输电通道输电能力受限解决方案研究

刘松楠，杨晓峥，杨继业，李 健，鄢 闯

(1．国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015；2. 沈阳电力勘测设计院，辽宁 沈阳 110003)



输电通道输电能力受限解决方案研究

刘松楠1，杨晓峥1，杨继业1，李 健2，鄢 闯1

(1．国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015；2. 沈阳电力勘测设计院，辽宁 沈阳 110003)

受重庆负荷分布不平衡的影响，川渝电网间输电通道过于依赖洪板线，输电能力受限。重庆电网很难匹配重庆快速增长的负荷需求。在充分分析川渝电网输电通道潮流分布特点的基础上，提出了川渝电网输电通道新建联络线方案，综合比较各备选方案后选出最优方案，为有效提高川渝电网输电通道输电能力提供参考。

互联电网；输电能力；新建联络线

川渝电网在大负荷运行方式下，其主要负荷需要四川水电通过洪板联络线进行供电，使得川渝电网间输电通道过于依赖洪板线输电能力，输电能力受到很大限制。受其影响，川渝电网输电通道很难匹配重庆快速增长的负荷需求。因此，研究川渝电网输电能力受限问题，提出能够提升川渝输电通道输电能力的方案，对川渝电网安全稳定运行，支撑重庆经济快速发展具有重要意义[1-10]。

为有效缓解不平衡问题，本文提出川渝电网输电通道新建联络线方案，提出5种备选方案，分析各备选方案下，川渝电网输电通道输电能力上限，结合经济因素综合比较各备选方案，从而选出最优方案，为有效提高川渝电网输电通道输电能力提供参考。

1 川渝电网潮流分布特点

重庆电网通过500 kV电网与湖北和四川电网联网运行，如图1所示。其中，洪板双回联络线、黄万双回联络线构成川渝输电通道，四川水电通过川渝输电通道向重庆负荷供电。

图1 重庆电网与外部电网连接图

目前，由于川渝电网输电通道输电功率不平衡，受洪板线N-2时暂态稳定约束，黄万线输电功率较小，川渝电网输电通道整体传输功率上限仅为3 900 MW，而随着重庆负荷的快速增长，川渝输电通道的输电能力已不能满足四川水电的外送以及重庆负荷的需求。

在实际运行中，重庆电网通过6个供电区域向负荷供电，各区域间实现了彼此在220 kV电网解环运行。这6个区域分别是：万县区域、九盘区域、“思源—陈家桥—板桥—圣泉”区域、隆盛区域、“石坪—巴南”区域、“长寿—张家坝”区域。其中，万县与九盘区域可以合并分析，各供电区域负荷比例如图2所示。

图2 各片区负荷分布比例

为更好研究川渝电网输电能力受限问题，选取大负荷运行方式下较为严重时刻的潮流断面进行分析。此时，川渝输电通道的输电功率如表1所示，分析该断面下2条联络线的潮流分布，出现通过洪板线的输电功率较重，而黄万线的输电功率则由重庆向四川倒送的极端不利情况。川渝电网输电通道总传输功率受到严重限制。

表1 川渝输电通道输电功率 MW

通过进一步分析，在6个供电区域中，只有万县和九盘2个区域与黄万线联系较为紧密，其负荷主要由黄板线进行供电，但2个区域的负荷占重庆负荷的8%。

而其余4个供电区域，都与洪板联络线联系紧密，而与黄万线关系较小。这4个区域负荷占重庆总负荷的92%，而与洪板线联系最紧密的“思源—陈家桥—板桥—圣泉”区域，由于其处在负荷中心，占重庆总负荷的45%。这些区域的负荷主要需要四川水电通过洪板联络线进行供电，导致四川向重庆输送的电能过分依赖洪板线向重庆供电，而洪板线的输电能力限制了川渝电网输电通道的输电能力。

