（电气工程专业论文）湖北电力系统电网结构及相关问题研究.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 自1 9 8 2 年元月葛上直流工程正式投运以来，5 0 0 k v 湖北电网取得了很快的发展， 尤其是三峡水电站的建立，使湖北区域内5 0 0 k v 电网出现了跳跃式的发展局面。湖北 省境内现有5 0 0 k v 变电站七座。开关站一座，主变2 0 台，主变容量6 5 6 8 万千伏安。 现有5 0 0 干伏线路2 7 条，总长度3 3 3 1 8 公单。所有这些5 0 0 k v 输变电工程的建成投 产：，为国家电网公司、华中区域电网公司和湖北省电网公司的5 0 0 k v 骨干网架的形成 打下了唪实的基础，为全国、区域和省内的功率交换和资源的优化配置提供了物质基 础。 但由5 0 0 k v 输变电项目在国家电网公司、华中区域电网公司和湖北省电网公司 的特殊重要地位，5 0 0 k v 输变电项目所起的功率交换和资源优化配置作用已成为这样 三家自然垄断性企业存在的技术基础，引起了有关方面的高度重视，就湖北境内5 0 0 k v 输变电项目的调度权、经营管理权、市场交易平台的所属问题，产生了激烈的争论。 本文根据湖北省电力行业“十五”计划及2 0 1 5 年远景规划确定的电力负荷 水平、电源发展规划及装机进度和机组退役计划、电网建设规划以及国家确定的三峡 电站分电方案，研究湖北电力系统的电网结构，从湖北电网的功率分区计算、湖北电 网的稳定性、经济性和二次系统中的时钟与通道的一体性等问题出发，论证湖北5 0 0 k v 电网的局部整体性和湖北电网对5 0 0 k v 输变电网络的依赖性，认为功率交换的范围是 划分调度权限、经营管理范围和市场交易平台的依据，对5 0 0 k v 湖北电网主干网管理 关系作理论上的探讨。 本文研究的主要成果包括：湖北电网结构及现状的研究、湖北电网功率分布分析 及分区方案研究、湖北电网的稳定性分析、湖北电网经济性分析、湖北电网二次系统 的时钟及通道平台问题研究、最后对湖北电网主干网管理关系进行了探讨。 关键词：电力系统 电网结构稳定分析经济运行二次系统平台 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t s i n c eg e s h a n gd cp r o j e c th a sb e e nr u nf o r m a l l yi n1 9 8 2 ，t h eh u b e i5 0 0 k vp o w e r n e t w o r kh a sm a d eg r e a td e v e l o p m e n t e s p e c i a l l yt h el a r g e s th y d r o e l e c t r i cp o w e rp r o j e c t i nt h ew o r l d - - - - t h e t h r e e - - g o r g e sh y d r o e l e c t r i cp o w e rp l a n th a sg i v e nb r o u g h tag r e a t c h a n c et od e v e l o p5 0 0 k vp o w e rn e t w o r kq u i c k l yf o rh u b e ip r o v i n c e i nh u b e ip r o v i n c e t h e r ea r e7t r a n s f o r m e rs t a t i o n ，1s w i t c hs t a t i o n ，2 0m a i nt r a n s f o r i f l e ra n dm a i nt r a n s f o r m e r c a p a c i t yi s6 5 6 8m k v a t h e r ea r e2 75 0 0k vt r a n s m i s s i o nl i n e s ，t h e i rt o t a il e n g t ha r e 3 3 31 8k ma l lo ft h e s e5 0 0 k vp o w e rt r a n s m i s s i o ng r i dp r o j e c ti st h ef o u n d a t i o no ft h e 5 0 0 k vb o n eg r i do ft h es t a t eg r i dc o r p o r a t i o no fc h i n a ，t h eh u a z h o n gg r i dc o r p o r a t i o na n d t h eh u b e ip o w e rc o r p o r a t i o n ，i t s u p p l y sm a t e r i a lf o u n d a t i o nf o rp o w e re x c h a n g ea n d r