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长沙东部电网开环方案研究

更新时间:2009-03-28

电磁环网是电网发展的必然产物,根据文献〔1〕要求,随着高一级电压电网的建设,下级电压电网应逐步实现分区运行,相邻分区之间保持互为备用,应避免和消除严重影响电网安全稳定的不同电压等级的电磁环网。受制于500 kV主变容量不足、220 kV供电网络薄弱等因素,湖南电网大部分500/220 kV电磁环网不具备开环的条件,导致运行控制复杂,输电能力受到制约。随着负荷的增长,系统短路电流不断增大,电网的卡口环节日益增多,实现220 kV电网分片区供电运行的要求逐渐迫切。

针对2017年迎峰度夏期间长沙东部电网存在的问题,结合后续电网规划,采用电力系统分析综合程序对长沙电网东部500/220 kV电磁环网开环方案进行研究。

1 长沙东部电网概况

长沙电网为湖南电网的负荷中心,2017年夏季长沙地区最大负荷6 610 MW,其中长沙东部负荷约占55%。目前长沙东部负荷主要由500 kV星城变 (3×1 000 MVA)、 鼎功变 (2×750 MVA) 供带,供电区内无机组,结构如图1所示。

  

图1 长沙东部电网结构

2 长沙东部电磁环网分析

目前,鼎功、星城以及株洲地区云田变电站500/220 kV电磁环网均合环运行。随着负荷的增长以及电网结构的加强,系统短路电流不断增大,云田、星城220 kV侧最大短路电流均已经超过断路器额定开断电流。此外,在2017年夏季高负荷期间,受电磁环网的制约导致供电能力受限,电网运行方式调整困难,但当前电网结构下长沙东部电网不具备开环运行的条件。

2.1 鼎功与星城500/220 k V电磁环网

长沙县220 kV黎托、曹家坪、榔黎及浏阳地区负荷主要由500 kV鼎功变电站供带,高负荷时段星城与鼎功之间的220 kV联络线星曹Ⅰ、Ⅱ线北送潮流重。为确保星曹Ⅰ、Ⅱ线任一回故障另一回不过载,运行中需控制星曹双回潮流不超430 MW〔2〕。2017年迎峰度夏期间长沙县、浏阳地区最大负荷同比增长均超过10%,星曹双回长时间重载甚至过载运行,缺乏有效控制手段。

当前电网结构下若将鼎功与星城500/220 kV电磁环网在曹榔Ⅰ、Ⅱ线处开环,黎托、榔黎及浏阳地区由鼎功变和220 kV云淮线供带。2017年迎峰度夏期间上述厂站最大负荷1 475 MW,开环后鼎功主变下网不能满足供电需求。

本研究始于2017年3月,结束于2017年11月中旬,中间历经盛京皇城保护规划方案的确定、铁西工人村博物馆的改造工程,笔者见证着沈城历史文化街区的变化与发展。在研究活动中,随机访谈游客1 000余人,其中能够积极反馈作答表述经历感受者466人,在此之后,对访谈内容进行归纳和总结,利用ASEB分析矩阵获得解释和理解(见表2)。

2.2 星城与云田500/220 k V电磁环网

220 kV云红Ⅰ、Ⅱ线是星城与云田变之间的220 kV联络通道,也是向林海、红星、浦沅变供电的重要通道,高负荷时段云红Ⅰ、Ⅱ线北送潮流重。在运行中需控制云红双回潮流不超530 MW。2017年迎峰度夏期间以上厂站最大负荷1 050 MW,云红双回长时间重载运行,也使得浦沅变供电能力无法充分发挥。

4.1.1 短路电流

3)不能造成电网稳定特性的明显下降。电磁环网解环后电网的暂态稳定特性存在下降的风险〔5〕,同时可能存在局部的热稳定问题,应通过仿真计算进行评估。

3 电磁环网开环的基本原则

根据湖南电网2018~2019年主网规划,将新建500 kV浏阳输变电工程、220 kV白田输变电工程,并将云树线改进星城变。结合上述项目,以2109年为计算水平年,采用电力系统分析综合程序 (PSASP)对长沙东部电网电磁环网开环方案进行可行性分析。

1)有效限制短路电流。电磁环网运行对电网的一个主要危害就是短路电流增大,因此解环的限流效果成为衡量其可行性的重要指标〔3〕

4.1.3 暂稳分析

数据集1有207个样品,包含X2F、B2F和C3F 3个不同等级,每个等级各59个样品;数据集2有200个样品,包含X2F、B2F、C3F和B2R 4个不同等级,每个等级各50个样品。从图1可见,经过处理所采集到的光谱图像有效地消除了光谱的基线漂移现象。

