110kV电网运行方式优化分析

110kV电网运行方式优化分析

包翔

（国网宁夏电力公司宁东供电公司宁夏银川750000）

摘要：随着电网的快速发展，电网复杂程度越来越高，其安全稳定运行问题也越来越重要。尤其是《电力安全事故应急处置和调查处理条例》于2011年9月1日施行，社会各界对大面积停电和供电可靠性的关注度提高，采取措施防止事故范围扩大显得尤其重要。针对某110kV电网在枯汛交替时节，电源出力持续减少，用电负荷迅猛增长的极端状况下，110kV联络断面存在超稳定极限运行现象，通过对系统来水及发供电平衡分析、稳定计算、事故事件分析，对110kV片区电网运行方式优化进行了探讨。随着经济社会的发展，人们对电力需求不断增加，国家大力建设电力工程。然而随着电网的规模不断扩大，电网的智能化水平也随之不断提高，这对电网运行管理提出了新的挑战。传统的电网运行管理模式已经不适应当下电网的发展需求。因此，电力企业必须满足当下电网运行要求，对电网进行综合管理，从而更好地适应当下电网的运行要求。

关键词：110kV；电网运行；方式；优化；分析

1导言

合理的电网结构是电力系统安全稳定运行的基础。在电网规划设计阶段，应当统筹考虑，合理布局。电网运行方式安排也要注重电网结构的合理性。受电网投资限制、基建进度等因素的影响，局部电网发展建设可能滞后于用电负荷的增长，导致电网结构无法满足负荷供应的需要。另外，为满足电网基建过渡、大修技改、缺陷处理等要求，部分发输变电设备需停运，大部分时间电网都不处于“全接线”运行方式，存在供电能力下降、供电可靠性降低等风险。

2电网运行方式综合管理的必要性

电网运行环境比较复杂，在运行过程中，容易受到自身设计缺陷、自然因素以及人为因素的影响，从而导致电力故障的发生。因此，为了确保电网安全运行，必须加强电网运行的管理。

2.1确保电网安全、可靠运行

为了满足人们对电力的需求，近年来国家大力建设电网工程，中国电网规模位居世界第一。随着电网规模不断扩大，覆盖面积越来越广，电网运行管理要求不断提高。由于中国电网运行比较恶劣，大部分电网直接裸露在户外，很容易受到雷击、雨雪和大风的侵袭，电力设备出现绝缘体破裂或者接触点松动，从而直接威胁到电网的安全运行。所以，必须加强对电网运行方式的综合管理，才能确保电网在一个比较安全的环境下运行。

2.2降低电网运行成本

随着电力体制改革，电网直接面向市场化，电力企业之间的竞争也越来越激烈，电力企业如何在激烈的电力市场抢占一席之地是很多电力企业所要思考的问题。电力企业需要通过降低电网运行成本，才能够提高自身的竞争力。随着智能电网的发展，很多智能变电站开始实现无人值守和少人值守，这一定程度上降低了电力企业的人力成本。然而智能变电站建设过程中，需要使用大量的智能设备，这些智能设备造价比较高，所以电力企业一次性投入成本比较大。如何平衡变电站投入与后期运营成本之间的关系，需要电力企业严谨的计算并进行对比分析，才能制定一套符合企业实际情况的建设运营管理方案。

3不同运行方式可行性

针对可行的五种运行方式，分别从当前、同期及未来预测三方面看发供电平衡情况、不同方式下电网的网损率及潮流分布、电压越限情况、供电距离及存在的事故事件风险等级方面来综合研究。片区电站当前出力较历史同期偏少，且考虑本地区季节特点和历史同期的出力特性，随后预测的出力将仅有装机利用率的30%左右，片区供电压力将进一步加大，且硅厂的不间断生产，加剧了电压越下限的状况。

4方式优化后的可靠性分析

110kV电网运行方式优化后，系统的潮流分布必然发生改变，系统的电压水平、局部无功负荷平衡、功率因数、阻抗及短路电流等随之变化，继电保护定值需要重新核算.