e s o u r c ew e l l t o d od i s t r i b u t i o ni nt h ea r e ao fo u rc o u n t r y , h u a z h o n ga n dh u b e ip r o v i n c e t h e5 0 0 k vp o w e rt r a n s m i s s i o ng r i di sv e r yi m p o r t a n tt ot h es t a t eg r i dc o r p o r a t i o no f c h i n a ，t h eh u a z h o n gg r i dc o r p o r a t i o na n dt h eh u b e ip o w e rc o r p o r a t i o n t h ef u n c t i o no f p o w e re x c h a n g ea n dr e s o u r c ew e l l t o - d od i s t r i b u t i o ni st h et e c h n i c a lf o u n d a t i o na b o u tt h e e x i s to ft h et h r e em o n o p o l i z e dc o r p o r a t i o n s o5 0 0 k vp o w e rn e t w o r ka b s o r b sb r o a d a t t e n t i o n t h ep r o b l e mw h i c h5 0 0 k vt r a n s m i s s i o ng r i dn e t w o r k s d i s p a t c h ，c o n s t r u c t m a n a g ea n de x c h a n g ep l a t f o r mr i g h t sb e l o n g t oc o u r s e sv i g o r o u sq u a r r y t h i sa r t i c l eb a s e so nt h ep o w e rl o a ds t a t e di nt h ep r o s p e c t i v eo ft h ey e a ro f2 0 1 5a n d t h et e n t h f i v ey e a r sp l a no fh u b e ie l e & r i c i t yi n d u s t r yi n c l u d i n gt h ed e v e l o p m e n tp l a no f p o w e rs o u r c e ，t h e n e t w o r kc o n s t r u c t i o n p l a n a n dt h en a t i o n a la l l o c a t i o n p l a n f o r t h r e e g o r g e sp o w e r f o rt h ef i r s t ，i ta n a l y s e sa n dc a c u l a t e sp o w e ra r e a ，p o w e re x c h a n g et o l l ， p o w e r f l o w ，o p e n5 0 0 2 2 0 k ve l e c t r o m a g n e t i cl i n k a g ee c t p r o b l e m ，a n dt h e np r o v e st h e r e a l i t y o fh u b e ip o w e ra r e a e x c h a n g e t o5 0 0 k vg r i dn e t w o r k f r o mt h a t ，i t g e t s t h e c o n c l u s i o nt h a tt h ea r e ao fp o w e re x c h a n g ei sas t a n d a r dt oc l e a r f yt h er i g h t so fd i s p a t c h c o n s t r u c t ，m a n a g ea n de x c h a n g ep l a t f o r m t h es t u d yi n c l u d e st h ef o l l o w i n ga s p e c t s ：s t u d yo fh u b e ip o w e rn e t w o r ks t r u c t u r ea n d p r e r s e n tc o n d i t i o n n e c e s s i t ya n a l y s i so fh u b e ip o w e rn e t w o r kc o n s t r u c t i o n5 0 0 k vg r i d i i 