（电气工程专业论文）扬州电网发展规划的优化研究.pdf

摘要 随着国民经济及人民生活对电力需求的不断增长，目前扬州市电力网络逐渐无法满足负荷增长的需 求。为保证今后国民经济的持续发展，除了增建和扩建发电厂外，电力网络的扩大和改造也逐步引起各 级决策者的重视。电网规划是电力系统规划的重要组成部分。而电网优化的任务则是根据规划期间的增 长及电源建设方案确定相适应的最佳电网结构，以满足经济可靠的输送电力的要求，论文对电网规划中 的一些关键技术问题进行了探讨，为扬州电网建设提出了一些新的思路。 本文通过对扬州电网进行的优化研究，提出了一套有利于扬州地区经济发展的优化方案。该方案在 原有网络的基础上，提高供电可靠性以及系统的稳定水平。随着电力市场的不断发展和壮大，经济基础 对电力的依赖程度将越来越高，供电可靠性的提高会带来可观的社会效益。主要具体工作成果如下： 1 收集扬州地区电网的基本数据并分析其它地区电网优化的经验和教训，比较各种接线形式，得出 更利于安全可靠送电的网络形式； 2 运用“n 一1 ”检验原则，负荷矩最小规划原则，直流潮流估算对现场进行分析计算，给出2 0 0 8 水平年虚拟网络图： 3 通过直流潮流方程和灵敏度分析，逐步去除有效性低的线路，最终形成一个能满足给定方式，在 正常情况下不出现过负荷的各方面更为优化的网络。 关键词：电网规划，负荷矩最小规划，灵敏度分析 a b s t r a ( 叮 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h ec o u n t r y se c o n o m ya n d t h ep e o p l e si n c r e a s i n gd e m a n do n e l e c t r i c i t y ，t h eg r i di ny a n g z h o un o w a d a y sc a n n o tm e e tt h ed e m a n do fl o a di n c r e a s e b e s i d e s b u i l d i n ga n de n l a r g i n gp o w e rp l a n t s t h ee n l a r g i n ga n dt r a n s f o r m i n go fg r i dh a sd r a wa t t e n t i o n f r o ma l lt i e r so fp o l i c yd e c i d e r si no r d e rt oa s s u r et h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fc l l i n a s e c o n o m y g r i dp l a n n i n gi sav e r yi m p o r t a n tp a r to fp o w e rs y s t e mp l a n n i n g t h et a s ko fg r i d o p t i m i z i n gi st od e t e r m i n et h eo p t i m a lg r i ds t r u c t u r et h a ti sa d a p tt ot h ei n c r e a s ei nt h e p l a n n i n gp e r i o da n dp o w e rs u p p l yc o n s t r u c t i o np l a n s ot h a ti tm e e t st h ed e m a n d o fe c o n o m i c a l a n dr e l i a b l ep o w e rt r a n s m i s s i o n t h i sa r t i c l ee x p l o r e st h ek e yt e c h n o l o g yi s s u e si nt h eg r i d p l a n n i n ga n dp r o v i d e ss o m en e ww a yo ft h i n kf o r t h ec o n s t r u c t i o no fy a n g z h o ug r i d t h i sp a p e rp r o v i d e sas e to fp l a n st h a ti sb e n e f i c i a lt ot h ed e v e l o p m e n to fy a n g z h o u e c o n o m i cd e v e l o p m e n tf r o mt h eo p t i m a lr e s e a r c ho ny a n g z h o ug r i d t h i sp l a ni n c r e a s et h e r e l i a b i l i t yo fp o w e rs u p p l ya n ds t a b i l i t yo ft h es y s t