当前电网结构下,若将星城与云田500/220 kV电磁环网在云红Ⅰ、Ⅱ线开环,星林Ⅰ、Ⅱ线供带林海、红星、浦沅3个220 kV变电站及边山牵引变。一方面,星林双回供电能力不能满足负荷需求;另一方面,星林Ⅰ、Ⅱ线为全线同杆并架线路,电网运行风险较大。

4 长沙东部电磁环网开环研究

电磁环网开环应以电网分区运行的目标网架为导向,既要根据电网现状采取相应的开环措施,又要将电网规划与开环策略统筹考虑。电磁环网开环后可能引起诸如运行可靠性降低、供电能力降低、安全稳定水平降低等问题,制定开环方案时基本原则如下:

4.1 鼎功与星城500/220 k V电磁环网

500 kV浏阳输变电工程 (1×1 000 MVA)将配套新建500 kV线路两条,分别至云田和鼎功变;新建220 kV浏阳—集里线路,并将220 kV生集线、生淮线剖入浏阳变。由于浏阳地区负荷较高,若将云淮线停运,则浏阳变主变检修难以安排,浏阳与云田500/220 kV电磁环网不具备开环条件。考虑在浏阳变投产后将鼎功与星城500/220 kV电磁环网在曹榔Ⅰ、Ⅱ线处开环,如图2所示。

  

图2 鼎功与星城500/220 kV电磁环网开环

案例分析教学法,还可较好地促进学生的知识水平和综合素养的提升。学生在自主学习的过程中,自己分析案例、总结规律,并为案例提出合理的解决方案。通过案例分析,学生不仅能够准确地掌握食品卫生专业知识,同时也培养了独立思考的能力。此外,通过身临其境的案例再现与分析,能触动学生的心灵,提升职业道德素养,有利于培养其成为一名正直、有责任感的从业人员[10-11]。

鼎功与星城500/220 kV电磁环网开环后,对鼎功、星城变电站近区短路电流限制效果明显,以2019年为计算水平年,限制效果见表1。

对于BP神经网络而言,10像素组的特征矩阵与PNN相同,是一个27维的特征向量,所以BP神经网络输入端设置为27个输入神经元,输出端和PNN神经网络一样设置为10个神经元(10个文字种类)至于隐含层,根据经验公式取10较为稳定,学习率取0.1,在和PNN相同的400个文字样本库中选择300个进行网络训练,剩下100个作为测试样本,根据以上主要参数进行BP神经网络的构建、训练和识别。

 

表1 鼎功与星城电磁环网开环前后短路电流kA

  

母线 额定开断电流三相开环前 开环后单相开环前 开环后星城 50 57.6 51.8 55.6 46.1鼎功 50 46.7 35.1 53.6 41.6曹家坪 50 48.5 38.7 47.5 32.5榔黎 50 47.2 23.2 46.6 23.5淮川 50 29.8 28.8 28.3 27.7

4.1.2 潮流分析

原有的2台80 m3反应槽,1#槽作为一段一次除铜、预除镉反应槽,反应35 min,吹制锌粉加入量为液体铜金属量的80%,置换大部分铜,固液分离,控制一段一次净化后液铜镉比满足1~3,达到最佳的除镉效率。

2)解环后应保证电网的供电可靠性。电磁环网解环削弱了电网之间的相互联络,势必降低电网供电可靠性,解环后应保证供电可靠性和供电能力满足要求〔4〕

随车一起来接迟羽的还有老太太。七哥扶着迟羽走在前面,老太太凑到我的耳边,喜滋滋地说:“总算踏实过日子了,我死都瞑目啦。”她脸上的皱纹写满了由衷安心的笑容,那是一个母亲最为知足的表情。

CCB-Ⅱ型制动机作为目前世界上最先进的制动机,尤其适用于牵引重载列车的机车使用。但其也常常会出现一些故障,随着交流传动技术以及电子制动技术的进步,机车制动机技术也需要不断的改进和完善,才能满足我国铁路发展的需求。

通过对鼎功、浏阳、星城变主变及相关路进行三相永久性N-1故障和三相永久性N-2同杆故障进行暂态稳定校核,鼎功与星城500/220 kV电磁环网开环前后如图3—4所示,鼎功与星城电磁环网解环前后暂态特性变化不大,电网可保持稳定运行,无暂态失稳问题。