华中科技大学硕士学位论文 n e t w o r k s t u d yo ft h eh u b e i5 0 0 k vp o w e rn e t w o r kc o n s t r u c t i o np l a n p r i n c e p l ea n dd e t a i l w a y i sm a k e nu pc l e a r l yt od e l i n e a t et h ed i s p a t c ha n dm a n a g ea r e ao f5 0 0 k vp o w e rg r i do f h u b e ip r o v i n c e k e yw o r d s ：p o w e rs y s t e m p o w e rg r i do fh u b e ip o w e rs y s t e ms t a b i l i t ya n de c o n o m i c p l a t f o r mo fs e c o n d a r ys y s t e m s i l 独创性声明 本人声明所星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e 尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个 人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：2 日期：如d r 年r 月 学位论文版权使用授权书 刁辔 l e 3 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密囱。 ( 请在以上方框内打“4 ”) 学位论文作者签名：l 媳想仗 日期：矽s 年j 月r 日 指导教师签名 殿欲舡 f 日期：p 。f 年r 月7 日 华中科技大学硕士学位论文 1 绪论 通过提出湖北电网结构及其研究中出现的问题，以及对研究现状和湖北电网发展 趋势的分析，概述了本文的主要研究内容，并介绍了文章的编写安排和结构。 1 1问题的提出和研究背景 1 1 1 问题的提出 三峡电厂机组的逐步投产和全国联网的形成，给湖北电网建设发展带来了机遇。 湖北电网在5 0 0 k v 主干网架在几年内得到了迅速的发展，湖北电网的国家电网、华中 电网中心地位也得到了加强。一方面湖北电网与华中其它五省市的联系由过去的单线 联络发展成为多方向、多回线联络，另一方面由湖北电网转送的电力电量也快速增加。 与此同时，在湖北区域内形成了国网公司直管和华中区域公司直管的输变电项目与湖 北省原有的5 0 0 k v 输变电项目共同存在、调度管理关系复杂、运行维护管理单位多的 局面。从资产管理和调度管理关系来看，区域电网和省网对于三峡外送到其它区域电 网公司的5 0 0 k v 输变电项目由国网公司直管均无争议，而对区域电网公司，特别是区 域电网实体化后，由于对实体化方式的认识不同，对于华中网公司是否应该直管湖北 区域的5 0 0 k v 输变电项目，这一问题存在不同的观点。在改革的初期，要求湖北省电 力公司向华中区域电网公司移交5 0 0 k v 输变电项目的会议和文件大量出现，原来属于 湖北省电力公司的5 0 0 k v 凤凰山、玉贤、双河等变电站和输电线路的资产已收归华中 区域电网公司i “。 全国联网的实现，可以解决省间和区域问能源资源和负荷分布的不平衡问题，提 高投资效益和运行的经济性。然而，全国联网也会使电力系统的结构和运行方式复杂 多变，一旦出现系统故障，可能波及全系统，造成系统崩溃事故而引发大面积停电， 带来巨大的经济和社会损失 2 1 。在国外类似事故已多次发生，如1 9 7 8 年法国大停电事 故，停电4 ，7 h ，少发电1 0 亿k w h ，直接经济损失约两亿美圆；1 9 8 1 年，墨西哥电力 系统中，由于一个火电厂与另一个火电厂同时事故，导致墨西哥城和该国中部和中南 部停电持续时间长达3 h ：最近连续发生在美国、英国、意大利等国的大面积停电事 故，损失更为惨重。 湖北电网作为全国联网和华中区域电网的中心，在电网结构和管理关系上都具有 华中科技大学硕士学位论文 很大的特殊性，因此，为了国家电网、华中区域电网和湖北电网的稳定经济运行，杜 绝上述电网稳定事故的发生，我们应该研究清楚湖北电网的结构现状和特点、湖北电 网的功率交换特点、电网稳定特点、经济运行特点和二次系统特点，并在此基础上理 顺湖北电网5 0 0 k v 主干网的特殊管理关系。显然，这具有十分重要的意义。 1 1 2 研究现状 电网结构是指由网络结构( 线路、变压器等的高低压布局) 、负荷分布和电源点分 布三个要素组成的有机整体。电网结构应该首先满足电网稳定的要求、有较好的经济 性能和运行方式的灵活性。近年来，随着三峡外送，湖北5 0 0k v 网络的快速发展， 湖北电力系统电网结构及其相关问题成为研究的热点，研究机构和人员众多，取得了 较多研究成果，涉及的面越来越广。现有研究主要集中在以下几个方面口】： 1 ) r 乜网稳定问题 电力系统的稳定一般可划分为两种：功角稳定、电压稳定。