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1、-1-,特高压投产后华北电网运行特性分析,华北电网有限公司电力调度通信中心 二00八年十一月,-2-,特高压交流试验示范工程概况 特高压投产初期互联电网主要特性 特高压投产的主要调试项目 特高压投产后华北电网面临的任务,-3-,前 言,国家电网公司党组于2004年提出了构建特高压电网的发展目标。 特高压电网相比500千伏电网： 输电能力为500千伏的4倍以上， 产生的容性无功也约为500千伏的4.4倍以上， 1000千伏特高压输电线路单位长度的功率损耗约为500千伏超高压输电的1/16左右。,-4-,前 言,1000千伏长治-南阳-荆门特高压交流试验示范工程计划于2008年底投产，国家电网公司
2、高度重视此项工程，成立了以刘振亚总经理为主任的启动验收委员会。,-5-,一、特高压交流试验示范工程概况,特高压交流试验示范工程属于网对网送电工程，包括三站两线，北起山西长治，途经河南南阳开关站，南至湖北荆门，全长639公里，通过单回1000千伏特高压线路连接华北、华中两个区域电网，线路型号为LGJ-8*500。,长治变,-6-,1000,kV,晋长治,110,kV,500,kV,豫南阳,鄂荆门,1000,kV,110,kV,500,kV,358.6,公里,/,水平排列,281.3,公里,/,三角排列,3000,/,3000,/,1000,兆伏安,948,兆乏,711,兆乏,603,兆乏,4X2
3、10兆乏,2X240兆乏,4X210兆乏,2X240兆乏,感性补偿度88,感性补偿度85,一、特高压交流试验示范工程概况,-7-,-8-,一、特高压交流试验示范工程概况,国调中心拟计划 丰水期采用华中水电北送华北方式； 枯水期采用华北火电南送方式。,-9-,京津唐电网,山西电网,河北南网,山东电网,内蒙古电网,-10-,西电东送通道主要有： 内蒙古电网外送通道 托克托电厂外送通道 山西电网外送通道,西部纵向通道山西大同-运城间南北500千伏通道 中部纵向通道河北保北-辛安间的双回500千伏通道 第三纵河北辛安-黄骅以及京津唐姜家营-滨海500千伏通道,-11-,山西中南部电网已形成500千伏双
4、环网； 500千伏系统的电源点也相继投产； 2008年为配合特高压运行的电压要求，更换了侯村、运城各2台500千伏变压器。,京津唐网,山东电网,河北南网,山西电网,内蒙古电网,2009年华北电网结构变化,-13-,潮流特性 稳定特性 电压特性 联络线控制特性,二、特高压投产初期互联电网主要特性,-14-,装机容量：760万千瓦。 山西外送： 需求690万千瓦； 受大房双回线 热稳定限制极限600万千瓦,1、潮流特性,-15-,特高压华中送华北方式下，山西外送断面的潮流压力将进一步增大，大房双的热稳定水平将是限制华北电网电力消纳方式的主要因素。,-16-,特高压华北送华中方式下，山西北电南送通道
5、的潮流压力较重，特别是神忻双、忻侯双，潮流可能超过200万千瓦。,-17-,2.稳定特性 （1）特高压电网初期未达到一定强度，静稳极限相对不高，两侧500千伏电网故障容易引起互联电网失去同步。 特高压联网方式等效于4倍多距离的辛洹线联网静稳极限约为320万千瓦。,二、特高压投产初期互联电网主要特性,-18-,特高压线路输送功率较大时（预期在220-250万千瓦），两侧500千伏电网故障易引起特高压线路功率超过其静稳极限导致华北、华中电网失去同步，振荡中心在特高压南阳开关站。,二、特高压投产初期互联电网主要特性,南阳站最低电压达到0.2pu,-19-,特高压线路共配置4套常规解列装置和2套快速解
