山西中部电网弱电磁环网高压通道开环检修方式适应性问题研究

孟 涛，罗宏超，芦晓辉

（国网山西省电力公司电力调度控制中心，山西太原 030001）

0 引言

电磁环网是电网发展到一定阶段不可避免的产物，强电磁环网会提升局部区域短路电流，易造成短路电流超标。弱电磁环网在环网打开时会造成大量潮流转移，容易导致设备过载甚至稳定问题[1-8]。

太原西部电网为典型的500—220 kV弱电磁环网，500 kV通道为云顶山—龙城线路，220 kV通道联系较弱，由云顶山—邢家社—古交—冶峪及云顶山—南社—迎西—冶峪2个通道构成。

2018年5月，500 kV博明电厂倒接1 000 kV洪善站工程高跨施工涉及太原区域4回500 kV线路及2回220 kV线路配合停电，其中500 kV云龙线停电10天。500 kV云龙线通道断开，将打开太原西部弱电磁环网，对环网220 kV通道造成较大影响。本文对此开环检修方式面临的问题及应对措施进行研究。

1 太原西部电网220 kV通道重载问题及对应开机要求

太原西部电网220 kV通道建成年代较早，包含部分老旧线路，线径较细，载流能力较低。根据线路运维单位提供数据，冶古线最小载流元件为电缆（YJLW03-127/220-1×800），载流量为768A；邢古线最小载流元件为电缆（ZR-YJLW02-127/220-1×630），载流量为684 A，南古I线线路型号为2×185，载流量为790 A，云南线最小载流元件为2×185导线，载流量为790 A。图1显示了相关线路的结构和位置。

通过使用中国电科院BPA计算程序，对检修方式电网相关线路潮流情况进行仿真分析。电网负荷边界取2018年5月预测高峰负荷，基础开机方式综合考虑电力电量平衡及机组检修计划，考虑美锦、新嘉电厂全停、国金双机、国峰单机、耀光单机。表1显示了500 kV云龙线停电前后太原西部220 kV通道潮流变化情况。

图1 中部电网电磁环网结构示意图

表1 500 kV云龙线停电前后220 kV通道潮流变化

表2 云龙线停电基础方式静态安全分析潮流结果

为降低此检修方式下云顶山站下送220 kV通道整体潮流，需要依靠太原南部电网新嘉电厂机组及吕梁—晋中电网美锦、国峰、国金、耀光电厂机组支撑，满足地区供电平衡。经校核，为满足-1运行要求，此区域的开机要求为新嘉、美锦、国峰、国金、耀光五电厂所有机组全开。由于相关机组可发电量不足、部分机组处于检修状态无法开出及环保因素制约等多个原因，此开机方式在运行中无法安排。即检修方式下无法通过增开机组满足通道断面的-1过载问题。

2 调整解环运行方式研究

改变电网潮流分布的方法除变动开机方式外，还可以调整线路解环运行方式[9]。当前电网为综合解决区域短路电流超标问题及过载问题，采取的是断开赵南双回线，马小双回线，北东双回线，侯马线，新马II线，即云顶山和龙城片区形成电磁环网，云顶山和侯村打开电磁环网的运行方式。为降低云龙线检修方式下云顶山站—龙城站电磁环网结构带来的潮流转移问题，考虑采用云顶山站—龙城站电磁解环，云顶山站—侯村站电磁合环的方式，即合上赵南双回线，且同时断开云顶山和龙城站的220 kV电网联系通道。下面对相关解环方式进行校核分析。

2.1 合赵南双，冶峪分母方式

国网山西省电力公司于2012年实施了冶峪分母工程，将冶峪站220 kV母线由双母接线方式改造为双母双分段接线方式，具备分母运行条件，使得冶峪站220 kV母线分段联络开关成为云顶山和龙城区域的220 kV联络通道之一。

图2 合赵南双，冶峪分母方式

云龙线检修方式下合上赵南双，冶峪分母方式，结构如图2所示。经过短路电流计算，中部电网短路电流均在开关遮断电流范围内。短路电流计算结果见表3。

表3 合赵南双，冶峪分母方式短路电流计算结果

对解环调整后方式进行潮流计算，开机边界条件同基础方式，云顶山下送220 kV通道潮流为：云古II线潮流226 MW、邢古线潮流221 MW、云南线潮流198 MW、南古I线潮流168 MW、冶古线潮流150MW。相关220kV线路-1后结果见表4。

表4 合赵南双，冶峪分母方式-1静态安全分析结果

2.2 合赵南双，断开迎南双及冶古线

除冶峪站母线分段开关外，冶古及迎南双断面或冶古及冶迎双断面也是联系云顶山和龙城站的割集通道。相比母线分列运行，采取断开迎西站220 kV出线的方式会相对削弱迎西站的供电可靠性，但由于方式调整后迎西站仍能维持双回线供电，可靠性基本满足要求。由于云顶山下送通道断面云古II线及邢古线承载能力较弱，龙城站下送通道相对裕度充分，故选择考虑断开迎南双及冶古线，结构如图3所示。此方式下，迎西及冶峪站负荷由龙城500 kV变电站接带。

图3 合赵南双，断开迎南双及冶古线

此方式短路电流计算结果见表5，相关厂站短路电流均在开关遮断电流范围内。

表5 合赵南双，断开迎南双及冶古线短路电流计算结果

静态安全分析结果见表6。

表6 合赵南双，断开迎南双及冶古线静态安全分析计算结果

此方式下，云古II线及邢古线断面离太二电厂电气距离最近，灵敏度最高。为进一步降低该断面分布的潮流，尝试增开太二电厂1台机组。考虑太二电厂双机方式，重新进行-1静态计算分析。对应的计算结果见表7。

表7 迎南双及冶古线断开、太二双机方式静态安全分析计算结果

3 实际运行情况对比

山西省电力调度中心根据上述分析结论，印发云龙线检修方式临时运行规定，在500 kV云龙线停电后调整电网运行方式，合上赵南双，断开迎南双及冶古线，安排太二电厂双机运行。2018年5月3日至12日，云龙线实施停电检修。实际运行中，相关设备潮流和电压正常，云古II线及邢古线断面潮流最大达到309 MW，满足-1运行要求，与上述仿真分析结论一致。

4 结束语

弱电磁环网打开方式一般对系统运行产生较大影响。山西中部云顶山—龙城联络通道为典型的弱电磁环网，云龙线停电检修方式下，部分潮流转移至220 kV联络通道上，使得-1故障下部分线路严重过载。本文通过分析电网结构和相关通道潮流转移关系，提出了云龙线停电方式下一种大幅缓解220 kV通道潮流重载程度的解环方式调整策略，经实际运行验证合理、有效。本文的研究结论对类似若电磁环网打开方式的运行控制有一定的参考价值。