功角稳定就是电力系 统在受到干扰后，各台同步发电机维持同步运行的能力。电压稳定是指电力系统维持 负荷电压于某一规定的运行极限之内的能力。电压不稳定，将导致电压崩溃，造成大 面积停电。目前在湖北该问题中的热点主要是电磁环网的形成、局部电网稳定、电网 的频率调整和电压控制等问题。 2 ) 电源与负荷分布问题 电源与负荷的空间分布直接影响了电网的结构，是电网规划中最应该研究清楚的 问题，在电网规划过程中要反复进行以下分析计算，即潮流计算、短路计算、稳定计 算及经济计算。 3 ) 潮流计算 分析在给定负荷水平、发电调度及输电系统接线时的稳态运行情况。潮流计算往 往用来分析不同发电调度方式及某些线路停运时系统的运行情况以校验输电系统的 适应能力，检查线路或变压器是否过负荷，各母线电压是否超过给定的范围。有时， 潮流汁算所得到的电压相角也用束对稳定性作大致的判断。 4 ) 短路电流计算 主要用来决定在系统不同地点发生短路时短路电流及电压的分布，并由此来校验 断路器的切断能力和热效应、力效应。有些系统对不同电压等级的输电系统规定了断 路器的最大切断容量，在进行系统规划时应使短路电流限制在给定的范围之内。 5 ) 稳定计算 华中科技大学硕士学位论文 主要用于估计系统承受干扰的能力，校验系统出现故障时是否会失去同步而崩 溃。在进行稳定计算时，应根据运行规划要求设罱一些典型的运行方式、故障类型及 故障地点模拟中应包括发电机的机械惯性、发电机及输变电系统的电气特性、负荷 电压特性、负荷频率特性、发电机调速器特性等。 6 ) 经济计算 主要用于评估和比较不同方案的造价和运行的经济性，常用的方法有现值比较法 或等年值费用法，该方面主要研究功率交换分区、自然资源的综合利用、重点负荷的 供电可靠性等问题。 但是湖北电网的结构问题关系到西电东送和南北互供的实现，湖北境内的电网 结构必须将固网公司和华中区域电网公司与本省电网结构综合起来研究。根据上述基 本概念和原则，湖北电网结构研究可以归纳为以下几个主要问题 l i 【4 】： ( 1 ) 刚络薄弱制约了电网的安全经济运行。局部电网的薄弱环节仍然存在，特别是 在丰水大发期阳j 和某些检修方式下，稳定问题比较突出，给电网的安全运行造成隐患，降 低了供电可靠性。在某些检修方式下使调整运行方式也不能满足稳定导则- ：十t l 故障 n 一1 的要求。特别是电网一些重要设备的主保护( 如某些重要枢纽站的母差保护) 退出 运行后，如果不更改其后备保护的定值，有可能在该设备发生单瞬或单永故障时仍然 不能保证系统稳定睁】。输电网络的薄弱对发电能力的限制，不能为经济调度提供良好 的物质基础，如鄂西水电在丰水大发期间可能由于输电线路卡口而被迫弃水；隔河岩 是调峰性能较好的水电站，也有可能会因为网络的制约而限制高峰出力，不得不增加 鄂东火电机组来进行调峰启停，造成资源的巨大浪费。 ( 2 ) 鄂西2 2 0k v 电网水电外送的稳定问题。鄂西电网恩施、宜昌小水电近几年有 了较大发展，它们同清江机组外送( 2 2 0 k v ) 很大一部分要利用葛二江三回出线来实现， 挤占了葛二江电厂有限的外送空间。在高坝溯电厂投产并形成发电能力后，由于新增 周公线转移的潮流相对较小，而该地区的负荷增长远落后于装机容量的增加，二江三 回线丰水期外送的压力更大，近几年丰水季节经常出现的雁旗线低频振荡及引发的葛 刺线低频振荡，虽经加装p s s 等有所好转，但未根除旧j 。2 0 0 3 年恩施第二回2 2 0k v 线路已联至小雁溪变电站，如何在安全稳定的基础上充分利用鄂西水力资源是急需解 决的问题。 ( 3 ) 鄂西北水火电外送及稳定问题。襄樊电厂及其配套外送网络投运后，鄂西北的 内部线路过载和电压水平低的问题得到很大改善。但从网络的结构来看，比较薄弱， 华中科技大学硕士学位论文 功率由鄂西北送出问题更加突出。襄樊停机和丹江枯水方式下存在电力输入受阻、热 稳及低频振荡、电压低落等问题；襄樊电厂大发和丹江电厂丰水，韩随、米随等线路 将过负荷；十堰电网正常方式下与丹江电厂l l o k v 解网，如两回2 2 0 k v 线路有一回 停电检修，也存在局部电网稳定问题。 ( 4 ) 电网短路容量及地网接地电阻和雷害问题。随着电网不断扩大及电源点增多， 2 2 0 k v 侧短路电流不断增大。通过短路电流计算分析，部分厂站开关短路容量接近或 超过遮断容量，若靠对侧保护动作，至少需要o 5 s 系统将失稳；对于短路容量超过 8 0 遮断容量的开关，事故发生时，开关跳不开，将造成严重后果：由于电力设备接 地装置新标准的颁发，全省7 0 余座2 2 0 k v 变电站接地电阻与单相短路电流密切相关， 初步计算，约有3 0 的变电站接地电阻超标；一直困扰着鄂西北2 2 0 k v 输电线路的雷 击跳闸故障未得到根治，近两年发生1 0 余起。 f 5 ) 稳定装胃落后，措施落实不力，网络建设落后于电源建设。由此带来的安全稳 定问题必须辅以相应配套的稳定措旌爿氇解决。湖北电网现有稳定控制系统是从2 0 世纪7 0 年代至8 0 年代形成，采用离线决策方式，策略表由省调调度员按就大不就小 的原则进行匹配及控制，故障检测及判断由现场继电保护装置承担，远切主要采用 y ”系列移频装置，少量采用复用载波束传递命令。