopoperationis—progressivelyimplementedandtherationalityofZhengzhoulongtermnetworkplanhasbeensimultaneouslyverfied.Thispaperputsforwardtheideaofusingtheopen-loopplanningstudiestoverifythermionalityofelectricalnetworkplanning,whichnotonlyunif—iesthenetworkplanningandopenloopplanningrationallytoguidethedevelopmentofelectricalnetwork,butalsoavoidsunnecessaryconstructiontosaveinvestment.Keywords:electricalnetworkplan;electricalnetworkstr—ucture;short-circuitcurrent;openloopoperation;500/220kVelectromagneticring中图分类号:TM715文献标识码:A———文章编号:16743415(2011)070127060引言随着500kV电网结构不断加强,220kV电网短路电流水平亦提高较快,为了限制220kV电网短路电路水平,远期220kV电网将分片解环运行,220kV电网也将逐步转变为地区配电网络。电网解环工作不是一次性完成的工作,而是提前规划,分步实施的。220kV电网规划应结合地区内新的电源点的建设(500kV变电站和接入220kV电网电厂)及功率输配电要求,并随着今后500kV电网结构的逐步完善,逐步理顺结构,为分片解环运行做好准备【JJ。本文对电磁环网解环基本原则以及主要解环方式进行了阐述,并以郑卅1500kV/220kV电磁环网为例,根据其现状及远景电网规划,对其实施逐步解环,通过电网解环规划来校验电网规划的合理性,此举一方面可将电网规划与解环规划合理统一以指导电网的发展,另一方面也可避免不必要的电网建设从而节省投资。1电磁解环的思路近期为电网大发展时期,由于500kV网架刚刚形成,500kV变电站及其容量还较少,近期220kV电网电磁解环主要是解决220kV电网短路电流超标及重要输电通道上多级电磁环网问题,因此近期电磁解环的主要功能是解决电网问题[4]。远期随着500kV网架的不断加强和500kV电网规模的形成,远期220kV电网电磁解环主要是明晰.128.电力系统保护与控制供电区域、理顺潮流流向,提高500kV电网供电能力,因此远期电磁解环的主要功能是提高电网供电能力,简化电网运行。2电网解环的主要方式及基本原则2.1电网解环的基本原则随着500kV电网结构的加强及地区220kV电网规模的不断扩大,220kV电网分层分区解环运行是电网发展的必然。通过电网分层分区解环运行,不Ⅳ但可以解决500l,V/220kv电磁环网在线路_1或N-2方式下潮流转移导致的热稳定问题,充分发挥高一级电压等级的输电能力;而且可以使电网结构清晰,层次分明,便于实现分区解列,有效的构筑安全稳定第三道防线;同时可以减小系统短路电流,解决局部电网短路电流超标问题[4-7]。由于电网结构的复杂性和多样性,将电网解环运行需要综合考虑多种因素,比如何时解环、在何处解环、如何分区等问题。在进行电网规划时就要提前将分层分区的因素综合考虑在内,作好地区220kV电网分层分区规划,视其网络方案和潮流分布将地区内线路合理解列,从而达到分层分区的目标并降低短路电流水平。220kV电网分区解环的基本原则如下:(1)特高压落点附近的地区间500/220kV电磁环网应优先开环运行。(2)位于电网主干通道(全国联网及华中联网通道、省网主干通道)上的500/220kV电磁环网应优先开环运行,不具备开环条件的应加快电网建设,尽快满足开环要求。(3)供电区间的500/220kV电磁环网在满足开“”环条件时,宜采取能开环则开环的原则。(4)供电区内部的500/220kV电磁环网,在条件允许的情况下,500/220kV电网可保持合环运行,以提高电网供电可靠性。当短路电流超标或电磁环网存在安全运行隐患时,500/220kV电网应考虑开环运行。2.2电磁解环的主要方式依托500kV变电站的220kV电网解环运行方式较为灵活,主要综合为以下三种解环方式。解环方式一:一座500kV变电站内有三台或以上主变,单个500kV变独立成片运行,如图1。解环方式二:一座500kV变电站内有四台主变,单个500kV变独立成片运行,500kV变的220kV母线分母运行,如图2。解环方式三:两座500kV站之间通过4回220kV线路相联,500kV变220kV母线分母运行,两座500kV站的4台500kV主变独立成片,两座500kV变的220kV电网合环运行,如图3。