大负荷接入小电网中安全问题的研讨

张宗芳 陈志英

（新疆天富热电股份有限公司电力调度所，新疆 石河子 832000）

1 引言

石河子电网冬季最大负荷为398.83MW，在此基础上增加合盛硅业一期用电负荷150MW，达到全网最大供电负荷的37.6%，使石河子电网冬季最大负荷达到580MW，为保证大负荷接入小电网后仍能保证全网的安全、稳定、经济运行特做如下研讨。

石河子电网目前网架结构如图1所示。

根据石河子电网的网架结构提出2个供电方案，方案1：由110kV明珠变出两回110kV线路至110kV合盛变。方案2：从南热电厂220kV母线出双回线至220kV合盛变。分别对2个方案进行了潮流计算，并对2个方案进行n-1方式详细分析。

石河子电网的网架结构：①2010年石河子电网与新疆主电网分别采用两种联网方式，方式1即通过110kV玛东I、II线联网方式，方式2：与新疆电网通过220kV石河子西变电站联网。②冬季石河子电网最大开机方式为红山电厂10-15台机，最大可能出力50MW。东热电厂2×12+25MW，计49MW，最大可能出力49MW。西热电厂2×6MW+3×12MW，计48MW，最大可能出力48MW。西热电二厂2×50MW，计100MW，最大可能出力110MW。南热电厂2×125MW，计250MW，最大可能出力180MW。③石河子电网现有无功补偿装置基本完好均可投入运行，合盛变按照装变容量的1/3进行补偿。④电磁环网开环点为35kV为二级电站35kV母联，五级电站 35kV五四线，东热电#3主变中压侧；110kV线路环网运行，无断开点。

2 计算分析

计算使用程序为中国电力科学院PSASP电力系统分析综合程序。

图1 石河子电网结构简图

2.1 供电方案1：合盛硅业通过明珠变110kV供电

（1）方式1：石河子电网通过110kV玛东I、II线与新疆电网联网

通过潮流计算可以看出合盛硅业由明珠变110kV接入后，全网电压比接入钱略有降低，基本正常；110kV东明线输送负荷达到155.48+j69.74MVA，造成110kV东明线过载 44.2%。在石河子电网发电机组都满发的情况下110kV玛东线下网负荷达到156.47+j73.57 MVA，超过了该条线路允许通过的静稳极限；损耗加大，可能会造成石河子电网限电，对石河子电网的安全稳定运行不利。为保证电网的供电可靠性，对比较重要的线路进行n-1方式。

1）110kV北明线断开

潮流计算结果显示110kV东明线输送负荷由155.48+j69.74MVA增加为204.18+j98.96MVA，造成110kV东明线过载89.1%；在石河子电网发电机组都满发的情况下110kV玛东线下网负荷达到157.22+j74.83 MVA，超过了该条线路允许通过的静稳极限；电网电压下降严重，损耗加大，可能会造成石河子电网限电，对石河子电网的安全稳定运行很不利。

2）110kV东明线断开

潮流计算结果显示110kV北明线输送负荷由47.71+j26.07MVA增加为205.52+j104.8MVA，造成110kV北明线过载达到92.36%；在石河子电网发电机组都满发的情况下110kV玛东线下网负荷达到172.44+j123.36MVA，远远超过了该条线路允许通过的静稳极限；电网电压普遍下降严重，损耗加大，可能会造成石河子电网限电，对石河子电网的安全稳定运行很不利。

3）110kV西北线断开

潮流计算结果显示110kV东明线输送负荷由155.49+j69.74MVA增加为212.12+j95.38MVA，造成110kV东明线过载达到94.1%；在石河子电网发电机组都满发的情况下110kV玛东线下网负荷达到158.8+j79.77MVA，远远超过了该条线路允许通过的静稳极限；电网电压下降严重，损耗加大，可能会造成石河子电网限电，对石河子电网的安全稳定运行很不利。

（2）方式2：石河子电网通过220kV石河子西变电站与新疆电网联网

通过潮流计算结果可以看出合盛硅业由明珠变110kV母线接入后，正常运行方式下从主电网下网负荷增加至160.02+j117.6 MVA，造成南热电厂#1、#2主变满载，电网电压比接入前降幅较大，电压普遍降低近5%，尤其是城北变、城东变、明珠变电压降低超过5%，明珠变电压降低了7%，电压运行水平偏低。全网除110kV东南线输送负荷为132.16+j58.5 MVA，过载42%；其他线路无过载现象。

为保证电网的供电可靠性，对比较重要的线路进行n-1方式。

1）110kV北明线断开

潮流计算结果显示110kV东明线输送负荷由132.16+j58.5增加为204.33+j99.66 MVA造成110kV东明线过载达到91%；110kV东南线输送负荷由143.23+j66.44MVA增加为178.45+j92.86造成110kV东南线过载达到80%；线路严重过载造成电压下降严重，损耗加大。

2）110kV东明线断开

潮流计算结果显示在石河子电网发电机组都满发的情况下220kV下网负荷达到175.46+j198.32 MVA.南热电厂主变过载19%，造成电网电压严重下降，全网损耗加大；110kV北明线输送负荷由70.79+j36.51MVA增加为205.96+j106.8MVA，造成110kV北明线过载达到 90.1%；110kV西北线输送负荷由98.04+j41.43MVA增至181.34+j100.35MVA造成110kV西北线过载达到67.9%；对电网的安全运行很不利。

3）110kV西北线断开

潮流计算结果显示全网电压会有大幅下降，110kV东明线输送负荷由132.2+j58.5MVA增至207.7+j94.8MVA，造成110kV东明线过载达到 92.44%；110kV东南线输送负荷由143.23+j66.44MVA增加为209.82+j106.46MVA造成110kV东南线过载达到110%。

2.2 供电方案2：合盛硅业通过南热电220kV线路供电

（1）方式1：石河子电网通过110kV玛东I、II线与新疆电网联网

通过潮流计算结果可以看出此接线方式全网各节点电压一切正常，所有线路没有过载现象；环网线路任意一条线路停电检修也不会造成其余线路过载，南热电厂直接给合盛硅业220kV供电大幅减少了110kV南东线负荷，同时减少了线路损耗。但在石河子电网各发电机组都满发的情况下要从主电网下网电量，110kV玛东线下网负荷达到132.48+j51.5 MVA，超过了该条线路允许通过的静稳极限，全网损耗比通过220kV电网与新疆电网联网的供电方案略大些。

（2）方式2：石河子电网通过220kV石河子西变电站与新疆电网联网

通过潮流计算结果可以看出此接线方式全网各节点电压一切正常，所有线路没有过载现象；环网线路任意一条线路停电检修也不会造成其余线路过载。220kV下网负荷直接通过220kV线路直供合盛硅业，大大降低了南热电主变过载的可能性。全网损耗由110kV明珠变供电时的14.39+j90.72MVA，降低为8.28+j24.53MVA

3 表格分析

表1

4 结论

从以上计算数据及对比中可以看出，无论石河子电网与新疆电网采用哪种方式联网，为保证石河子电网的安全、稳定、经济运行，只能采用由南热电厂220kV线路直接供电给合盛硅业的供电方案，在这种供电方案下，石河子电网与新疆电网通过220kV联网更为安全经济，可以避开本电网因南热电厂主变过载导致下网负荷受限这一致命弱点。

[1]国家电力科学院.PSASP电力系统分析综合程序.