目前的远切通道约8 0 条，收发 讯机约1 6 0 套。随着时间的推移，安全可靠性较差、选择性差、适应性差等问题逐渐 显露出来。目前全省电力系统安全自动装置中，仍有部分稳定措施不能按照有关潮流 和稳定计算分析报告中提出的要求完成，给电网安全稳定运行造成隐患。 ( 6 ) 电网调峰、调频和备用容量问题。调峰存在的主要矛盾是在实际运行中省调机组 出力占用电负荷比重相对较小，机组调峰能力较差 j 艮大程度上依靠网供调峰容量【7j 。我 省电源水电比重大，水电装机中调节性能好的电站只有隔河岩电站。丹江电站由于有自 供区，葛洲坝电站基本上是径流式电站很难承担系统调峰任务。出于这种特殊的电源 结构，省网调峰十分困难，在最大峰谷差逐年增大的情况下尤为突出。尽管加紧了大型 火电机组深度调峰的改造，并对需求侧采取了分时电价方式，中小型火电机组启停调峰次 数逐年减少，但未能根本解决问题。带来了电网频率越限，火电机组利用小时数偏低等 问题。调峰容量的不足带来了系统备用容量安排和调频工作的实际困难。为了确保电网 的安全可靠和供电质量，在系统异常波动( 如发生大机组连续跳闸) 或负荷预测不准( 如发 生天气剧变) ；被迫在负荷高峰拉闸限电和低谷时段的非计划停机或水电弃水l 。 ( 7 ) 局部电网稳定问题。近几年主网建设得到了加强但局部电网稳定也不能掉以 4 华中科技大学硕士学位论文 轻一t l , 。荆州地区东部电网结构薄弱。东部负荷中心的潜江、仙桃等县市电网结构松散， 多数l1 0 k v 变电站为单电源、长距离供电，电压波动大；同时由于东送的荆潜线和周 潜线导线截面小，不能满足输送容量，已严重制约了该地区用电的增长。恩拖电网时 常面临瓦解。思施电网与湖北主网目日口仅有两回2 2 0 k v 线路相连，2 0 0 2 年已发生两次 解网事故，造成局部电网较大面积停电1 9j 。恩施局部电网虽采取了些安全稳定措施， 但仍借用葛洲坝二江电厂外送通道，其输电瓶颈未得到根本好转。松木坪、沙市、青山 电厂等l i o k v 出线的局部地区，近几年暴露出的一系列问题说明，这些带直供线路或通 过1l o k v 线路联网的老电厂，稳定措施仍十分薄弱。 5 0 0 k v 主于网络的规划建设、调度运行和电网经营模式是解决上述这些重点问题 的关键，应成为研究解决湖北电网结构问题的重点。从上述湖北电网结构研究的现状 看，功率交换及其卡口的问题是一个最为主要的问题【l 。 基于上叙湖北电网的研究现状，我们对湖北电网的结构将进行更加深入和系统的研宄。 1 2 论文的主要工作及章节安排 本文根据湖北电网与华中电网5 0 0 k v 网络特征与湖北省电力行业“r 卜五”计划 及2 0 1 5 年远景规划确定的电力负荷水平、电源发展规划及装机进度和机组退役计 划、电网建设规划以及国家确定的三峡电站分电方案，从湖北电网的结构特点、功率 分区、功率交换卡口、电网稳定、电磁环网、电网经济性分析、电网二次系统平台的 主要问题出发，论证湖北电网结构对5 0 0 k v 输变电工程项目依赖性和湖北电网的完整 性，基于此，最后对5 0 0 k v 湖北电网主干网管理关系作了深入的探讨。 第1 章阐述了目i ；i 各有关方面对湖北电网结构研究的现状、主要研究问题、成果 和结论，为后续研究提供基础平台。 第2 章首先介绍了湖北电网结构和特点，概括了电网的负荷分布情况和用电情况、 电源情况、网络结构情况，介绍了湖北5 0 0 k v 电网的现状和国网、华中5 0 0 k v 网络 对湖北5 0 0 k v 电网的影响。 第3 章对湖北电网功率分布进行了分析计算，对分区的方案进行了研究，提出并 论证了功率交换区域的划分，为后续论述打下基础。 第4 章首先基于湖北电网的功率分区，对湖北电网2 0 0 4 年的潮流稳定问题进行 了计算，通过计算结论说明：在模拟故障情况下，湖北电网的自我恢复稳定的能力， 以及这种自我恢复稳定的能力对5 0 0 k v 主干网络的依赖性。从而说明5 0 0 k v 电网作 华中科技大学硕士学位论文 为湖北电网的主干网络的重要性。 第5 章对湖北电网的理论线损和实际线损进行对比分析，对2 0 0 4 年和2 0 0 3 年的 经济技术指标的进行对比分析，说明5 0 0 k v 电网作为湖北电网的主干网络对于提高湖 北省电力公司经济指标的鼋要性。 第6 章从电网二次中最为重要的两个方面出发，论述建立二次系统基础平台的方 案说明电网一次系统的有机整体性是建立二次系统基础平台的基础和归属从电网 二次的角度强调5 0 0 k v 湖北电网的局部整体性。 第7 章基于上述论述对5 0 0 k v 湖北电网主干管理关系作了深入的探讨。论证了为 了国家和华中区域电网的稳定和经济运行，电网一次和二次系统的平台建设，湖北境 内各区域可靠和经济地发、供、用电，湖北省电力公司应该有自己的5 0 0 k v 主干电网 的重要结论。 6 华中科技大学硕士学位论文 2 湖北电网现状 本章分析了湖北电网的特点，根据湖北电网结构的一般要素，深入分析了湖北电 网的负荷、网络、电源以及与国家和华中电网的关联关系，较为详细地介绍了湖北电 网的现状，为后续章节的论述打下基础。 