r一一一一一~一一一一1:500kV220kV图1一座500kV站3台及以上500kV主变独立成片Fig.1A500kVsubstationswiththreeormoremaintransformerssolelysuppliesa220kVdistrict…………500kV220kV:图2一座500kV站4台500kV主变独立成片,220kV母线分段Fig.2A500kVsubstationswithfourmaintransformerssolelysuppliesa220kVdistrict,andits220kVbusbarsectionalizingswitchesareopen500kVNiA负荷区500kv站B……jrl图3片区中2个500kV站220kV侧通过4回220kV线路相联Fig.3Two500kVsubstationswhose220kVsubs ̄rstemsareinterconnectedwithfour220kVtransmissionlinessupplya220kVdistrict电网解环运行还要满足以下条件:(1)以一个或若干个500kV变电站作为主要供电电源,并配合本地区内部的大容量发电厂,将220kV电网划分为若干个相对独立的供电分区;各供电分区短路电流水平应控制在合理范围,500kV电网及各供电分区应有足够的安全稳定性和供电可靠性。(2)分区解环运行后,各供电分区应具有足够的供电可靠性,应保证作为主要供电中心的500kV变电站主变,220kVJ2 ̄入线路、供电分区内的220l(V变电站主变、220kV线路、电源及220kV送出线路在N.1下不过载,满足电网安全评估要求。白宏坤,等郑州220kV电磁环网解环规划研究(3)分区解环运行后,各供电区域间应具备一定的相互事故支援能力。(4)解环方式和解环点的选择应尽量选取相关供电区域的末端,并以不大幅降低供电区域末端电压质量和网损为原则引。3郑州电网解环规划研究3.1电网现状郑州电网处于河南电网的中心,2009年底拥有发电装机容量为6861Mw,约6000MW电厂机组均接入220kV及以下电网。郑州电网现有500kV变电站和开关站共3座,分别为郑州变(2×750MVA),嵩山变(2×1200MVA),郑州东变(2×1000MVA);220kV变电站20座。目前已经形成以500kV郑州变、郑州热电厂、首阳山电厂和华润登封电厂为主供电源的220kV电网。2009年郑卅[220kV电网保持电磁环网运行,为了限制郑灿1220kV短路电流,郑州变220kV母线分母,郑州内部220kV电网合环的运行方式。图4为2009年郑卅1220kv电网结构图。图42009年郑州220kV电网结构Fig.4Zhengzhou220kVelectricalnetworkstructurein20093.2电网规划“”根据《河南省十二五电网规划设计及目标网架研究》,2020年规划郑州电网有郑州变、嵩山变、郑州东、郑州北、开发区变、巩义变、巩义西变、郑州南变、登封变等9座500kV变电站,其500kV电网将形成郑州东一郑州北一嵩L【J一巩义一登封一郑州南一开发区一特高压一郑州东的500kV环网结构。郑州变目前2x750MVA主变,以达其设计规模;官渡变目前2x1000MVA主变,设计规模4×1000MVA;嵩山变目前2x1200MVA主变,根据其站内布置,站内还有再扩建一台主变的位置。目前在建及规划新建变电站,均按照4台主变规模设计,220kV母线均为双母线双分段接线,仅郑州变为双母单分段接线。图5为2020年郑卅15ookV电网结构图。耕带图52020年郑州500kV电网结构Fig.5Zhengzhou500kVelectricalnetworkstructurein20202020年郑少I、1220kV电网规划有78座220kV变电站,将形成分别以郑州变、嵩山变及规划的郑州东、郑州北、开发区变等9个500kV变为核心的220kV电网,220kV电网分区运行。随着郑州电网500kV主变台数的增多,一方面增大了郑卅1220kV电网的短路电流水平,同时也为郑灿1220kV电网解环提供了前提条件。3.3郑州电网解环规划1)2015年解环规划2010 ̄2015年间郑州电网新建巩义变、郑州南变、郑州北变等3座500kV变电站,郑卅1220kV电网需进一步解环j。2015年解环方案:郑州变合母,嵩山一郑州系统合环运行,郑州北一郑州东系统合环运行,巩义电网独自一个系统,郑州南独自一个系统,共形成嵩山一郑州、郑州北一郑州东、郑州南、巩义4片解环运行。图6为2015年郑卅1220kV电网解环方案图。解环线路及解环点:将嵩山变~巩义变220kV联络线、嵩山变~郑州北变220kV联络线、郑州东变~郑州变220kV联络线、郑州变~郑州南变220kV联络线开断运行,具体可根据各500kV变电站所供负荷情况确定联络线上的解环开断点的变电站位置。