2 川渝电网输电通道新建联络线方案

2.1 川渝电网输电通道新建联络线备选方案

在与现场运行人员进行讨论后，给出5种新建联络线的备选方案，如图3和表2所示。其中建设费用按照400万元/km进行估算。

图3 新建联络线的备选方案示意图

表2 新建联络线的备选方案费用

目前，受洪板线N-2暂态稳定约束，川渝电网输电通道整体输电功率上限仅为3 900 MW。而在各方案下，川渝电网输电通道输电上限应根据以下条件进行最终确定。

条件1：任一条双回联络线发生N-1故障后，继续运行的单回线路不超过热稳上限；

条件2：任一条双回联络线发生N-2故障后，系统不出现暂态失稳问题，即某一条联络线双回同时出现故障跳闸时，川渝电网与湖北电网不失步、长南特高压不解列。

对于各方案，联络线正常双回运行时，得到能够满足上述2个条件的川渝电网输电通道最大传输功率，即为该方案下川渝电网输电通道的输电功率上限。

2.2 各双回联络线满足N-1条件热稳上限的确定

各联络线单回运行满足热稳上限的最大功率如表3所示。

表3 川渝联络线单回热稳上限功率 MW

当正常双回运行时，某一条联络线满足N-1条件的热稳上限确定步骤如下。

步骤1：将该条联络线改为单回运行。

步骤2：不断增大四川发电出力并进行潮流计算，直到该单回运行的联络线传输功率到达其热稳上限。

步骤3：保持当前潮流断面各机组出力不变，将该条联络线改为双回正常运行，重新进行潮流计算。此时，得到该联络线双回运行总传输功率，即为该联络线满足N-1条件的热稳上限功率。

这种方式求出的川渝双回联络线的热稳上限功率，能够保证当该联络线其中一回发生故障跳闸时，另外一回联络线上流过的有功功率不至于超过其热稳极限，有利于系统的安全稳定运行。各方案下，得到的结果如表4所示。

表4 川渝电网输电通道各双回联络线的输电功率上限 MW

2.3 川渝电网输电通道整体输电功率上限确定

在不超过各联络线满足N-1条件热稳上限功率的前提下，进一步校验各联络线N-2故障下系统暂态稳定情况，最终确定川渝电网输电通道整体输电功率上限。

不断增大四川发电出力，以提高川渝电网输电通道传输功率，直到发生以下2种情况之一，调整结束。

a.3条双回联络线中，出现某一条到达满足N-1条件的热稳上限功率，此时受条件1约束，川渝电网输电通道整体输电功率到达上限；

b.对3条联络线分别进行N-2故障暂稳校验，当前状态下暂态稳定，但四川发电增加微调小机组(100 MW)，出现失稳情况，此时受条件2约束，川渝电网输电通道整体输电功率到达上限。

最终得到各方案下川渝电网输电通道整体输电功率上限,如表5所示。

表5 川渝电网输电通道整体输电功率上限 MW

2.4 川渝电网输电通道新建联络线方案选取

将5种方案下输电功率上限以及建设费用进行比较，结果如图4所示。

图4 新建联络线的备选方案比较

从经济方面考虑，泸州—圣泉方案建设费用为3.24亿元，仅高于遂宁—思源方案的2.60亿元。但是，泸州—圣泉方案下，川渝电网输电通道输电能力上限为8 056 MW，是5种方案中最高的一种；而遂宁—思源方案下仅为4 707 MW，仅为泸州—圣泉方案的58.4%，是5种方案中最低的一种。综合考虑上述因素，确定泸州—圣泉方案为5种方案中的最优方案。

结合发电优化调度，得到新建泸州—圣泉联络线方案下川渝电网输电通道输电功率，与原有断面进行比较，结果如表6所示。

通过分析，新建泸州—圣泉联络线方案可有效提高川渝电网输电通道输电能力，同时川渝联络线传输功率的不平衡现象也有很大程度改善。

表6 新建联络线前后川渝电网输电通道输电功率比较 MW

3 结束语

本文分析了川渝电网输电通道输电能力受限原因。由于重庆负荷分布不平衡，而其主要负荷需要四川水电通过洪板联络线进行供电，使得川渝电网间输电通道过于依赖洪板线输电能力，输电能力受到很大限制。为解决这一问题，本文提出了川渝电网输电通道新建联络线方案，综合比较各备选方案，确定泸州—圣泉作为最终方案，将该方案与现有川渝电网潮流分布情况进行比较，新方案有效提高川渝电网输电通道输电能力，川渝联络线传输功率的不平衡现象也有很大程度的改善。

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Research on Solutions of Transmission Capacity Limited in Power Transmission Channel

LIU Songnan1, YANG Xiaozheng1, YANG Jiye1, LI Jian2, YAN Chuang1

(1. State Grid Liaoning Electric Power Company Limited Economic Research Institute,Shenyang,Liaoning 110015；China; 2. Shenyang Electric Power Survey and Design Institute, Shenyang,Liaoning 110003, China)

With the rapid growth of the load in Chongqing, it needs to improve the transmission access’s capacity of the grids in Sichuan and Chongqing.An urge to address the problem of extremely imbalanced distribution for Sichuan and chongqing connection. After analysing power flow distribution characteristics of Sichuan and chongqing power grid,this paper analyses the imbalance issue between two lines. To effectively solve this issue，this paper proposes the solution to lay new tie power lines between Chongqing and Sichuan power grid system. After general comparison of all the alternatives, a optimal solution is selected to improve transmission capacity of Sichuan-chongqing power grid.

interconnected power grid; transmission capacity; new power line

TM715

A

1004-7913(2017)05-0051-04

刘松楠(1989)，男，硕士，工程师，从事电力设计研究。

2017-03-01)