2 1 2 0 0 4 年度系统规模 对截止2 0 0 4 年底湖北电网发、输、变电设备情况进行了统计。 2 1 1 装机容量 湖北电网内统调总装机容量为2 1 7 5 3 4 m w ，其中火电8 3 3 9 5 m w ，占3 83 ，水 电1 3 4 1 3 9 m w ，占6 1 7 。国调调度电厂总装机容量7 7 0 0 m w ，全部为水电；华中脚 凋调度电厂总装机容量6 2 7 9 m w ，其中火电1 2 0 0 m w ，水电5 0 7 9 m w ：省凋电厂总装 机容量7 7 7 4 4 m w ，其中火电7 1 3 9 5 m w ，占9 1 8 ：水电6 3 4 9 m w ，占8 2 ，省调 实际最大可调出力为7 6 8 4 4 m w l 。 2 1 2 输电线路 湖北电网内5 0 0 k v 和2 2 0 k v 共计2 2 8 条，总长度为1 1 9 9 6 2 7 9 公罩，其中5 0 0 k v 线路4 0 条，总长度为5 0 4 7 。6 9 1 公里，分别由国调和华中网调调度：2 2 0 k v 线路有1 8 8 条，总长度为6 9 4 8 5 8 8 公里，其中省调调度管辖1 8 4 条。 2 1 3 变电站及变压器 湖北电网2 2 0 k v 及以上变压站9 3 座，变压器1 5 9 台，变压器总容量2 5 0 5 1 m v a 。 其中5 0 0 k v 变电站1 0 座( 分别是凤凰山、玉贤、孝感、双河、龙泉、斗笠、磁湖、江 陵、樊城和兴隆变电站) ，单相变压器3 2 台( 含凤凰山、玉贤变各一台备用变压器) ， 变压器总容量7 0 6 8 m v a ：2 2 0 k v 变电站8 3 座，变压器1 2 7 台，总容量1 6 9 8 3 m v a 。 2 2 湖北电网运行特点的探讨 湖北电网的运行具有下述特点： ( 1 ) 湖北电网具有大机组、高电压、大电网、自动化程度较高的特点。它以5 0 0 k v 网架为骨于，2 2 0 k v 网架为主体，构成国家电网和华中电网的核心和枢纽。 华中科技大学硕士学位论文 ( 2 ) 受地域和经济发展的影响，湖北电网电源点和用电负荷分布极不均匀，9 5 的 水力资源分布在鄂西，2 3 的用电负荷集中在鄂东地区，丰水期水电大发方式下大容 量、长距离西电东送格局长期存在。 ( 3 ) 鄂西电网结构相对薄弱，电网稳定问题突出。 ( 4 ) 湖北主网负荷随季节等因素影响变化较大，夏冬季负荷较大，春秋季负荷较小。 f 用电峰谷差较大，年均峰谷差在2 0 0 万千瓦以上，且呈逐年增加趋势。 ( 5 ) 5 0 0 k v 联变中孝感变受电功率最小，其他四台联变的受电功率相差不大，鄂东 5 0 0 k v 受电在2 5 0 0 m w 以下的各种方式中，凤凰山最大受电1 1 2 3 m w ，磁湖变最大 受电6 4 6 m w ，玉贤变的最大受电7 5 5 m w ，孝感变最大受电4 7 2 m w ，各变压器都没 有出现过载的情况；磁湖变与凤凰山变受电之和与鄂东5 0 0 k v 变压器总受电之比， 丰大大负荷方式是5 6 6 一6 3 3 ，丰大小负荷方式是5 1 5 一6 4 6 ，磁湖变与凤 凰山变承担着较大的受电功率，其中磁湖变受电功率约占磁湖变与凤凰l i j 变下网功 率总和的5 0 左右，并且主要分担风凰山变的下网功率，在电网潮流分布中，起着 比较重要的作用。 2 3 湖北电网用电现状 2 3 1 湖北电网用电量 2 0 0 4 年，受固定资产投资和工业生产高速增长影响，全省电力需求旺盛，湖北省 全社会用屯累计7 0 0 2 亿千瓦时，同比增长】1 2 9 ：主网用电量累计6 0 5 ，7 0 亿于瓦时， 同比增长1 4 4 1 ，高于全社会用电量增幅，同均用电量1 6 5 4 9 万千瓦时，同比增长 1 4 1 0 ：最大同用电量2 3 0 5 5 万千瓦时( 7 月2 7 同) ，同比增长5 2 6 。分月同均用电 量对比如图2 l 1 所示： 2 5 0 0 0 2 0 0 0 0 1 5 0 0 0 1 0 0 0 0 5 0 0 0 0 1 月2 月3 月4 月5 f j6 月7 , 08 月9 订1 0 ，于i i _ 日1 2 月 幽2 12 0 0 4 2 0 0 3 年分月日均用电量对比图 华中科技大学硕士学位论文 2 3 2 湖北电网用电负荷 2 0 0 4 年，湖北主网日最大用电负荷1 1 5 3 1 万千瓦( 8 月1 0 同) ，同比增长1 2 8 3 ： 主网最小r 用电负荷4 0 4 1 万千瓦( 1 月2 5r ) ，同2 0 0 3 年比增长1 8 4 7 。平均高峰 用电负荷8 2 4 - 3 万千瓦，同比增长1 1 1 6 ；平均低谷用电负荷5 9 0 4 万千瓦，同比增 长1 9 ，6 9 。分月f 1 最大用电负荷对比如图2 2 所示： 同土匠大用电负荷增幅 9 7 午 9 8 下9 9 币 0 0 印0 【fd 2 币0 3 币0 1 午 圈2 22 0 0 4 2 0 0 3 年分月日最人川电负荷对比幽 2 3 3 湖北电网峰谷差 妇表2 ! 