表l为2015年相关站点短路电流水平。表12015年相关站点短路电流水平Tab.1Theshortcircuitcurrentlevelaboutrelevantsubstationsin2015变电站名称短路电流/kA郑州变220kV母线郑州东220kV母线郑州北220kV母线嵩tlJ220kV母线郑州南220kV母线巩义220kV母线40.948.445.944.340.433.4130.电力系统保护与控制登封四图62015年郑州220kV电网解环方案Fig.6Zhengzhou220kVelectricalnetworkopen・loopoperationprogramin20152)2020年解环规划2020年郑州地区拥有500kV变电站9座2020年解环方案:解环为郑州北、郑州东I、郑州东II一开发区、嵩山、郑州、郑州南、登封、巩义l、巩义II一巩义西9个片区。图7为2020年郑'1'1'1220kV电网解环方案。解环线路及解环点:将嵩山变、郑少I'l:lt;变、登封变、郑州南变、郑州变独自一片,将郑州东变、巩义变分母运行,分别形成郑州东I、郑州东II一开发区、巩义I、巩Y.II ̄巩义西变系统,各系统之间可以通过联络线互相支援。恬封¨图72020年郑州220kV电网解环方案Fig.7Zhengzhou220kVelectricalnetworkopen-loopoperationprogramin2020白宏坤,等郑州220kV电磁环网解环规划研究-131-以郑州城区220kV电网解环规划为例,说明其解环的具体形式。郑州城区电网可解环为郑州北、郑州东I、郑州东II一开发区、嵩山、郑州一开发区5个片区(解环方式一),也可解环为郑州北、郑州东、开发区一郑州、嵩山4个片区(解环方式二)。表2表22020年郑州电网短路电流水平11ab.2Theshort.circuitcurrentlevelaboutrelevantsubstationjn2020为2020年郑州电网短路电流水平。图8为2020年郑州城区220kV电网结构网。表3为解环方式应用表表3解环方式应用—Tab.3Openloopplanning城区电网解环城区电网解环方案一方案二郑州变③①郑州东变②③①郑州北变①①嵩山变①①开发区变⑧①通过以上郑州电网各水平年解环方案分析,可以发现,500kV变电站之间的联络线是实施解环工程的关键部位。因此对于电网两座500kV变电站之间的联络线规划应根据其所在电网的具体结构,并与电网解环规划相结合,为解环的实施提供坚强的网架,使之能够满足各种运行方式下的潮流变化的需要,确保各分区之间的功率交换,并使电网解环运行更加宜于实现。图82020年郑州城区220kV电网结构Fig.8Zhengzhou220kVelectricalnetworkstructurein20204结论和建议(1)将电网解环规划与电网规划协调统~,在规划形成220kV目标网架的同时,要将电磁解环的因素综合考虑进去,将分层分区的理念直接体现在220kV电网规划上。将电网规划与解环规划协调统、.132.电力系统保护与控制一,一方面可以指导电网结构优化发展,另一方面[5]也可避免不必要的电网建设从而节省投资。(2)解环规划不仅要求电网规划为解环的实施提供坚强的网架,也可为远期电网结构规划提供一种发展思路。具体解环方案的实施可根据具体各分区之间的功率交换、潮流分布以及电网稳定要求~最终确定。(3)220kV电网解环运行不是一次性完成,而是提前规划,分步实施,随着今后500/220kV电网的逐步完善,应根据电网发展,待条件成熟后,逐l7-步实现电网的分区供电。(4)在城市电网目标网架形成过程中,在电网的各个发展阶段的解环方案应保持一定的前后延续性。参考文献[1]王梅义,吴竞昌,蒙定中.大电网系统技术【M】.北京:中国电力出版社,2001.———WANGMeiyi,WUJingchang,MENGDingzhong.Technologyofgreatpowersystem[M].Beijing:ChinaElectricPowerPress,2001.[2]DL755.2001电力系统安全稳定导则【S】.DL755-2001Guidelinesforpowersystemstability【S】.[3]杨冬,刘玉田,牛新生,电网结构对短路电流水平及受电能力的影响分析[J].电力系统保护与控制,2009,37(22):62-67.—YANGDong,LIUYu-tian,NIUXinsheng.Analysisoninfluenceofpowergridstructureuponshortcircuitlevelandpowerreceivingcapability[J1.PowerSystem—ProtectionandControl,2009,37(22):6267.