Page 52 - 电力与能源2021年第五期
P. 52
5 4 4 路晓敏, 等: 特大城市主城电网分区运行的问题研究
位于两个分区, 跨区电源切换困难, 尤其是中心城 压器。
区政府、 医院等重要负荷密集, 政治、 经济影响重 ( 2 ) 母线分列运行。母线分列运行后, 电气距
大。针对跨分区负荷调整困难的问题, 提出引入 离变大, 会适当减小短路电流。不过母线分列运
快切装置 [ 6-7 ] 和宽频测量新技术手段解决跨分区 行会降低运行操作、 方式安排上的灵活性, 因此对
调度运行难题。本文研究可为其他特大城市主城 于已经设计好的变电站很少选择分列运行。为降
电网分区调度运行提供借鉴。 低短路电流, 龙王山变电站 220kV 双母线双分
段采用分列运行方式。
1 南京主城电网运行背景
( 3 ) 采用限流电抗器。串联电抗器是当前比
南京地区220kV 电网目前分为3 片区运行, 较成熟的短路电流限制技术, 但会给电网潮流和
其中东龙分区覆盖了南京大部分的中心城区。随 电压带来一定影响。而且限流电抗器针对电网中
着东龙分区一系列 500kV 变电站扩建工程的实 单个薄弱点的短路电流限制明显, 但不能同时降
施, 东龙分区内薄弱环节短路电流超过遮断容量, 低多个薄弱环节的短路电流, 因此对当前南京电
电网安全稳定压力巨大。 网几个薄弱点短路电流超标的情况不太适用。
对 2021 年夏季龙王山扩建主变后电网的短 ( 4 ) 电网解环运行。电网结构对短路电流影
路电流进行计算, 考虑供电西环网主变高中侧短 响较大, 不同等级电网之间通过变压器形成环网
路电压百分比为 24% , 供电东环网主变高中侧短 运行, 随着结构不断复杂, 系统的短路容量不断升
高而限制电网输送能力, 因此电网解环运行可减
路电压百分比为 20% , 则东龙分区多处 220kV
变电站 220kV 母线短路电流超标, 如表 1 所示。 小系统的短路电流。
通过短路电流结果可以看出, 若尧化门等变电站 结合南京 220kV 电网的实际情况, 提出了 3
220kV 母线短路, 短路电流超过短路器额定遮断 种可有效降低短路电流 的 运 行 方 案: ① 220kV
容量, 断路器无法断开故障点甚至发生爆炸, 造成 尧化 ~ 仙鹤双线解环, 东龙分区解环为东龙( 新)
大范围的事故发生。 和秦淮两个分区运行; ② 华京、 陵燃各陪停一台,
表 1 220kV 母线短路电流超限表 kA 东龙分区合环运行; ③ 220kV 高桥 ~ 九龙双线
序号 变电站 三相短路电流 单相短路电流 解环, 华京、 大唐南京各陪停一台, 东龙分区合环
1 尧化门 51.74 53.08 运行。
2 铁北 50.36 52.32
3 经港 50.98 52.23 下面对 3 种方案进行评价, 并最终确定适用
4 龙王山( 西) 49.62 50.74 于南京主城电网的方案。
因此, 亟需对龙王山扩建后短路电流超标及 2.2 电网运行方案评估指标
可能带来的一系列问题展开研究, 制定适用于南 结合南京 220kV 电网的实际情况, 需通过
京的电网运行方案。 调整电网的网架 结构和电源分布来降低短路电
流 [ 14-19 ] 。有多种运行方案需进行对比分析,为考
2 短路电流降低方案及评价方法
评各种方案的可行性和安全性, 从电力平衡、 电力
2.1 短路电流降低方案 稳定和电网灵活性 3 个维度判断电网合环运行或
电网短路电流与系统结构、 电源的接入方式 分区运行的可行性, 提出了电网运行方案的评价
等密切相关, 抑制短路电流可采用高阻抗变压器、 指标, 如图 1 所示。利用该指标体系可找到满足
采用限流电抗器、 采用电网解环运行、 母线分列运 稳定、 短路等各种条件的方案。
行等 [ 8-13 ] 。 ( 1 ) 电力平衡方面。电力平衡是指电力系统
( 1 ) 采用高阻抗变压器。 500kV 变电站主变 所有的有功电源发出的有功功率总和必须满足电
多采用多台变压器并列运行模式, 由 500kV 电 网所有用电设备( 包括输电线路) 所取用的有功功
网下达的短路电流在全部短路电流中占相当大的 率总和, 是电网安全运行的保障和基础。本次方
比例, 增大变压器阻抗对于减轻 500kV 变压器 案评价提出充裕性和受阻性两个指标来评价系统
中压侧母线短路电流有明显影响。为此新上 500 平衡情况。
kV 龙王 山 变 电 站 第 三 台 主 变 采 用 了 高 阻 抗 变 充裕性指标用供电裕度 E 来表示, 是计算预