e mo nt h eb a s i so ft h eo r i g i n a lg r i & e c o n o m i c a lb a s i sh a sg r o w nm o r ea n dm o r ed e p e n d e n to ne l e c t r i c i t ya st h ep o w e rg r i di sg r o w i n g b i g g e ra n dm o r ep o w e r f u l o b j e c t i v e l y ，t h er a i s i n go ft h er e l i a b i l i t yo fp o w e rs u p p l yw i l l b e n e f i tt h es o c i e t y t h ec o n c r e t ew o r k i n gr e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： 1 b yc o l l e c t i n gt h eb a s i cs t a t i s t i c so fy a n g z h o ug r i da n da n a l y s i n gt h ee x p e r i e n c ea n d l e s s o n so fg r i do p t i m i z a t i o no ft h eo t h e rr e g i o n sa n dc o m p a r i n ga l lk i n d so fc o n n e c t i n gw a y s ， w ef i n do u tt h eg r i dp a t t e r nt h a tc o n t r i b u t e sm o r et os a f e ra n dm o r er e l i a b l ep o w e r t r a n s m i s s i o n 2 a p p l y i n gt h er u l eo f“n 一1 ”a n dr u l e o fl o a dm a t r i xm i n i m i z a t i o na n dl i n e a rf l o w e s t i m a t i n gw ea n a l y s ea n dc o m p u t et h er e a lf l o wa n dd r a wt h er i t u a lg r i dm a po f2 0 0 8y e a r 3 b y u s i n gd i r e c tc u r r e n tf u n c t i o na n ds e n s i t i v i t y a n a l y s e ，w ef i l t e rt h el i n e st h a t i sl e s se f f i c i e n t a n df i n a l l y w ef o r mam o r eo p t i m i z e dg r i di ne v e r ya s p e c t st h a tm e e t a l lt h ed e m a n d sa n dw o n to v e r l o a di nt h en o r m a ls t a t e k e yw o r d s ：g r i dp l a n n i n g ，l o a dm a t r i xm i n i m i z a t i o n ，s e n s i t i v i t ya n a l y s e s 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知；除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了 谢意。 研究生签名： 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复 印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和 纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办 理。 研究生签羔罅导师繇壶出日期删曩箩 第一章绪论 1 1 论文选题的意义 第一章绪论 电力工业是国民经济的重要部门之一。随着现代工业和农业的不断发展及人民生活水平的日益提 高，社会对电力的需求量越来越大为了满足日益增大的电力需求，必须不断扩大电力系统的规模，电 力系统面临着日益繁重的规划任务由于电力工业的发展水平不仅对国民经济的其它部门会产生巨大的 影响，而且一次能源消耗和投资的数量也相当巨大，所以，合理地进行电力系统规划不仅可以获得巨大 的社会效益，也可以获得巨大的经济效益。相反，电力系统规划的失误会给国家建设带来不可弥补的损 失，因此，对电力系统规划问题进行研究，以期最大限度地提高规划质量，具有重大的现实意义。 电力系统规划通常包括电源规划和电网规划两部分内容。