长沙东部电网为典型的受端电网,以大负荷方式作为校核系统稳定的重点方式。鼎功与星城500/220 kV开环运行后,220 kV黎托、榔黎变以及浏阳地区负荷约60%由鼎功主变、35%由浏阳主变供带。正常方式下鼎功或浏阳任一台主变故障,潮流主要转移至运行主变,控制鼎功两台主变下网潮流以及鼎功与浏阳三台主变下网潮流,可确保500 kV主变能通过N-1校核。开环后鼎功与浏阳三台主变下网能力约2 200 MW,能够满足负荷增长的需求。鼎功、浏阳、星城变500 kV及220 kV线路均能够满足N-1校核。

  

图3 鼎功供电区电压曲线

  

图4 星城供电区电压曲线

4.2 星城与云田500/220k V电磁环网

220 kV白田输变电工程将新建至两条线路至云田变,并将云红Ⅰ、Ⅱ线剖入白田变。考虑在白田变投产后将星城与云田500/220 kV电磁环网在云田—白田处开环,如图5所示。

  

图5 星城与云田500/220 kV电磁环网开环

4.2.1 短路电流

在考虑鼎功与星城500/220 kV电磁环网已解环的基础上,云田与星城500/220 kV电磁环网开环后,能有效限制星城变电站及云田近区短路电流,但云田220 kV母线短路电流仍然超标。以2019年为计算水平年,限制效果见表2。

 

表2 星城与云田电磁环网开环前后短路电流kA

  

母线 额定开断电流 三相开环前 开环后单相开环前 开环后云田 50 62.2 55.8 67.2 61星城 50 51.8 42.1 46.1 38.1红星 50 49.2 31.4 45.8 28.6林海 50 46 32.5 41.9 29.1

4.2.2 潮流计算

星城与云田500/220 kV电磁环网开环运行后,曹家坪、林海、红星、树木岭等7个220 kV变电站由星城变供带。高负荷时段星城主变任一台主变故障可能导致运行主变过载,供电能力约1 900 MW。预计2019年上述变电站负荷超过1 900 MW,难以满足负荷增长的需要。在该电网结构下,星城与云田500/220 kV电磁环网仍不具备开环条件。

星城与云田500/220 kV电磁环网合环运行期间,500kV星云线及云田—白田线路北送潮流重。云田—白田线路应采用大截面导线,避免高负荷时段该断面重载甚至过载。针对云田、星城变220 kV母线短路电流超标的问题,建议采取加装中性点小电抗、更换开关等措施,并合理安排运行方式。此外,需结合负荷增长情况及后续规划,考虑扩建星城主变或在长沙东部开展500 kV输变电工程的前期研究,优化长沙东部地区网架结构,提高供电能力,为星城、云田开环提供条件。

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5 结语

1)浏阳输变电工程投运后,在曹家坪—榔黎处将鼎功与星城500/220 kV电磁环网开环,能够有效限制短路电流,开环后暂态稳定水平较高,供电能力及供电可靠性均能满足负荷增长的需要。

2)白田输变电工程投运后,若星城与云田500/220 kV电磁环网解环,星城主变下网能力难以满足负荷增长的需求,仍不具备解环条件。一方面要采取措施限制云田变220 kV短路电流;另一方面需要结合地区内新电源点的建设情况和电网规划,不断调整、完善电网解环方案并进行滚动计算和分析,逐步实现电磁环网开环运行。

参考文献

〔1〕中华人民共和国.国家经济贸易委员会.电力系统安全稳定导则:DL755—2001〔S〕.北京:中国电力出版社,2001.

〔2〕湖南省电力公司.湖南电网2017年安全稳定运行规定 (第一版) 〔S〕.2017.

〔3〕刘建坤,赵静波,周前,等.500/220 kV电磁环网解合环方式评价方法研究 〔J〕.江苏电机工程,2014,33(5):1-5.

〔4〕刘树安,吴杰康,郑风雷,等.考虑负载率的电磁环网供电可靠性评估方法 〔J〕.黑龙江电力,2016,38(3):200-203.

〔5〕潘炜,刘文颖,杨以涵,等.电磁环网条件下西北750 kV电网运行方式的研究 〔J〕.电网技术,2007,31(15):34-38.

 
刘静,韩忠晖,杨丹
《湖南电力》 2018年第02期
《湖南电力》2018年第02期文献

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