所示。2 0 0 4 年，湖北主网最大用电峰谷差3 6 9 4 万千瓦( r 月q 只) ，同比 增加8 万于瓦：平均用电峰谷差2 3 3 9 万千瓦，同2 0 0 3 年比减少1 4 万千瓦。今年以 来，受分时销售电价“削峰填谷”和高峰负苟拉限影响，平均低谷负荷增长速度远高 于平均高峰负荷增长速度，造成平均用电峰谷差有所减少，平均同用电负荷率进一步 提高。 表2 - l2 0 0 4 年度撕北电网负荷特性指标 最人负荷最人峰谷筹平均峰谷芳 负荷日期同j l 】比峰谷著日期同期比 峰谷筹 同期比 万千瓦月、日 万千瓦月晶 万千瓦 1 1 5 3l8 爿1 0 日 1 28 33 6 8 4 8 月9 日 22 22 3 3 95 6 5 2 3 4 湖北电网负荷峰谷差情况分析 由于电网最大电力负荷的快速增长，电网峰谷差越来越大。湖北电网最大峰由 1 9 9 5 年的2 2 2 8 力- 千瓦急剧上升到2 0 0 2 年的3 3 7 3 万千瓦；平均峰谷差也由同期 的1 4 9 ，7 万千瓦上升到2 2 8 5 万千瓦。湖北电网1 9 9 5 - - 2 0 0 4 年负荷峰谷差变化情况 见表2 2 。 华中科技大学硕士学位论文 表2 21 9 9 5 2 0 0 2 年湖北电网负荷峰谷薄变化情况表单位：万千瓦 汰 1 9 9 51 9 9 61 9 9 71 9 9 81 9 9 92 0 0 02 0 0 12 0 0 22 0 0 32 0 0 4 平均 1 4 9 71 7 452 l o 52 1 l42 1 4 7 2 1 9 8 6 2 2 45 42 2 8 52 4 792 5 3 9 峰谷差 最人 2 2 282 5 652 7 9 22 8 i63 0 3 33 0 93 2 83 3 733 6 0 43 6 8 4 峰谷芹 湖北电网峰谷差逐年增大主要有两方面的原因：一是用电结构的变化【l i 。自改革 开放以来，湖北省国民经济高速发展，城乡居民生活水平和生活质量同盏提高，各种 农用f 乜器普及率非常迅速。同时为满足居民的消费需求，大量以服务为主的第三产业 蓬勃发展，使城乡居民和第三产业用电迅速增长，占全社会用电量的比蘑不断提高。 改变了过去：r 业用电占绝对比重的状况。二是用电负荷特性的决定作川| 1 2 1 。湖北省第 二广：业电气化水平不高，农林牧渔业用电占全社会用电量的比例很小，其同负荷曲线 较为平稳，对整个负荷曲线影响不大；占全社会用电比重5 5 以上的工业用电负荷较 为平衡。而第三产业和居民生活用电则集中在一定时间内，特别是早晨7 9 点和晚 上1 9 2 1 点时段内，造成了总的负荷曲线和早晚出现高峰负荷的局面。 正是由于湖北省第三产业和居民生活用电负荷的迅速增长，并大大超过全社会用 电量的增长速度，使湖北电网2 0 0 4 年峰谷差进一步加大。 根据湖北电网调度统计数据2 0 0 4 年湖北电网最大峰谷差同出现在8 月9 同，最 大负荷同出现在8 月1 0 同。 2 4 湖北电网发电现状 2 4 1 湖北电网电力电量完成情况 2 4 1 1 湖北主网统调发电量 2 0 0 4 年，由于三峡、西塞山、蒲圻等电厂相继有新机投产，在旺盛的用电需求拉 动下，湖北主网统调发电量同比大幅增加，统调电厂累计完成发电量l o l 9 6 0 亿千瓦 时，同比增加3 4 7 8 9 亿千瓦时，增长5 1 7 9 ，其中三峡电厂完成发电量3 9 1 5 5 亿千 瓦时，同比增加3 0 5 ，4 4 亿千瓦时，占总增量的8 7 8 0 ，是统调电厂发电量大幅增加 的主要原因。剔除三峡发电量，统调电厂完成发电量6 2 8 0 5 亿千瓦时，同比增加4 2 4 1 o 华中科技大学硕士学位论文 亿千瓦时增长7 2 4 ，其中水电厂累计发电2 4 9 0 4 亿千瓦时，同比增加7 8 5 亿千瓦 时，增长3 2 5 ：火电厂累计发电3 7 9 0 1 亿千瓦时，同比增长1 0 0 4 。统调电厂中， 湖北省调发电厂累计完成发电量3 3 6 ，3 7 亿千瓦时，同比增长9 9 4 ，完成年度发电计 划的1 0 4 5 6 ；其中省调火电厂累计完成发电量3 1 8 5 6 亿千瓦时，同比增发1 1 9 4 ， 完成年度发电计划的1 0 4 5 5 ：省调水电厂完成发电量1 7 8 l 亿千瓦时，同比减发 1 6 。7 0 ，完成年度发电计划的1 0 4 7 6 。 