[4]周莉梅,范明天,张祖平,等.合肥城市电网电磁环网解环分析【J].电网技术,2008,32(20):73.76.——ZHOULimei,FANMingtian,ZHANGZu・ping,eta1.AnalysisonbreakingupelectromagneticringinHefeiurbanpowernetwork[J].PowerSystemTechnology,—2008,32(20):7376.刘树勇,顾强,张丽娟,等,天津电网中期运行方式研究[J】.继电器,2008,36(5):28.31.—LIUShuyong,GUQiang,ZHANGLi-juan,eta1.Researchonmedium-termoperationmodeofTianjinpowergrid[J].Relay,2008,36(5):28-31.白宏坤,李干生.关于电磁环网弱开环方式的探讨【J1.电力系统保护与控制。2OlO,38(2):60.63.BAIHong.kun,LIGansheng.DiscUssiononweakopen-loopmodeofelectromagneticloop[J].PowerSystemProtectionandControl,2010,38(2):60.63.张立平,殷幼军,马恰晴,等,湖北黄冈、黄石地区安全稳定控制系统方案设计[J].电力系统保护与控—制,2010,38(1):7982.—ZHANGLiping,YINYoudun,MAYiqing,eta1.SecurityandstabilitycontrolsystemforHuanggangandHuangshinetworkofHubeiProvince[J],PowerSystemProtectionandControl,2010,38(1):79-82.祁万春,奚巍民,张谦,等.应用500kV高阻抗主变压器提高220kV片区供电能力[J].电力系统自动化,—2008,32(14):9698.OIWa—nchun,XIWei-min,ZHANGQian,eta1.Improvingpowersupplycapabilityof220kVdistrictgridusing500kVmaintransformerwithhighsh0rtcircuitimpedance[J].AutomationofElectricPowerSystems,2008,32(14):96-98.[9]白宏坤.郑州电网近期开环研究,华中电力【J],2008,21(6):6-10.BAIHong-kun.RecentZhengzhou220kVelectricgridopenloopstudy[J】.CentralChinaElectricPower,2008,—21(6):610.—收稿15t期:201O-0410;修回日期:2010-06-12作者简介:白宏坤(1971-),女,高级工程师,工学博士,主要—从事电力系统、能源相关规划及研究。Email:baihongkun@sohu.com(上接第126页continuedfrompage126)[12]AlefeldG,MayerGIntervalanalysis:theoryandapplications[J].JournalofComputationalandAppliedMathematics,2000,12l(1.2):421.464.[13]HickeyT,JuQ,vanEmdenMH.Intervalarithmetic:fromprinciplestoimplementation[J].JournaloftheACM,200l,48(5):1038.1068.[14]王守相,郑志杰,王成山.计及不确定性的电力系统时域仿真的区间算法[J].中国电机工程学报,2007,27(7):40.44.—WANGShouxiang,ZHENGZhi-jie,WANGCheng-shan.Powersystemtimedomainsimulationunderuncertaintybasedonintervalmethod[J].ProceedingsoftheCSEE,2007,27(7):40.44收稿日期:2010-04-04;—修回Et期l2010-0526作者简介:郑志杰(198卜),男,工程师,工学硕士,主要研究方向为电力系统规划与设计;E-mail:zhengzhUie@sdepci.tom李磊(1965-),女,高级工程师,工学硕士,主要研究方向为电力系统规划与设计;赵兰明(1978-),男,工程师,工学学士,主要研究方向为电力系统规划与设计。
祥福铺
该用户很懒,什么也没介绍
文档单价:6.00 会员免费
开通会员可免费下载任意文档