而电网规划又可进一步分为输电网规划即 主网规划和配电网规划两类。在电力系统电源，电网及用户三个有机组成部分中，电网担负着将电源与 用户联结起来的任务，此外为了得到最大的供电可靠性和经济性，它还担负着与邻近地区电力系统联系 起来的任务。电网规划在整个电力系统规划中起着非常重要的作用，直接关系到电源发出的电能否及时 送出，以及电力系统供电的安全性及经济性能否实现。由于电网设备投资需求大，因此，寻求最佳的电 网投资决策以保证整个电力系统的长期晟优发展，是电网规划所要达到的目标。 电网规划是电力系统规划的重要组成部分，其任务是根据规划期间的负荷增长以及电源规划方案确 定相应的最佳电网结构，以满足经济、可靠的输送到负荷中心的前提下，使电网的建设和运行费用最小。 这里的可靠性要求包括： ( 1 ) 正常运行要求：在电力系统设备完好的情况下，保证各项运行指标，如线路输送功率、发电机 出力、系统电压水平、稳定储备等在给定的允许范围之内。 ( 2 ) 安全运行要求：在某些设备故障或负荷波动的情况下，满足给定的供电可靠性要求。 电网的费用包括输变电设备的投资和运行费用，在运行费用比较时，原则上应计及资金的时间价值。 电网规划研究是一个相当复杂的问题，它需要确定的决策是大量的，而这些决策在时间及空间上是 相互影响的。目前，限于各方面条件，尚无法将其统一在一个模型中考虑，只能将其分解成相对简单的 子问题，再通过子问题间的迭代进行协调。电网规划研究可以按照时间陈短分类，也可按照问题不同划 分 按照时问划分，电网规划研究可分为： 远景规划研究； 短期规划研究； 长期规划研究。 远景研究通过对未来各种发展情况的简单分析，给出根据环境参数进行技术选择的一般原则，并作 出最后的初步选择。比如，选择电压等级，输电方式等。远景研究一般相对于一个较长水平年，如2 0 3 0 年：短期研究用于制定网络扩展决策，确定详细的网络方案，它一般针对一个较短的水平年，如5 年： 长期研究介于两者之间，它用于估计实际电网的长期发展或演变，比如1 0 - 2 0 年。在三个部分中，它起 着十分重要的作用，一方面，远景规划所作出的技术选择可通过长期网络实际状态进行修上e 。另一方面， 它又可以指导短期研究，确保短期决策同长期电网发展相一致。反过来，跃期研究中所引入的一些假设 可通过更精确分析或短期研究得到验证。 按照问题划分，电网规划研究可以分为： 东南大学1 = 程硕士学位论文 负荷预测； 网架规划； 无功规划； 稳定性分析； 短路电流分析。 负荷预测用于预测未来电网负荷的时间分布和空问分布，即作出电网各负荷点未来年份负荷曲线。 它是电网规划决策所必需的基础工作； 网架规划及短路电流分析用于制定未来线路及变电站决镶，以确定网络最优网架结构，满足有功负 荷传输的要求。线路及变电站扩展大部分决策是由于有功需要引起的，偶尔是由于旧变电站短路电流限 制造成的； 无功规划及稳定性分析用于确定除线路，变压器以外的补充设备( 如电容器，电抗器，静止补偿系 统及电机组调节器等) 。这部分设备的决策是由于无功和稳定性需求造成的。同线路，变压器相比，这 些设备的建设费心较少，建设时间也较短。 一个良好的电网优化方案是构成良好电网结构的基础，而良好的电网结构能便利地实现电晕的供需 平衡，优化电源结构，保证区域电网之间的互相支援，提高系统的安全稳定性，并且在此前提下获得最 良好的经济效益和社会效益。同时，做好电网优化设计工作是电网工程建设的关键环节，它对电力工程 建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作 用。 随着国民经济的发展，电力负荷不断增长，配电网络发展迅速，对配电网的供电可靠性和电能质量 的要求也越来越高，这使得现代电网规划遇到的问题日趋复杂。因此，解决电网规划改造设计问题，做 好电网优化是非常有意义的。 1 2电网规划的发展与研究现状 电网规划的任务是根据规划期间的负荷增长及电源规划方案确定相应的最佳电网结构。从数学上 讲，电网规划是一个十分复杂的动态多目标不确定性非线性整数规划问题，其优化模型一般包含两部分： 网络结构方案的形成和电网方案的校验。其中前者主要依靠规划人员的经验确定扩建的线路和电网结 构，并确定出满足电力输送要求且耗费较小的一个或多个方案。后者主要是对已经形成的方案进行评估， 包括潮流计算、稳定计算、短路容晕计算、可靠性计算等等，并确定最优方案。由于电力系统潮流计算、 稳定计算及短路容量计算的理论及方法都比较成熟，因此，目前有关电网规划方面的研究一般都是针对 方案形成阶段进行的。 一般来说，电网规划应回答下列问题： a 、在何处投建新输电线路； b 、何时投建新的输电线路： c 、投建何种类型的输电线路。 传统的电网规划方法主要是数学规划方法和启发式方法，其共同特点是以确定的未来环境为基础， 建立数学模璎，求得最佳规划方案。由于在电网规划中需要考虑各种不确定性因素对规划结果的影响， 而传统的规划方法都无法满足这种要求，其数学上严格的最优方案对于未来情况而言并非最优，甚至可 能导致由于未来不确定性因素的影响而不得不进行大量的补偿投资，从而降低甚至失去了“最优”规划 的意义，造成巨大的损失。