内蒙古电网向陕西电网供电安全自动装置方案分析

张 婷 马维旺 王志刚

（内蒙古电力勘测设计院，内蒙古 呼和浩特 01100002200）

1 陕西有色项目概况

陕西有色铝镁公司在榆林市建设年产60万吨铝镁合金生产线及配套年产800万吨煤炭和5×330MW自备发电机组。目前年产4×330MW发电机组和1040MW负荷已经投产。

由于陕西榆林电网目前没有220kV电压等级，所以陕西有色电厂现投产4×330MW机组通过至内蒙古电网川掌220kV变电站的双回220kV线路并入内蒙古西部电网。

后续待内蒙古电网川掌500kV变电站建成之后，陕西有色电厂将改接入川掌500kV变电站，随着榆林地区负荷的增长在沿线将建设曹家滩、埝沟、孤山、锦界、温家峁等多个220kV变电站，逐步形成榆林220kV电网。

2 陕西榆林有色项目供电现状

陕西榆林有色项目目前通过双回220kV线路接至内蒙古电网川掌220kV变电站。该项目目前负荷容量约1040MW，并建设有5×330MW机组工程作为项目的自备电厂。该项目到达规划规模时，正常运行时机组采用4投1备方式，保证自身出力与负荷相匹配［2］。

3 电气计算

3.1 计算前提

根据陕西榆林电网与内蒙古电网购电协议，正常运行时陕西榆林地区电网不向内蒙古电网提供潮流，内蒙古电网通过川掌220kV变向陕西榆林电网输送不低于300MW的电力，因此需要陕西榆林有色项目各台机组根据实际负荷对出力经行调整，来实现负荷与机组出力的自身平衡［3］。

3.2 计算范围

由于陕西榆林有色项目通过双回220kV线路由川掌220kV变接带时，川掌220kV变至有色220kV双回路线发生N-1断线故障时对系统影响最大，因此，本次计算针对该故障方式进行了电气计算。

3.3 计算条件

电气计算中考虑以下计算条件：

①本报告中计算水平年按2014年考虑。

②计算程序：采用中国电力科学研究院引进开发的《BPA潮流程序》、《BPA暂态稳定程序》进行计算。

③发电机和负荷模型：发电机采用暂态电势恒定模型，已建异步风力发电机采用异步风电机组模型，其他风电机组采用双馈模型；负荷采用40%的恒定阻抗、60%的马达模型构成的综合负荷模型。

3.4 计算方式

根据前述计算前提，薛家湾电网需向陕西榆林电网输送300MW的电力，因此，在陕西榆林电网中只接有有色项目时，即便该项目机组与负荷可以实现自身平衡，也需要通过停机或压出力方式，保证接受薛家湾电网提供的电力。在该运行方式下，若陕西有色项目满负荷（即负荷容量为1040MW）运行时，在考虑来自薛家湾电网的300MW的电力向其供电后，自身机组最大出力约740MW，该电力大于2×330MW机组出力，小于3×330MW机组出力，因此，计算中对陕西有色项目机组最大开机为3台。在陕西有色项目低于满负荷运行的方式下，考虑保证薛家湾电网向其输送300MW的电力后，根据自身负荷容量，存在2台机组、1台机组分别与自身负荷匹配的运行方式。

因此，根据上述分析，本次补充计算提出如下计算方式：

方式一：陕西有色项目开机容量为3×300MW，负荷容量为1040MW，该方式机组自然压出力（即保证接受薛家湾电网300MW电力后，机组的最小压出力容量）170MW。

方式二：陕西有色项目开机容量为2×300MW，负荷容量为900MW，该方式机组满出力。

方式三：陕西有色项目开机容量为2×300MW，负荷容量为600MW，该方式机组满出力。

4.5 稳定计算

在方式一下，考虑陕西有色负荷为满负荷（1040MW）时，在保证接受薛家湾电网300MW电力后，3台机组最大出力为820MW，压出力为170MW。此时川掌220kV变至有色220kV线路N-1断线故障时，系统满足稳定要求。

在方式二下，考虑陕西有色负荷为900MW时，在保证接受薛家湾电网300MW电力后，2台机组满出力运行。此时川掌220kV变至有色220kV线路N-1断线故障时，系统满足稳定要求。

在方式三下，考虑陕西有色负荷为600MW时，在保证接受薛家湾电网300MW电力后，1台机组满出力运行。此时川掌220kV变至有色 220kV线路N-1断线故障时，系统满足稳定要求。

通过计算可知，在考虑薛家湾电网向陕西有色项目输送300MW的电力时，陕西有色3台机组运行时，正常需要压出力170MW，能满足稳定要求；在陕西有色2台及1台机组满出力运行时，也能够满足稳定要求。

因此设计考虑可不装设独立的安全自动装置。

5 结论和建议

在考虑将薛家湾电网向陕西有色项目输送300MW电力作为前提的情况下，通过以上计算可知，陕西有色项目3台机组运行时，川掌220kV变至有色220kV线路N-1断线故障时，正常需要压出力170MW，即可满足稳定要求；陕西有色项目2台机组及1台机组满出力运行时，川掌220kV变至有色220kV线路N-1断线故障时，能够满足稳定要求，因此在以上方式下可考虑不装设安全自动装置。

此外，目前由于陕西榆林220kV电网尚未形成，本次计算只针对陕西有色项目直接接至川掌220kV变的网架结构进行了相关计算，随着陕西榆林220kV电网的逐步形成，建议应根据陕西榆林电网网架结构、负荷规模及内蒙古电网发展情况，对陕西榆林电网接入内蒙古电网适时进行安全稳定分析，以确定该地区网络结构是否对内蒙古电网产生安全稳定影响。

为了避免陕西有色项目对内蒙古电网的影响，需要将陕西有色项目与内蒙古电网解开，解网后陕西有色项目电厂机组与负荷成为孤立小系统，在孤立系统中电厂侧需要考虑配置高周切机和低频低压减载装置来调整负荷和机组出力，实现自身平衡。

［1］Q/GDW 421-2010，电网安全稳定自动装置技术规范［S］.

［2］DL/T 428-2010，电力系统自动低频减负荷技术规定［S］.

［3］DL/T 1234-2013，电力系统安全稳定计算规范［S］.