摘要：福建与华东联网后对进一步提高福建电网水电的利用容量，特别是对提高福建电网供电可靠性和系统抗扰动能力意义重大，但同时也对华东、浙江、福建电网造成较大的影响。通过系统潮流分析、暂态稳定分析，研究了福建与华东联网工程实施后对浙江电网的影响，指出存在的问题，并提出相应的建议。
关键词：联网 电网潮流 电网稳定
0 引言
福建与华东联网工程是国家电力公司2001年实施的全国联网重点项目之一，该工程对改善福建电网后石电厂投资初期的安全稳定运行作用显著，并对进一步提高福建电网水电的利用容量，特别是对提高福建电网供电可靠性和系统抗扰动能力意义重大。
华东与福建电网联网点选择在浙江金华双龙变与福建福州的福州北变电所，通过长366 km的单回500 kV交流线路连接，联络线两侧各配有一组高抗。同时配套建设福州北至水口电厂间的单回500 kV线路，长67 km。在2001年联网线路投产初期，福州北为开关站运行，2002年底浙江和福建500 kV电网接线见图1。
本文以2002年夏季华东、福建电网接线为基础，通过系统潮流分析、暂态稳定分析，研究了福建与华东联网工程实施后对浙江电网影响及可能存在的问题。
1 华东电网、福建电网和浙江电网简况
1．1 华东电网简况
截止到2000年底，华东电网统调装机容量为47160 MW，其中装机容量为42790 MW，水电为4070 MW，核电为300 MW。全网500 kV厂站23座，交流输电线路40条，总长度为3979 km。500kV变压器30台（不包括机组升压变），总容量为2045万kVA，另有±500 kV直流输电系统的换流变容量为2×687 MVA。220 kV变电站305座，变压器524台，总容量为6876．6万kVA，线路697条，总长度为19865．2 km。已形成500 kV／220 kV电网为主干的网架结构，220 kV省际联络已全部开断运行。已实现华东电网通过葛南直流与华中电网的联网，山西阳城电厂通过阳城－东明－三堡500 kV输变电工程向江苏电网送电。
1．2 浙江电网简况
截止到2000年底，浙江电网省调口径规模为：全系统装机容量为9560 MW（不包括华东直调的新安江、富春江水电厂和天荒坪抽水蓄能电厂），其中火电8390 MW，核电300 MW，水电870MW。220 kV线路163回，总长度5740．13 km（不包括省际联络线）；500 kV线路12回，总长度1231．73 km（省际联络线仅统计浙江段）；220 kV变电所65座，主变114台，总容量15266．5 MVA；500 kV变电所3座，主变7台，总容量5000 MVA（未包括北仑电厂联变500 MVA）。
目前浙江电网已经建立起稳定的第二道防线，基本解决了220 kV线路及母线正常方式下的三相短路稳定问题。但是，浙江电网500 kV、220 kV仍为电磁环网运行；500 kV瓶窑变、兰亭变220kV母线的分裂运行（因短路电流超标）；春节期间的高电压问题和温州等局部电网的低电压问题；台州、温州电厂停母差时的电压崩溃问题和兰亭220kV母线检修及停母差时的暂态稳定问题等等，这些问题都给浙江电网的安全稳定运行带来了隐患。
1．3 福建电网简况
福建电网截止到2000年底水火电总装机容量约10726 MW，其中水电5133．6 MW，火电装机
5576 MW。全网水电装机容量中，具有年调节以上性能的约520 MW，较好季调节性能的约379 MW，水口水电厂1400 MW装机属于不完全季调节容量，其余水电均为径流或日调节开发的水电。福建地方小水电、小火电装机较多，全省2001年最大计算负荷仅约为4500 MW。负荷中心在沿海的厦门、泉州、福州和漳州地区，而西部山区水电丰富，负荷很小。
负荷中心的泉州和厦门地区由于大电厂少，故障后缺乏足够的电压支撑，运行中可能存在电压稳定性问题。2000年底福建全省220 kV线路94条，220 kV变电站38座，在沿海负荷中心地区比较密集，西部地区很少。220 kV与500 kV在厦门与泉州、泉州与莆田、莆田与水口间均与500 kV电网形成电磁环网，制约了500 kV线路输电能力的发挥，尤其是厦门与泉州间两回220 kV线路与两回500 kV线路并列运行，500 kV线路故障情况下容易造成220 kV线路过载。
可以看出，福建电网500 kV电网比较薄弱，大机组小电网的矛盾比较突出。水电装机虽然很大，但调节性能好的水电容量并不多。
2．1 潮流分析
潮流分析中浙江电网网架考虑了2002年上半年投产的500 kV宁波输变电工程和王店输变电工程，尖峰负荷采用2002年夏季的用电水平，即考虑浙江全省统调负荷约为11500 MW左右，另外还校核了平均高峰、腰荷、低谷、水电大发及春节方式等几种潮流情况，其中春节方式考虑福建、华东有功互不相送的情况，其它每种潮流均考虑福建送华东750 MW和华东送福建550 MW两种情况。
从潮流计算的情况来看，福建和华东电网联网后，正常情况下的潮流还是比较均衡，基本上没有什么重过载设备。值得注意的主要有以下几点：
（1）福建向华东送电较多时，兰亭至瓶窑500kV及220 kV线路潮流增加较多，值得引起注意。500 kV主变中兰亭、双龙主变负荷加重，而瓶窑变负荷则降低，其中兰亭2号主变负荷已接近稳定限额，此时如宁绍网内电厂出力不足，则兰亭2号主变负荷将超稳定限额。