因此，为了克服传统规划方法的不足，在规划中考虑不确定性冈素影响己经 得到了国内外学术界和工程界的广泛关注，而计及不确定性因素影响的电网灵活规划方法已成为电网规 划研究和发展的方向。 2 第一章绪论 目前国内外对电网灵活规划方法的研究主要集中在对不确定性因素进行数学建模和模型求解等方 面。特别是9 0 年代以来，新理论和新技术对电网规划的思维方式起着巨大的作用，各种数学工具和最 新理论不断引入到电网规划领域中去。诸如随机规划方法、模糊规划方法、灰色规划方法、遗传算法、 进化规划、专家系统、t o b u 搜索方法等等。然而很多影响电网规划的不确定性因素( 经济，政治等) 无 法用准确的数学模型进行描述，针对这些不确定性因素目前比较有效的处理方法是采用场景方法。从机 理上讲，场景方法类似枚举的方法，即将所有影响电网规划的不确定性因素进行组合分析，因此，该方 法可以较好地考虑各种不确定性因素的影响。同时由于场景方法不是直接对不确定性因素进行数学建 模，从而避免了建立十分复杂的电网规划模型，大大降低了求解方面的难度 1 3 本研究课题的来源 扬州市区位于扬州市中南部，南临长江，北与高邮市相连，东与江都市相邻，西与仪征市相连，总 面积为9 8 0 平方公里，占全市总面积1 4 8 ，由广陵区、维扬区、邗江区、扬州经济技术开发区四部 分组成，面积分别为6 9 、7 4 、7 4 9 、8 8 平方公里。2 0 0 6 年底，扬州市区建成区面积为7 0 平方公里，占 全市建成区总面积3 9 6 2 0 0 6 年底扬州市区总人口为1 1 6 8 1 万，占全市总人口2 5 5 ，人口密度 1 1 9 2 人平方公里。2 0 0 6 年扬州市区实现g d p 为5 0 6 3 8 亿元，占全市g d p 比重为4 6 ，按可比价格计 算，同比增长1 5 6 ，其中第一产业1 3 2 亿元，第二产业2 9 8 2 2 亿元( 其中工业2 7 2 0 1 亿元) ，第 三产业1 9 4 9 6 亿元，人均g d p 为3 8 3 1 0 元，远高于其它四个县( 市) 。 2 0 0 6 年扬州市区全社会最大负荷为7 4 9 万千瓦，占全市总量的4 1 2 2 ，同比增长9 3 4 ，全年 全社会用电量为3 6 6 3 亿千瓦时，占全市总量的3 8 8 8 ，同比增长1 2 8 1 ，其中一产用电0 2 6 亿千 瓦时，二产用电2 4 4 3 亿千瓦时、三产用电6 3 5 亿千瓦时、城乡居民生活用电5 5 9 亿千瓦时，同比增 长分别为一7 0 9 8 、1 3 1 5 、2 4 0 2 、1 5 0 2 。 截至2 0 0 7 年8 月底，扬州市区范围内共有发电厂l l 座，总装机容量3 6 7 5 5 万千瓦。其中网、省 统调电厂有2 座，装机容量为3 5 0 万千瓦：扬州第二发电厂4 x 6 0 万千瓦机组出力通过5 0 0 千伏杨江双 回线送入江都变；扬州电厂( 新厂) 2 x 3 3 万千瓦机组出力通过2 2 0 干伏扬蜀双回线送入蜀冈变，扬州 电厂( 老厂) 2 2 2 万千瓦机组出力通过2 2 0 千伏扬王双回线、扬江线、扬广线送入蒋王变、江都变、 广陵变。另有非统调电厂9 座，总装机容量1 7 5 5 万千瓦，其中威亨热电厂5 5 万千瓦、港口热电厂5 万千瓦、东北热电厂2 4 万千瓦机组出力通过1 1 0 千伏线路送入2 2 0 千伏变电所，杨农热电厂3 万千瓦 机组出力通过3 5 千伏线路送入2 2 0 千伏变电所，新热发电、新业化工等5 座装机容晕低于6 千千瓦的 小电厂机组出力通过1 0 千伏线路送入1 1 0 千伏变电所。 截至2 0 0 7 年8 月底，扬州市区已建有有2 2 0 千伏变电所5 座蒋王变、横沟变、蜀岗变，广陵变、 古渡变，通过2 2 0 千伏环网联络，并且与区外江都变、真州变、大桥变、农歌变联络，区内主要电源为 扬州电厂4 台大机。 随着t 业区新增负荷的日益增长，主变容量无法满足需求，急需进行增容。而且网内某些线路由于 运行时间眭，已超过折旧年限，导致电能质量f 降，线路损耗增大。虽“农改”工程在一定程度上改善 了供电的基础设施，但由于资金有限，电网结构仍存在欠缺，如供电半径大、可靠性低等问题，严重阻 碍了电力市场的发展，影响了农民生活水平的提高。 为使未来的电网结构能适应扬州市区经济的发展与进步，满足日益增长的负荷需求以及提高供电可 靠性，鉴于扬州市区的电网现存问题，从整体上着眼，进行扬州市区电网优化研究，提出一套合理的电 网优化措施，是十分必要和及时的。 作者在攻读硕士期间，根据国家电力公司和省电力公司的安排，作为主要管理者参与并组织开展扬 州电网“十一五”发展规划及2 0 2 0 年远景网架的编制工作。此研究项目涉及到输、配电网规划的多 3 东南大学工程硕士学位论文 项内容，例如：扬州电网需求现状分析，“两改一同价“实施情况分析、农村电力市场预测等。作者将 电网规划理论与工程实践相结合，分析了影响电力市场的主要因素，确定了电网发展规划的指导思想和 原则，并最终制定了扬州电网“十一五”发展规划及2 0 2 0 年远景网架方案。 