本次报告研究重点
1、结合北京及华北电网规划设计最新的主要成果,以及国网公司领导向北京市领导汇报材料的精神,重点研究如何从规划入手构建坚强的城市电网,避免500kV变电站全停事故,以及一旦发生500kV变电站全停后,如何将损失负荷降到最低,500kV电网与220kV电网之间如何衔接、220kV电网分区供电方案,落实和完善汇报材料推荐的方案。
2、通过短路电流、潮流分布、电网安全稳定计算分析,重点研究2010年方案的可行性与问题,并进行优化调整。
3、严重故障情况下2010年北京电网的安全性评价。
4、北京电网“十一五”期间的主要建设项目及其投资估算 。
报告主要内容介绍
1、北京电网规划的总体目标与原则
首都电网总体发展目标:借鉴世界著名城市电网发展经验,建成“网络坚强、结构合理、运行灵活、设备先进、安全可靠”的世界一流城市电网,为首都城市建设、经济社会发展和居民生活水平提高提供坚强的电力保障。 北京电网规划原则:
(1)供电可靠性;鉴于首都电网供电的重要性,500kV电网严重故障情况下,应该按照《电力系统安全稳定导则》的要求,采取相应措施,确保首都电网的安全稳定运行;向市区供电的220kV变电站应至少有两个不同方向的电源,当失去任何一个方向电源时,另一方向电源能够保证重要负荷供电。 (2)容载比;城市电网中的各级电压变电容量的容载比,应争取按《城市电力网规划设计导则》规定的上限进行安排,即220kV电网按1.9及以上考虑安排,110kV电网按2.1及以上考虑安排。
(3)城市电网结构;北京500kV电网远景年基本形成500kV双环网作为主干网架,但是为限制500kV短路电流,环网上的部分线路需要保持为单回500kV线路或考虑环网上的某个500kV枢纽变电站500kV母线分列运行的可能性,外部电源分散接入环网上的各个500kV枢纽变电站;
(4)变电站标准形式及主接线:新建500kV环网上的500kV枢纽变电站220kV主接线应考虑分列运行的可能;新建500kV负荷变电站应该考虑500kV母线和220kV母线分列运行的可能性;
(5)无功补偿和电压调整:电网无功补偿应按分层分区和就地平衡的原则配置,采用用户端分散就地补偿与地区变电站集中补偿相结合的方式,以利于降低电网损耗和有效地控制电压质量。为保持电网安全稳定运行、防止电压崩溃,220kV及以上电网必要时可考虑配置静止无功补偿器。在新建市区110kV及以上电压等级的变电站均应根据设计计算考虑配置适当容量的并联电容器。
(6)短路容量:500kV变电站的500kV母线短路电流水平应控制在63kA以下,新建的500kV母线短路容量按63kA设计;220kV母线短路电流水平应控制在50kA以下;110kV短路水平限制在25kA;10kV短路水平限制在16kA。
(7)线路走廊;从500kV变电站向市区供电的220kV输电线路应尽可能采用大截面导线,在有限的线路走廊中应尽可能采用同杆并架线路,条件具备时可考虑使用耐热导线。对于已有小截面输电线路发热输送容量不能满足要求时,条件允许时可考虑更换为同截面耐热导线,以利用原有杆塔。远景在市区将更多地采用电缆线路
2、北京电网的现状
(1)电源
北京地区统调电厂装机容量4279MW,北京地区10kV及以上用户自备电厂装机容量383MW。
(2)变电站
500kV变电站4座,运行容量10056MVA,容载比为1.5; 220kV变电站39座,运行容量16010MVA,容载比为1.95;110kV变电站189座,运行容量17313.4MVA,容载比为2.18。
(3)线路
北京电网共有35kV及以上线路共有700条,7001.86km;500kV架空线路19条,总长度1005.3km; 220kV架空线路115条,总长度1445.2km;220kV电缆线路35条,总长度为85.198km;110kV架空线路347条,总长度为2673.8km;110kV电缆线路287条,总长度为399.174km;
3、电力需求预测分析
2004年全社会用电量452.54亿kWh,较上年增长9.1%;地区最大供电负荷9397MW,较上年增长14.28%。根据对现状负荷的调查分析和北京市规划情况的研究,通过全社会用电量法、平均增长率法、分区负荷预测法和人均拥有量法,可以得出北京地区负荷在2006~2020的总体情况。2010年北京最大负荷达到约14350~16214MW,2020年北京最大负荷约25545~29036MW。
4、2010年北京电网规划
2010年,北京500kV网架形成由昌平-顺义-通州-安定-房山-门头沟-昌平6个变电站组成的500kV环网,考虑外部电源分散接入环网上的500kV变电站。城北、海淀、城南、朝阳4个500kV变电站作为负荷变电站,不考虑电源接入,北京500kV电网共计变电容量25206MVA。
北京500kV环网中的500kV枢纽变电站2010年考虑接受外送电力如下:西部的昌平、门头沟、房山主要考虑接受张家口及山西北部外送电力(沙岭子-昌平二回、大同二厂-房山三回),东部的安定主要考虑接受托克托电厂的外送电力(托克托-浑源-安定二回),顺义接受蒙西外送电力(万全-顺义三回)。
城北、海淀、城南、朝阳4个500kV变电站均为负荷站,考虑最终规模2台1200MVA的主变,500kV进线2回分别来自两个不同的500kV枢纽站,220kV出线规模按12回考虑。500kV负荷站的接线方式采用城北模式或城南模式均不影响220kV电网的分区,只是500kV负荷站的电源方向不同。北京的500kV负荷变电站接线如果采用城北模式,可以满足500kV网络N-1的要求和220kV线路N-2的要求,如果考虑到北京1个500kV枢纽变电站所有出线全部失去,500kV负荷变电站采用城南模式接线较城北模式接线负荷损失较小,在本次的北京电网滚动规划中,城北、朝阳采用城北模式接线,城南和海淀变电站采用城南模式接线,朝阳变电站虽然采用城北模式接线,但是和其他供电分区形成了供电区域,并非和城北模式完全相同。
为了限制短路电流,到2010年北京将初步实现分区供电,形成以相邻的500kV变电站的220kV母线为供电中心的双环网结构。2010年将分为昌平-城北、城北-顺义-朝阳、顺义-通州-朝阳、通州-安定、安定-城南、城南-房山、房山-门头沟、门头沟-海淀、海淀-昌平等9个分区供电。
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