6、列装置，即在长南线、南荆线南阳侧各配置一套快速解列装置和一套常规解列装置，在长南线长治侧和南荆线荆门侧各配置一套常规解列装置，其中常规解列装置具有振荡、低频和低压解列功能。,二、特高压投产初期互联电网主要特性,-20-,国调中心目前确定的特高压安全策略是特高压互联系统发生N-2严重故障后，允许特高压线路解列运行，解列后华北、华中电网应各自保持稳定运行。,二、特高压投产初期互联电网主要特性,-21-,2.稳定特性 （2）特高压北送方式下华北网功率缺额超过100万千瓦易引起特高压解列，进一步加重华北网的功率缺额、系统频率进一步降低。 10套安稳制系统 18个N-2严重故障 华北电网安全自动装置策略
7、、定值均满足特高压联网要求。,二、特高压投产初期互联电网主要特性,可能产生100万千瓦功率缺额,-22-,例如特高压北送220万千瓦，山东外送电方式，内蒙外送通道丰万双回线掉闸后切除300万千瓦的机组，,3.5秒特高压线路解列，华北、华中各自保持稳定，华北最低频率49.34Hz。,7秒辛聊双（目前低频解列定值为49.4Hz）的低频解列装置动作，山东电网解列，华北主网频率最低48.83Hz，低频减载装置（第一轮动作定值49.25Hz）将动作。,已将辛聊线低频解列定值由49.4Hz下调到49.3Hz ，山东电网确定调整山东低频减载方案并于明年丰水期前调整到位，与华北全网统一，以增加华北电网应对大功
8、率缺额的能力，山东电网已做出具体工作计划和资金计划。 特高压联网方式下，山东受电能力不受影响。,-23-,2.稳定特性 （3）受端电网负荷中心N-1故障确定特高压输送能力 受限于华中网侧江陵站出口线路斗江线N-1故障，特高压南送方式稳定限额为220万千瓦。 受限于华北侧顺义站出口线路昌顺线N-1故障，特高压北送方式稳定限额为200万千瓦。,二、特高压投产初期互联电网主要特性,-24-,-25-,二、特高压投产初期互联电网主要特性,南阳最低电压0.42pu,特高压功率波动最大至300万千瓦,-26-,3.电压特性 （1）特高压系统对电压控制要求的特殊性 特高压系统1000千伏电压控制标准 a)设
9、备最高运行电压为1100kV； b) 1100kV-1150kV间，不超过20分钟； C）达到1150kV时，应采用自动装置在1分钟内跳开相应开关。,二、特高压投产初期互联电网主要特性,-27-,因此特别配置了稳态过电压控制装置，在任意一侧的1000千伏开关及1000千伏变压器500千伏侧开关跳开后联切整个特高压线路及特高压低压无功补偿装置。,二、特高压投产初期互联电网主要特性,-28-, 联络线功率波动引起的特高压及500千伏电压波动大。 特高压联网方式下，联络线功率波动30万千瓦，落点近区的500千伏变电站电压波动为6-12千伏左右，1000千伏电压波动为30-70千伏左右，特高压送电功率
10、越大，电压波动的幅度越大。,二、特高压投产初期互联电网主要特性,-29-,在240万千瓦功率以下其低容可以平衡特高压无功需求，特高压大功率时（240-280万千瓦）自身的无功容量补偿不足，要靠两侧500千伏系统支援无功才能保证特高压电压在控制范围内；另一方面特高压联络线正常功率波动产生的无功交换也需要两侧500千伏系统承担。,二、特高压投产初期互联电网主要特性,-30-, 特高压低压无功补偿设备的投切策略固定（每日投切次数有限制）并与联络线计划功率水平关联。,二、特高压投产初期互联电网主要特性,-31-,1000,kV,晋长治,110,kV,500,kV,豫南阳,鄂荆门,1000,kV,110