通过对上述课题的研究，作者对工作中出现的问题进行了详细探讨，并提供了相应的解决方法，通 过科学实践，较好的解决了电网电能损耗高、供电可靠性低、电能质量差的问题，提出建成网架坚实、 布局合理、供电能力强的电网，实现安全、优质、经济的供电目标，为未来扬州电力市场运营提供坚实 的物质基础。 4 第二章扬州地区2 2 0 千伏电网概况 第二章扬州地区2 2 0 千伏电网发展概况 电网是城市的重点基础设施，城市经济社会发展对电力需求的增长，是城市电网发展的动力。城市 电网必须为经济社会发展和人民生活水平的提高提供优质可靠的电力供应。 从现在至2 0 2 0 年，扬州将实现“两个率先”( 在苏中率先全面建成小康社会，率先基本实现现代化) 、 “三个高于”( 经济增长幅度高于全省平均水平、高于苏中其他城市、高于预期调控目标) ，力争“苏中 第一”( 人均主要经济指标苏中第一) 的目标任务，基本形成“和谐扬州”发展新格局，成为科教发达、 充满经济活力的中心城市，生态优良、最佳人居环境的滨江城市，国际知名、富有文化特色的博爱之都， 实现向“经济强市、文化大市、旅游名市、生态园林城市”跨越的目标，率先基本实现现代化。 为此，扬州城市电网的规划建设与发展，必须以满足国民经济与社会发展总体目标的实现为基本要 求，保证各级电网有充足的供电能力，满足扬州城市经济社会发展及人民生活水平不断提高带来的用电 需求 地区电网规划应充分考虑电力需求的增长以及负荷的空间分布情况，提高电力需求预测的水平及准 确程度，以电力需求为导向。力求找准电网建设的社会效益和经济效益的最佳结合点。规划所安排的电 网建设项目必须有利于电力市场的开拓，有利于电网的安全稳定运行，有利于供售电量的增长，为建设 “一强三优”现代供电公司奠定基础。 同时，地区电网的规划建设，也要贯彻电力与经济、社会、环境协调发展和适度超前的方针，与城 市发展总体规划相结合，满足社会经济发展的需要，提高供电可靠性和供电质量，使地区电网的建设， 能够兼顾长远目标，更好地体现社会效益和企业效益。 地区电网规划要充分发挥市场在资源配置中的基础性作用，充分体现行业规划的宏观性和指导性， 坚持电网的可持续发展战略，提高资源利用率，加快地区电网的技术创新，以确保地区电网的安全经济 运行。 因此，编制城市电网规划时应遵循如下4 项基本原则： l 、能源优化配置的原则。要认真研究，科学分析能源分布，合理规划和布局城市电网的骨干网架 结构。引导电源合理布局，做到厂网协调发展。 2 、电网协调发展原则。电力的生产，供应和销售是相对独立但又不可分割的统一过程，必须同时 加大输变电设施、调度通信自动化设施等的规划和建设。 3 、提高经济效益的原则。对于新建的输变电工程项目，必须从城市经济建设的整体利益出发，通 过严格的科学计算，经济分析和可行性研究，使电力建设符合客观经济规律，充分发挥投资效益，同时 提高供电企业的经济效益。 4 、技术创新、保护环境的原则。城市电网的规划建设要采用新技术、新设备，淘汰可能对环境造 成严重污染的设备，切实做好环境保护工作。 2 1 扬州电网现状和特点 扬州市地处中国江苏省中部，长江下游北岸，江淮平原南端，北纬3 1 0 5 67 书3 0 2 5 ，东经1 1 9 0 0 1 1 1 9 。5 4 。扬州南部濒临长江，北与淮安、盐城接攘，东和盐城、泰州毗联，西与天长( 安徽省) 、南 京、淮安交界。扬州境内9 0 以上土地是平原，境内长江岸线8 0 5 公里，沿岸有仪征、邗江、江都， 水深江阔，岸线稳定：京杭大运河纵穿腹地，全长1 4 3 3 公里，由北向南沟通白马、宝应、高邮、邵 伯4 湖，汇入长江。扬州属砸热带湿润气候区，四季分明，气候温和，年均气温1 5 1 2 ，年降水量1 0 3 0 5 东南大学丁程硕士学位论文 毫米，年日照时间2 1 4 0 小时，全年无霜期2 2 2 天。全市总面积6 6 5 3 8 1 平方公里。 扬州已有近2 5 0 0 年建城史，是我国首批公布的二十四座历史文化名城之一扬州是长江三角洲一 颗璀璨的明珠，一座融入上海经济圈、南京都市圈、连接苏南经济板块的滨江近海的新兴工商城市。 经过几十年的建设，扬州城市综合经济实力显著增强，已成为江苏省重要的制造业基地，形成了以 电子、汽车，石油化工和一批地方特色产品为主导的综合性工业体系，为扬州经济社会可持续发展奠定 了基础。 2 1 1 电网现状 2 0 0 6 年扬州市全社会最大负荷为1 7 6 2 m w ( 其中市区最大负荷为7 3 0 m w ) ，增幅为1 3 8 9 6 ，；全社会用 电量为8 6 亿千瓦时，增幅为1 3 9 7 。网供展高负荷为1 6 1 4 娜，增幅为1 6 2 。 目前电网最高运行电压等级为5 0 0 千伏，有5 0 0 千伏变电所1 座( 江都变) ，主变压器2 台，总容量 1 2 5 0 m v a ( 7 5 0 m v a + 5 0 0 m v a ) ，2 2 0 千伏变电所1 2 座，主变1 8 台( 不含扬州电厂# 1 、# 2 联变) ，总容量 2 4 6 0 1 1 y a ，2 2 0 千伏线路3 6 条，总长7 8 1 3 k m 。 扬州电网现有装机容量3 墙6 肼，其中扬州二厂装机容量墙0 0 姗( 以2 回5 0 0 千伏线路接入江都变) ， 扬州电厂装机容量1 1 0 0 姗，仪化电厂装机容量2 4 0 肼，苏源调峰电厂4 6 1 1 w 。