表2 - 32 0 0 4 年湖北电网统调电厂分月发电茸( 不含二峡) 发电鼙( 亿千瓦时) 去年同水电量( 亿千瓦时) 去年火电量( 亿千瓦时) 老年同期， 月份 期同比同期，同比同比 i 爿 4 6 1 9 4 4 1 5 4 6 2 1 3 1 8 1 0 0 6 ，3 0 9 6 3 3 0 1 1 3 4 0 9 - 3 1 6 2 月 4 4 0 8 3 58 1 2 2 8 5 1 1 7 6 7 6 3 5 41 3 3 2 1 3 2 2 81 7 ，1 43 8 3 爿4 6 0 2 4 2 1 3 92 3 1 4 4 8 1 0 8 9 3 2 9 7 3 1 5 4 3 l2 4 0 9 6 4 月 4 7 7 8 4 0 2 5 1 8 7 l 1 5 5 9 1 4 2 9 ，9 1 0 3 2 1 9 2 5 ，9 6 2 4o 5 月 4 9 0 9 “24l i5 7 5 2 3 1 3 ，2 31 2 0 0 4 2 5 9 5 1 92 8 3 46 0 6 月 5 26 8 1 4 9 ，91 1 5 5 5 2 9 0 4 ，2 5 0 2 ，1 6 0 7 0 7 02 3 6 5 2 4s 9 “9 8 7 月 6 5 2 5 61 4 7 5 2 4 2 8 8 9 3 0 2 9 - 4 2 3 3 6 3 6 3 i 1 副1 44 3 8 月 5 7 3 1 6 4 7 9 一1 1 5 4 2 7 8 0 ，3 0 5 0 ，- 8 8 5 2 9 51 3 4 2 9 13 ，9 4 9 月5 56 3 5 5 9 2 一0 5 2 2 5 3 l ，2 9 1 3 1 3 1 l 3 0 3 2 ，2 6 7 9 ，1 3 1 8 1 0 月 6 1 4 3 1 5 2 8 9 1 6 1 5 2 6 5 6 ，2 s 5 6 ，- 7 0 0 3 4 8 7 t 2 4 3 3 ，4 33 2 l l 爿5 0 5 7 4 7 0 l 7 5 7 1 7 9 3 1 7 0 4 5 2 2 3 2 6 3 2 99 7 8 8 8 1 2 月5 i 9 0 4 9 5 2 ，4 8 1 1 5 3 2 1 5 3 9 - 0 4 5 3 6 5 8 3 4 1 3 7 1 8 全年 6 2 8 0 5 1 5 8 56 4 7 2 4 2 4 9 0 4 2 4 1 19 3 2 5 3 7 9 0 1 ，3 4 4 4 5 1 0 0 4 2 4 1 2 湖北主网发电电力 2 0 0 4 年，湖北主网( 不合三峡) 发电最大出力1 1 9 3 万千瓦( 8 月1 0 同) ，同比减少 1 5 方千瓦，平均发电高峰出力8 4 8 8 万千瓦，同比增加3 8 ，5 万千瓦，平均发电低谷 出力6 1 3 ，5 万千瓦，同比增加5 5 4 万千瓦，其中，湖北省调电厂发电最大出力6 1 2 7 万千瓦( 8 月l o 日) ，同比增加3 3 4 万千瓦，平均发电高峰出力4 2 8 7 万千瓦同比增 加2 0 9 万千瓦，平均发电低谷出力3 3 5 4 万千瓦，同比增加4 2 1 万千瓦。 2 4 2 省间电量交换情况 随着三峡机组逐步投产发电及配套骨干网络建设的加强和完善，湖北电网与华中 五省( 市) 和华东、广东的电量交换r 益频繁，外送电量大幅增加。2 0 0 4 年，湖北电网 累计净送网外电量4 2 1 ，1 6 亿千瓦时，同比增加2 5 8 6 5 亿千瓦时。其中，净送华东电 华中科技大学硕士学位论文 量2 6 9 4 8 亿千瓦时同比增加1 3 2 3 3 亿千瓦时，全部为送华东电量：净送江西电量 1 1 7 亿千瓦时，同比增加2 2 3 3 亿千瓦时，送江西电量5 3 4 亿千瓦时，受江西电量4 1 7 亿千瓦时：净送湖南电量3 3 6 2 亿千瓦时，同比增加1 5 8 3 亿千瓦时，送湖南电量3 6 9 5 亿千瓦时，受湖南电量3 3 3 亿千瓦时：净送河南电量2 5 3 i 亿千瓦时同比减少3 4 l 亿千瓦时，送河南电量3 0 2 7 亿千瓦时，受河南电量4 9 6 亿千瓦时：净受川渝电量1 7 8 8 亿千瓦时，送川渝电量1 3 ，7 1 亿千瓦时，受川渝电量3 1 5 9 亿千瓦时：净送广东电量 1 0 9 4 5 亿千瓦时。 2 4 3 机组调节能力 2 4 3 1 湖北电网统调水电站调节能力 ( 1 ) 葛洲坝水电站装机容量2 7 1 5 万千瓦，为径流式水电站，丰水期无调节能力， 枯水期有2 5 4 0 万千瓦定右的调节能力。 ( 2 ) 隔河岩水电站装机容量1 2 1 ，2 万千瓦，为年调节水电站，是湖北电网调节能力 最好的水电站，基本上可全年满出力调节。 ( 3 ) 丹江口水电站装机容量9 0 万千瓦，为年调节水电站，由于水库蓄水位没有达到 设计要求，丰水期不能满出力运行。按设计要求枯水期能满出力运行，但实际运行中出 现过枯水期全天带基荷运行的情况。电站调节性能较好，但与设计要求仍有一定差距。 ( 4 ) 黄龙滩水电站装机容量1 5 万千瓦，为季节性调节水电站，丰水期调节能力较差， 枯水期调节能力较好，但由于枯水期来水较少，不能满出力运行，影响电站调节性能。 ( 5 ) 白莲河水电站装机容量4 。5 万千瓦：为多年调节水电站。富水水电站：装机容 量3 7 力千瓦。陆水水电站：装机容量4 0 4 万千瓦，为不完全年调节水电站。这三个 水电站调节性能均较好，但容量偏小，对湖北电网调峰作用不大。 2 4 3 2 火电机组调节能力 2 0 0 2 年湖北电网统调火电机组中3 0 力_ 千瓦组1 5 台，总容量4 5 0 万千瓦，占全部 统调火电装机容量的6 3 8 ；2 0 万千瓦机组有4 台，总容量8 0 万千瓦占全部统调 火电装机容量的1 1 3 ；1 0 万千瓦机组