220kv高丽营站对电网的影响

220kv高丽营站对电网的影响

2002年6月18日，220kv高丽营泵站（以下简称高丽站）正式开始运营。在第一阶段，采用了2台180vaw僧侣装置和4条220kv输电线。高丽营站地处北京东北部顺义地区,它的投运将对北京电网,特别是东北部地区的220kV电网以及500kV电网产生很大影响,以下就其对电网的影响从电网结构、潮流分布、电网事故、经济运行等方面进行分析。1电网结构变化1.1kv与顺遂线路的联网目前北京地区500kV系统由房山、昌平、顺义、安定4座变电站组成,正常运行时呈环网运行。对于顺义变电站,其在北京电网中的地位独特。500kV万顺(万全—顺义)双回线使北京电网在结构上与蒙西电网的联络更加紧密;而500kV姜顺线(姜家营—顺义)则首次成功实现东北电网和华北电网两大电网的联网运行。但是,作为500kV枢纽变电站的顺义变电站,其220kV只有顺遂(顺义—李遂)双回线投运,顺义站是4个500kV变电站中与220kV电网联系最薄弱的,也使得500kV系统中潮流比较大。高丽营站投运后,220kV顺高(顺义—高丽营)双回、高孙(高丽营—孙河)双回同时投运,也增强了500kV向220kV电网的电能传输能力,在一定程度上减轻了其它3个500kV变电站主变的压力。1.2京电网东北部坡站距离太远高丽营220kV枢纽站的投运,加强了东北部电网小地区之间的联络,形成了顺义—高丽营—孙河—北寺—李遂—顺义小环网,从根本上解决了北京电网东北部枢纽站距离太远的问题。高丽营站投运,使得220kV站之间的互送能力增强,从而使这一地区在潮流分布上更加合理。在高丽营站投运前,如果发生220kV顺遂双回故障,500kV网潮流分布迅速改变,造成波动比较大,现在则可以通过高丽营站迅速向220kV电网转移,而且受影响的基本上只是东北部地区电网,不会对其他地区造成很大影响,高丽营站的投运在很大程度上增强了这一地区电网运行的稳定性。2投运后的潮流分布(1)高丽营站投运之后,在500kV网和220kV网之间增加了2条联络线,原来单纯靠220kV顺遂双回输送电能的现状得到改善,大大缓解了顺遂双回和北遂(北寺—李遂)双回的压力,而且在很大程度上也降低了北京网与外网(三河电厂、蓟县)联络的潮流,增强了联络的可靠性以及外网与北京网的互送能力;另外,原来顺义2台800MVA主变各只带20%左右的负荷,现在可以使顺义主变负载率达到45%左右,提高了顺义主变的利用率,同时降低了昌平、安定变压器的负载,从而使得潮流分布更加合理,运行更加经济。高丽营站投运对顺义—李遂—北寺地区潮流分布的影响见表1。(2)220kV昌清(昌平—清河)双回线在负荷高峰期一直接近满负荷运行,负荷率接近95.83%,这是今年电网中存在的隐患,而且由于清河地区负荷持续上升,这一情况将变得愈加严重。高丽营站投运之后,昌清线负荷率降到82.3%,提高了系统运行的稳定性。负荷变化见表2。由表2可见昌清线负荷有所减少,但是,昌清双回线仍有82.3%的负荷率,为此可借助高丽营站进一步采取调整方案进行潮流平衡,以进一步减轻昌清双回线的负荷。通过电压分析发现,昌平和清河220kV电压普遍偏高,而顺义和高丽营以及石景山热电厂电压偏低,在一定程度上影响了这一地区的潮流分布。为此,采取先进行电压调整,再进行模拟计算的方法进行模拟电压计算,通过调节变压器分头、调整发电厂无功出力、投切电容器等方法进行比较,结论如表3所示。通过表3中的潮流变化可以看出,如果对昌平、清河、孙河、高丽营和顺义的无功出力进行调整,可以对昌清线的负荷产生一定影响,实际计算有功负荷降到736.5MW,电流降至905A,昌清单回负载率降至75.4%,大大提高了昌清线的稳定运行和反事故能力。