另有非统调小机容量共 2 9 6 5 m 胃。 至2 0 0 6 年底，扬州电网西部以3 回2 2 0 千伏线路与南京电网保持联系( 农歌2 回至三汉湾，真州 i 回至六合) ，北部有2 条2 2 0 千伏线路与淮安电网相连( 安宜2 回至上河) ，东部4 回线路与泰州电网 保持强联系( 秦邮l 回至昭阳，江都1 回至双墩，1 回至泰州，大桥l 回至白马) 。 2 0 0 9 年，扬州电网仍以3 回线路与南京江北电网相连，东边与泰州电网断开运行，江都北部、宝 应、高邮负荷由淮安电网南供，供电负荷3 8 0 1 椰，江都与张套2 回线路断开运行。按照既定的电网规划， 2 0 0 7 年至2 0 0 9 年，扬州市新建的2 2 0 千伏变电所有古渡变、李典变、六圩变、维扬变、柳堡变，扩建 的有广陵变、大桥变、农歌变、张套变，另外2 2 0 千伏王蜀线( 蒋王至蜀岗) 将改造为倍容量导线。 2 0 0 9 2 0 1 3 年，扬州电网仍与泰州电网断开运行，根据省电力公司规划中心( 2 0 0 9 2 0 1 3 年苏北 苏中2 2 0 千伏电网发展规划研究报告，2 0 1 3 年淮安电网将向扬州电网供电4 4 0 m w ；南京5 0 0 千伏三汉 湾变与扬州西变电所的主变总数达到4 台时，南京江北电网与扬州2 2 0 千伏电网分断运行，以控制短路 电流。 6 第二章扬州地区2 2 0 千伏电嗍概况 台 图2 12 0 0 6 年扬州市2 2 0 干伏电网地理接线图 7 东南大学工程硬士学位论文 柏 兰0 堋 图2 22 0 0 9 年扬州市2 2 0 千伏电网地理接线图 8 百马 第二章扬州地区2 2 0 千伏电网概况 2 1 2 电网特点及存在的问题 扬州电网以5 0 0 千伏江都变、扬州电厂为电源支撑，形成了2 2 0 公里多回路环形网架结构。市区中 部及南部沿江地区负荷较重，电网结构复杂，北部的宝应、高邮地区负荷较轻，电网结构简单。至2 0 0 6 年底，全市2 2 0 千伏线路中，同杆双回线路总长度约1 5 3 公里，其中非全线同杆双回的线路长度约5 5 公里。 扬州电网存在的问题为： 1 、目前各市( 县) 电源点不足，而随着扬州市经济的快速发展，扬州市负荷主要集中在市中区及 南部沿江地区，城市规划用地面积增长较快，致使负荷集中地区所址及线路走廊困难。 2 、部分老线路导线型号仅为l g j 一4 0 0 ( 全市约2 5 6 公里) ，丽近年来新建的2 2 0 于伏线路导线型号 均采用2 x l g j - 3 0 0 或2 x l g j - 4 0 0 ，传输能力无法满足快速增长的用电需求，某些线路热稳定、动稳定两 方面都不能满足要求，影响发电机缀的正常出力，迫切需要扩大线路传输能力。 3 、部分2 2 0 千伏变电所单台主变容量仅为1 2 万千伏安，随着_ 【 ；l 屯负荷的不断增氏，主变负载很重， 供电范围不断回缩，对新增2 2 0 千伏变电站布点的压力很大。 4 、电网发展的外部环境日益艰难，变电所选址的余地很小，局部地区出现无适合所址、路径可选 ( 特别是2 2 0 千伏及以上变电所) 的境况，但满足用电增长豹压力一直存在，已制定的电网规划屡屡需 要提前实施，但实施时外部条件蹑不上，而影响投产进度的情况。 5 、国家电网公司已率先提出了建设“资源节约型、环境有好型”电网的新要求，需要我们切实落 实到具体实践中，这就对如何对现有电稠设备挖满提出了工作方向。 2 2 扬州市电力负荷预测 2 2 1 负荷总预测 扬州市2 0 0 7 2 0 2 0 年分市区负荷预测表见表2 - 1 表2 - 1 扬州市2 0 0 7 2 0 2 0 年分市区负荷预测表 謦号壤晤罐傍 2 7嬲艄2 0 l o2 0 1 32 0 1 52 啪 l 童礁 l 张描2 3 7淄3 乃嚣l6 7 6 2离婚，4 52 斛3 3 03 7 2努7缎i 3攫撂3 7 04 5 3 5 0 7弼秭l 似i 强l 4 便鬣f 乖赣搜纯， 2 5 73 船3 7 。4 3 3粥9 1 71 6 努 s 挺纯 1 9 4l 舛i 粥1 1 9 61 埘 乎母壤曩i 每舒 2 7艄姗l o2 d 1 32 。1 52 0 啦区 匏41 0 喜31 2 3 11 4 1 62 1 5 32 7 4 94 7 1 6 7 告计 2 1 2 92 籀2 8 7 03 2 6 04 8 憾5 l1 0 晒； l 瞬醉翠 啦强q 钔o o ，50 _ 9 40 9 40 舛 9辑糍辔垒挺台负荷2 憾7b 9 5 2 丁5 5劲74 5 2 05 6 昭 9 4 5 0 由表可见，扬州市全社会负荷2 0 0 7 年为2 0 8 7 1 岍，至2 0 1 3 年达到4 5 2 0 m w ，年增氏率为1 0 左右。 2 0 2 0 年全社会负荷比2 0 1 3 年翻了一番多，达到9 4 5 0 m w ，2 0 1 3 2 0 2 0 年增长率为1 1 左右。其中市区 负荷2 0 1 3 年为2 1 5 3 m w ，占总负荷的4 7 6 9 6 ，2 0 2 0 年达到4 7 1 6 m w ，占总负荷的5 0 。 