11、,kV,500,kV,358.6,公里,/,水平排列,281.3,公里,/,三角排列,3000,/,3000,/,1000,兆伏安,948,兆乏,711,兆乏,603,兆乏,0-900,900-1500,1500-1900,1900-2200,2200-2400,2400-2800,-32-,3.电压特性 （2）特高压的电压控制要求 根据目前研究的结论，特高压变压器9个档位的分头位置，仅有525千伏、538千伏两个档位的分头可以适用于初期运行的要求。,二、特高压投产初期互联电网主要特性,-33-,长治母线电压控制范围,500,510,520,530,540,550,低 功 率,522,512,
12、528,515,520,540,高 功 率,低 功 率,高 功 率,525千伏抽头,538千伏抽头,530,520,二、特高压投产初期互联电网主要特性,-34-,特高压调试期间的大负荷试验方式为提高静稳极限必须采用525抽头。 特高压正常运行期间推荐采用538抽头，以增加电压调整适应空间和可控性。,二、特高压投产初期互联电网主要特性,-35-,3.电压特性 （3）华北网电压调整的难点 长治站500千伏电压控制与功率反向。随着特高压计划送受电功率的增加，要相应提高长治站500千伏电压控制范围。 特别是在调试期间变压器525抽头下，仅在520-522千伏间的电压可以同时适应高功率与低功率的控制要求
13、。,二、特高压投产初期互联电网主要特性,-36-, 打破常规电压控制模式。目前华北电网500千伏系统调压采用按峰谷平逆调压的原则进行控制，特高压投产后，山西长治站及近区的500千伏厂站需要根据特高压计划功率调整电压。,二、特高压投产初期互联电网主要特性,-37-, 特高压大功率下调压要求高。 机端电压需升至1.03-1.04倍额定电压 目前发电厂机端电压正常运行均未超过1.02倍额定值。, 调整手段有限,另外需要同时退出近区3台500千伏母线高抗（漳山、潞城、榆开各一台150兆乏）,-38-,4.联络线控制特性 （1）特高压联络线控制要求严格。 减小和抑制有功波动是调整特高压联络线的首要任务，
14、考核规定要求控制特高压联络线功率波动小于30万千瓦。 辛洹线联网时仅要求考核联络线的ACE指标，并未对联络线功率提出具体控制要求。,二、特高压投产初期互联电网主要特性,-39-,根据统计，辛洹线功率波动范围较计划曲线超出30万千瓦的时间占总运行时间的5，最大偏差达到70万千瓦。,二、特高压投产初期互联电网主要特性,-40-,（2）特高压投产后新的联络线控制模式 特高压投产后，华北电网联络线控制模式将调整为特高压联络线控制责任分担，以各控制区控制为主，辅以紧急情况下的集中控制。,二、特高压投产初期互联电网主要特性,-41-,特高压工程启动调试工作分为三个阶段进行： 第一阶段 1000kV长治变电
15、站、荆门变电站500kV接入工程启动调试工作。 第二阶段 500kV王曲电厂/漳山电厂带长治站零起升压试验;500kV三峡左一电厂/襄樊电厂带荆门站零起升压试验。 第三阶段 长治、南阳、荆门站1000kV设备启动及联网带负荷调试试验。,三、特高压投产的主要调试项目,-42-,第一阶段 500千伏配套工程（华北侧） 为配合特高压的投产，山西落点长治站破入500千伏久安-晋城双回线，并新建长治-久安第三回线路。,三、特高压投产的主要调试项目,侯村,兴能,晋城,武电,河北南网,潞城,榆开,晋中,霍州,临汾,运城,久安,风陵渡,兆光,榆社厂,王曲,云顶山,河北南网,山西北网,辛安,阳泉,石北,漳山,-43-,-44-,-45-,第三阶段 1000千伏设备启动及带负荷试验 （1）投切1000千伏变压器、1000千伏线路；在特高压南阳站解、并列试验 。 （2）在特高压南阳站人工接地短路试验。 （3）特高压满负荷（有功功率280万千瓦）试验。,三、特高压投产的主要调试项目,-46-,1,全面贯彻特高压电网的战略部署。,四、特高压投产的华北电网面临的任务,2,特高压投产