3反事故能力分析高丽营站投运后,大大提高了相关变电站和输电线路的反事故能力,增强了系统发生事故时的暂态稳定性,从而在很大程度上提高了可靠性,以下将分别对相关厂站的事故潮流进行分析。(1)安定站变压器全停前后相关线路负荷kV顺遂单回线负荷在930A左右,如果发生安定变压器全停事故,必将造成顺遂双回及相关线路过负荷。以下通过模拟安定变压器全停事故分析高丽营站投运前后线路过负荷情况及采取的有效措施。安定站变压器全停后,高丽营站投运前后相关线路负荷情况见表4。由表4看出,在高丽营站投运之前,一旦安定发生主变全停事故,将造成顺遂、北遂、老北双回线严重过负荷;高丽营站投运后情况有所好转,顺遂线负荷下降,北遂双回满负荷运行。(2)投运前后相关线路负荷情况的对比A左右,一旦出现昌平主变全停事故,系统中将产生很大的潮流转移,为此进行高丽营站投运前后事故情况下此地区相关线路负荷情况的比较。昌平主变全停后,高丽营站投运前后相关线路负荷情况见表5所示。由表5看出,假如出现昌平主变全停事故,顺遂、北遂、孙北、石八多条线路将过负荷、满负荷运行,这对于系统安全不利,特别是一直比较薄弱的八里庄地区更是雪上加霜。在高丽营站投运后这种现象会有明显好转,各条线路中,除顺遂双回满负荷外,其余线路都运行在额定负荷以下。4短路容量测定北京500kV网目前采用环网运行,220kV网在南苑—老君堂之间开环运行,各站短路容量基本满足。在高丽营220kV站以及顺高、高孙双回投运后,顺义—高丽营—孙河—北寺—李遂—顺义呈环网运行,这个小环网的形成将对系统短路容量产生影响,各相关变电站短路容量升高,但尚未超出允许范围,无需从电网运行方式上进行专门调整。5线条损伤分析5.1干扰结果表明，高丽营站投运前后线损及网损见表6。5.2高丽营站投运前后相关线路损耗的比较线损率是电网运行的动态指标,其大小取决于电网结构、技术状况、运行方式、电压水平以及功率因数等多方面原因,它不仅反映电网的运行管理水平,也可以验证电网规划和建设的合理性。高丽营站以及北京网东北部的建设发展,从网损的角度来看是经济合理的。(1)线损从理论上讲与元件电阻及通过电流有直接关系。一直以来各电网都在积极采用各种方法来降低线损以提高电网的经济运行水平。传统的降损方法主要有电网升压改造、更换和加大导线截面、增加无功就地补偿等方法,在电网发展的初期阶段,这些方法都发挥了很好的降损作用。但是,随着北京电网的迅速发展,目前传统方法显然已经不能满足经济运行的要求,降损效果也越来越不明显。因此为了进一步降低线损,必须在经济调度上下功夫。在负荷不变的前提下,减小网内电流是一项复杂的系统工程。表6通过对高丽营站投运前后相关线路损耗的比较,可以看出,除清孙线线损增大以外,其余各条线路线损都有明显下降,220kV、500kV总网损也都有不同程度的下降,这充分说明,合理的电网结构不仅对于电网稳定运行有利,而且还能显著地降低网损,提高经济效益。(2)高丽营站的投运,使系统潮流分布趋于合理,减少了电能在电网中的输送环节,在总负荷不变的情况下,降低总的损耗。此外,由于潮流分布的合理变化,系统无功传输也有不同程度的改变,使不同枢纽站的电压水平也有所提高。这样,靠合理的电网结构改变潮流分布与传统的单纯靠调节无功补偿来降低线损达成一致,共同降低了电网损耗。(3)高丽营站的投运一定程度上缓解了昌清双回线负荷过重的压力。前文的潮流计算表明,昌清线降低的负荷主要由顺义—高丽营—孙河—清河来负担,清孙双回负荷增加,线损增加。但是,由于增加了顺义—高丽营—孙河的潮流下泻通道,从而改变了500kV网的潮流分布,最终降低了500kV全网的损耗。(4)综上分析,将来电网的发展与建设,应该在考虑供电环境的同时,充分考虑线损的问题。在今后的调度运行和方式制定时,应该在安全运行的情况下,着重分析线损状况,综合考虑系统可靠性和经济性的动