用电增长点和电网建设重点主要表现在：部分开发区、工业园区的j 【 j 电增长将会很快，现有电网已 不能满足其_ h j 电需求，迫切需要建设新的输变电j ：程，增加供电能力，特别是引进的一些电子、化上、 9 东南大学工程硕士学位论文 造纸项目对电力需求相当大，需要加强输配两级电网建设；新城区的开辟，带来的商住用电的人幅度增 加也对电网建设提出了新要求；一些经济基础较好的乡镇近年来用电需求旺盛，但乡镇电喇建设明显 滞后，供电能力不足，也迫切要求改善电网，加快电网建设。 2 2 2 分区域负荷预测 扬州市2 0 1 3 年全社会最大负荷为4 5 2 0 ! 椰，其中各2 2 0 k y 变电所总负荷为4 2 8 7 1 胛。根据扬州市负 荷分布特点，全市负荷可分为宝应高邮、江都中北部、市区中部、市区北部、沿江部分( 可分为古渡以 西和沿江负荷) 六个区域。2 0 1 3 年扬州市分区域分变电所负荷预测如表2 2 、图2 3 所示，图中括号 内为各区域负荷占总负荷比例。由图可见，以扬州市区为核心的中片负荷( 包括市区北部、市区中部和 沿江负荷) 占总负荷比例最人，分别为5 3 7 。 由此可见，扬州市区的_ i j 电负荷占总数的比重最大，相应的电网规模也最大，对电网发展的投入也 最大，解决不好扬州市区电网的供电问题的后果是非常严重的。 表2 22 0 1 3 年扬州市分区域分变电所负荷预测表 窖蹙负蒋铎鲞 负兹 照螭变电新链壤变电研 ( x 眦)( m p )f 函f v a )f m w ) 攘淘燮姗盐o鹫掰燮三6 0猫 节魏蹙姗 1 9 0 街篷北 蟠霸蹙 1 8 01 2 0 太圩爱瑚 1 9 0冁 棱攒鬻 1 8 01 1 9 瓣糕 戈麟蹙3 0 01 8 d台诤7 2 0 4 挎 酝凝蹙 1 8 0如2农黢燮 3 6 0l s 4 负耩 翦连燕 l g o9 0新辘变1 8 0 l l o 簿沙变 1 8 0舒 古缝熏 3 6 0瑚 忿善蹙 1 8 09 0 古自啦 土轿蹙 1 8 09 5 告计2 1 0 01 1 4 7 掰 囊_ i 1 瘦 2 船l ，口 鞯节爱 2 幸ol 毒5 肖出燮 1 8 0 9 5 帮隧 憩蹙 3 6 0瑚台i 1 5 8 5 4 维誓鸯蹙姗 2 2 0新纪燮1 8 0 1 0 6 中簿 磷褥蹙瑚 1 5 0 七鬟蹙 1 8 09 5 爵静j 2 0 07 1 5j 簦f 鬻瑚 1 2 争 蜜露壹 2 毒ol 幸2 疆都中强藿变 3 0 0l 了b 宝蹴 栩蠼蹙 1 8 01 2 0 恕瓣 藜瓣囊瑚 1 8 5 援蕊 鬻黪蹙 1 8 09 0 台谵 1 2 醯5 姆 鹰鬯变1 8 0 9 5 台话7 9 04 4 7 i o 第二章扬州地区2 2 0 千伏电同概况 图2 - 3 扬州市2 0 1 3 年负荷分布图 2 35 0 0 千伏电网规划方案简介 5 0 0 千伏电网是2 2 0 千伏电弼的重要电源点之一，2 2 0 千伏电网的发展要依托5 0 0 千伏电网的发展， 可以说，5 0 0 千伏电网的布点就决定了2 2 0 千伏电网的结构。 根据负荷预测结果，通过电力平衡对扬州市2 0 0 7 至2 0 1 3 年5 0 0 千伏变电容量进行需求分析，结果 见表2 3 。 表2 - 32 0 0 7 至2 0 1 3 年5 0 0 千伏变电容量需求预测表 摩鼍琐1 1 霹份 2 0 0 72 82 湖 2 0 l o2 0 1 32 0 1 5 2 0 2 0 l 垒社会壤太负旖 2 0 8 72 3 9 52 7 5 53 0 9 74 5 2 05 6 8 89 4 如 2 可调窑虢 1 5 6 81 5 6 81 5 6 81 5 2 21 5 2 21 0 8 21 0 8 2 2 1 扬矧电厂 1 1 0 0l l o o1 1 0 01 1 1 1 0 06 6 06 6 0 2 2 仪化艮备电厂 2 4 02 4 02 4 02 2 2 4 02 4 0 2 _ 3萁他，l 、概 1 8 21 8 21 3 2 1 8 21 8 2 1 8 21 8 2 2 4 苏 藜调峰 4 64 64 6oooo 3滚安电网供电 3 4 03 6 03 8 0枷4 4 04 4 04 4 0 4皴大供电出力 1 4 5 91 4 5 81 4 5 8 1 4 1 51 4 1 5 l 0 0 6l 0 0 6 5 簿行枫供电 | ：力 1 1 5 l1 1 5 l1 1 5 ll l 1 1 0 96 9 96 9 9 序号磺h 年份 2 0 0 72 0 0 82 0 ( ) 92 0 1 02 0 1 32 0 1 52 0 2 0 6 离峰电力平麓 一2 8 8- 5 7 7- 9 1 61 2 8 12 6 6 4_ 4 2 4 2_ 8 0 0 4 7 商咚荐台帆电力甲簿 一5 9 5- 8 8 4一1 2 2 3一1 5 8 8，2 9 7 14 5 4 98 3 l l 8 豁璎5 0 0 k v 黪f 功率 5 9 58 s 41 2 2 31 5 8 82 9 7 14 5 4 98 3 l l 9嚣婺5 0 0 k v 貉疆容馈9 3 41 2 3 9 1 7 1 2 2 2 2 3 4 1 6 0 6 3 6 9 1 1 6 3 5 1 0 5 0 0 k v 容疑配置现状 1 2 5 01 2 5 01 2 5 0 1 2 5 0 1 2 5 01 2 5 01 2 5 0 东南人学工程硕士学位论文 由分析结果知，到2 0 1 3 年需5 0 0 千伏总降压功率为2 9 7 1 1 哪，总降压容量4 1 6 0 刖 a 。