4.1110kV联络线潮流计算

潮流分析主要考虑自武Ⅰ、Ⅱ回，自轧Ⅰ、Ⅱ回，自冶Ⅱ、Ⅲ回6条联络线在网络优化运行前、后潮流的变化。电网的结构和参数由电力网络中各支路的特性来描述.支路特性包括支路两端的节点号、正序阻抗和电纳、零序电抗和电纳、变压器变比等。在解修正方程时，自备电厂、冶金变、某变、轧钢变等节点电压初值均为110kV。在潮流计算工作中采用了计算机手段进行数值计算.

4.2110kV系统短路故障时电压凹陷的分析

某110kV系统环网运行时的短路容量较大，发生短路故障的瞬间，电压经常降至103kV以下，电压波动幅度大，影响范围广，造成较多生产厂因低压脱扣动作而失电停产。110kV电网优化为武轧网和冶金网之后，因冶金变220kV受电花冶线和某变220kV受电花武线均来自某电力公司的花山变电站，冶金网和武轧网通过省网在电气上仍有联系，故必须验证在此方式下，110kV系统某点发生短路故障时电压凹陷情况，以检验电压的波动幅度。

基于电力系统综合分析软件（PSASP），计算了某电网系统在各种短路故障下的电压凹陷情况，结果如下：冶金变电站110kV母线发生三相短路时（短路点K1），武轧网络某变电站110kV母线电压下降为110.5kV，跌幅为3.9%，自武联络线和自轧联络线最大负荷电流为400A。某网络某变电站110kV母线发生三相短路时（短路点K2），冶金变电站110kV母线电压下降为109.6kV，跌幅为4.78%，自冶联络线最大负荷电流为460A。由此可见，冶金网或武轧网短路故障时，110kV电压变化和联络线负荷电流均在正常波动范围之内，某110kV电网内发生的故障也验证了计算结果。

4.3继电保护的核算

110kV电网运行方式优化后，系统的零序阻抗、线路参数等有所变化，必须对系统的继电保护重新核算。在整定计算工作中，先在计算机中建立110kV电网的计算模型，采用计算机手段进行数值计算。整定计算运行方式以110kV电网优化运行后的正常运行方式为主，综合考虑了某电网大系统电源和某自备电厂及内部所有的小机组。小方式按某电网系统小方式并且自备电厂两台机组停运考虑，大方式按湖北电网系统大方式并且自备电厂两台机组上网运行考虑。主变压器中性点接地方式以正常运行方式为主，在变压器检修时，保证整个110kV系统中性点数目不变的基础上，决定各110kV变电站主变中性点地刀的投切。另外，对110kV联络线CT变比发生变化的线路，相应地对线路保护、母差保护、测量回路等进行了调整。

5结论

通过对上述的内容进行分析研究之后可以得出，总而言之某110kV电网运行方式优化后，经过几年的运行，不断完善，目前的电网运行方式可以满足武钢的生产要求。首先在冶金网故障时，相互之间影响比较小，能够有效地减少事故影响的范围，避免电网大范围的电压波动而影响生产。其次110kV系统内的潮流分布在受控范围内，110kV母线环流变化不大，能够满足生产需求和降低网损的要求。最后110kV系统的短路电流有所降低，断路器的遮断容量均能满足系统在发生短路事故时可靠切断短路电流的要求。

参考文献：

[1]江伟.面向110kV电网经济运行的在线网络重构方法及其应用[A].中国电力科学研究院.2017智能电网信息化建设研讨会论文集[C].中国电力科学研究院：中国电子信息产业集团有限公司第六研究所，2017：5.

[2]张振，李黄强，蒋蓉，潘兰兰，胡为民.含双回线路并列运行的110kV电网继电保护整定计算方案探讨[J].湖北电力，2015，39（04）.

[3]王素英，刘华干.110kV电网运行方式及断路器失灵保护配置研究[J].中国高新技术企业，2014（18）.

[4]袁海菊，陈雷.小系统接入110KV电网并网运行的稳定控制[J].青海石油，2013，31（03）.

[5]石广玉.110kV电网两种接地方式在防雷运行方面的探讨[J].技术与市场，2013，20（06）.

[6]房雪雷，徐国东，朱宁.分布式电源对110kV电网运行方式影响的案例分析[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2013，18（01）.