目前扬州市仅 1 座5 0 0 千伏变电所( i t 都变) ，容量1 2 5 0 m v a ，因此需新增降压容量3 0 0 0 m v a 左右，必须建设新的5 0 0 千伏变电所，从而形成东西部以5 0 0 千伏江都、扬州西，中部以扬州电厂为电源支撑，向2 2 0 千伏电网 供电的格局。 2 0 1 3 2 0 2 0 年的负荷增长率为1 1 左右，用电需求将大幅增长，考虑到扬州电厂2 台2 2 0 m w 机组 退役( 分别于1 9 8 9 年和1 9 9 0 年投运，服役期限为2 5 年) ，2 0 2 0 年需要的总降压容量为1 1 6 3 5 埘h ，将 在2 0 1 3 年的基础上增加7 0 0 0 i l v h 左右。在扬州西和江都变均达到最终规模( 4 xi o o o m v a + 3 x 7 5 0 m v a ) ， 且由泰州西2 台1 0 0 0 m v a 向扬州供电的情况下，仍有3 3 8 5 m v a 的缺额，届时需建设第3 座5 0 0 千伏变电 所。 已有5 0 0 千伏江都变概况： 目前江都变主变存量为7 5 0 + 5 0 0 m v a ，2 2 0 千伏出线回路数为1 0 回，已达到是终规模。其中向北2 回出线至张套变，导线型号为l g j 一2 x 3 0 0 ，向东2 回出线至泰州电网，导线均为l 6 j q - 4 0 0 ，向西4 回 出线，分别到蜀岗变和广陵变，导线型号为l g j 一2 x 4 0 0 ，向南2 同出线至大桥变导线型号为l g j 一2 x 3 0 0 。 所内5 0 0 千伏配电装置己改造完成，2 2 0 千伏配电装置也将要改造，而且尚有扩建第三台主变的余地。 规划5 0 0 千伏扬州西变所址概况： 由于仪征市中部将新建西郊森林公园及与此相配套的向西延伸的文昌西路，可供规划的5 0 0 千伏扬 州西所址已无位置。经实地考察，初步确定可选的有仪征市北部的刘集镇北( 刘集北) 和南部的朴席镇 ( 朴席) 两个所址。在朴席所址北面，文昌西路西延部分南面有一条通道可作为线路走廊。另外朴席南 面新修建的沿山河公路，届时也可作为线路走廊。 5 0 0 千伏扬州西变电所正在进行选址选线，选址选线过程中遇到的困难很多，所址用地和线路走廊 的选定面临诸多不确定因素，特别是新建的线路通道矛盾很大，对线路下程的按期建成影响很人，需要 提前考虑不能如期建成情况下的临时解决方案。 2 4 市区2 2 0 千伏电网规划方案及实施过程中的问题 2 4 1 规划前提 根据省公司规划中心( 2 0 0 9 2 0 1 3 年苏北苏中2 2 0 千伏电网发展规划研究报告： ( 1 ) 2 0 1 3 年淮安电网由上河变向扬州市南供4 4 0 1 哪负荷。2 0 1 3 年宝应高邮地区的黄塍、平安、 安宜、周巷4 个变电所负荷达到4 4 7 肼，该区域可与江都中北部电网断开运行，负荷由淮安电网供应。 ( 2 ) 5 0 0 千伏扬州西和5 0 0 千伏三汉湾变主变总数达到4 台时，扬州电网与南京江北电网2 2 0 千 伏打开运行，以控制短路电流水平。根据规划中心2 0 0 9 _ 2 0 1 3 年宁镇常( 宜) 2 2 0 千伏电网发展规划 研究报告，三汉湾变现有1 台主变，2 0 0 9 年将扩第2 台，2 0 1 3 年扩第3 台，5 0 0 千伏扬州西变至2 0 1 3 年有2 台主变，因此满足扬州电网与南京江北电网2 2 0 千伏断开运行的条件。 2 0 1 3 年扬州电网与南京、淮安电网关系如图2 - 4 所示。 1 2 第二章扬州地区2 2 0 干伏电网概况 图2 - 42 0 1 3 年扬州电网与南京江北、淮安电网关系图 2 4 2 基本思路及原则 ( 1 ) 基本思路 由于沿江地区负荷所占比重最大，网络结构相对复杂，本次规划以沿江地区网架结构为切入点，通 过分析该区域电网，从而确定扬州市2 2 0 千伏电网整体结构。使得规划的2 2 0 千伏屯网和5 0 0 千伏电网 能形成有机衔接，并且2 2 0 千伏网络潮流分布合理，短路电流控制在合理的水平之内。 ( 2 ) 规划原则 短路电流控制原则：2 2 0 千伏短路电流控制在5 0 千安以内，5 0 0 千伏母线短路电流控制在6 0 千安 以内。 2 2 0 千伏输电线路载流限额：根据省电力公司 关于下达2 2 0 千伏输电线路载流限额的通知( 苏 电生 2 0 0 7 j 8 8 2 号) 及附件，2 0 0 7 年4 月3 0 日前的线路载流限额按+ 4 0 c 环境温度下导线+ 7 0 c 的长期 允许载流限额考虑，即l 6 j 一3 0 0 导线5 6 0 a 、l 6 j q - 4 0 0 导线6 6 0 a 、l 6 j - 2 3 0 0 导线1 0 6 0 h 、l ( ；j - 2 4 0 0 导线1 1 5 4 a 。 新建线路按导体和电器选