（2）华东向福建送电较多时，浙江电网220 kV南北主要线路负担有所加重。500 kV主变中兰亭、双龙主变负荷减轻，而瓶窑变负荷明显加重，尖峰时瓶窑2、3主变和功率达1046 MW，已超稳定限额。
（3）水电大发时如福建向华东送入部分无功，则我省南部电网电压质量影响更大，大部分厂站220 kV母线电压将超过240 kV。
2．2 线路设备检修的影响
（1）兰双5407、兰双5408一线检修时，在未联网时浙江电网南北主要通道就受较多的限制，此时如华东继续向福建送电，在最严重情况下发生500kV兰双另一回运行线路跳闸时，220 kV南北主要联络线有被烧断进而发生其它南北通道连锁反应的可能，故在安排该两线检修时华东不宜向福建送电。与此类似，在安排220 kV南北主要联络线检修时，也应根据其它运行的南北通道的潮流情况，适当降低华东送福建的限额。
（2）兰窑5402、兰窑5404一线检修时，500 kV兰窑另一回运行线路成为福建向华东送负荷的主要瓶颈，此时福建送华东的能力与北仑电厂的出力密切相关，如北仑电厂的开机较少，福建仍可以向华东输入部分电力；如北仑电厂出力基本开足，则福建不宜向华东送电。与此类似，在安排杭州至绍兴的主要联络线路检修时，也应合理安排北仑电厂的开机方式和福建送华东电力的限额。
（3）瓶窑主变或瓶乔5411线检修时，瓶窑运行主变的控制限额成为华东送福建的主要制约因素，应根据瓶窑运行主变的潮流情况适当降低华东送福建电力的限额。
2．3 春节期间高电压分析
春节期间的高电压问题是浙江220 kV主网电压控制方面面临的主要难题。由于春节期间全省负荷从7000～8000 MW水平下降到2000 MW水平（2001年春节期间最低负荷仅1823 MW），220 kV电网输电线路极度轻载，线路充电功率大量过剩，导致全省电网出现普遍的高电压，部分厂站母线电压最高可达245～250 kV左右。福建全省统调负荷在春节期间最低时也仅为1500～2000 MW左右，同样存在较严重的高电压的问题。为降低春节期间的电压水平，浙江、福建均采用了发电机进相、停用轻载长线路等措施。 通过计算春节期间的潮流情况，可以看出华东与福建联网之后，由于联络线距离长，负荷轻，同时两地的电网都极度轻载，即使福建采用机组进相并控制好负荷力率（0．95以下），联络线仍有可能向浙江电网涌入大量无功，导致浙江电网的电压进一步上升，对电网设备造成威胁。
由于浙江、福建均存在春节期间的高电压问题，所以两省在国调中心的讨论会中都提出希望近几年春节期间将500 kV华东、福建联络线停役，以减轻两省电网高电压的压力，国调中心也已表示了原则同意。故近几年仍可将停500 kV长线路作为春节期间限制高电压的措施之一。但从长远来看，应考虑其它的措施，增加运行人员的调压手段，来切实解决高电压问题，如增装电抗、加强电厂尤其是南部小水电的进相工作等。在无功管理上也应加大力度，进一步加强地区局的力率考核。
3 稳定分析
3．1 稳定校核计算条件
稳定比较分析以2001年底浙江电网接线为目标网络，未考虑500 kV王店变、宁波变的投产。稳定计算分析由台温电网片稳定计算，镇海、浙北电网片稳定计算和水电校核计算等几个部分组成，在台温电网片、镇海、浙北电网片稳定计算时采用的基本潮流是浙江电网的腰荷潮流方式，负荷水平在7200 MW左右，在水电校核稳定计算时所采用的基本潮流是浙江电网汛期的平均高峰潮流方式，负荷水平7600 MW左右。根据稳定分析研究的区域不同，浙江电网的机组开机方式有所不同，一般原则就是在稳定研究区域内的电厂机组为大开机方式。福建联网后的稳定分析所采用的基本潮流是在上述3种潮流的基础上，分别按联络线有功华东送福建550 MW、福建送华东750 MW和有功交换很小3种方式调制而成。 3．2 稳定比较分析与结论
通过稳定计算分析比较分析，可以得出华东与福建电网联网前后的浙江电网稳定水平的变化情况。
台州、温州片电网的稳定问题仍集中在台州电厂母线及其送出线路，联网前后稳定水平变化甚小，总体上略有好转。若台州电厂出口线路、母线快速保护投运，则稳定水平比联网前略微偏好；若台州电厂母差保护停用，则稳定水平比联网前略有改善，一般可少压台州电厂出力10～20 MW左右；温州电厂的稳定水平虽略微偏差，但未对该片系统稳定造成很大的影响。
镇海、兰亭片电网的稳定问题则集中在镇海电厂、兰亭变220 kV母线，联网前后稳定水平有所变化。在联络线有功交换为零（或很小）方式下，虽然兰亭变220 kV母线电压明显比联网前高一些，镇海电厂发电功率因数（滞相）也比联网前稍高，而稳定水平与联网前持平；在联络线有功交换较大的方式下，兰亭变500 kV电压稍有下降，但镇海电厂为了维持其220 kV母线电压，其发电功率因数（滞相）有所下调，因而稳定水平有所改善。联网后兰亭变220 kV系统稳定水平改善较多；若母线差动保护投运，其稳定水平比联网前稍微偏好，稳定性较好者为联络线有功福建送华东方式，其次为联络线有功交换很小方式，最次为联络线有功华东送福建方式；若母线差动保护停用，稳定水平有较大改善，大致可少压镇海电厂出力80～100 MW左右。总的来说，与福建联网后，镇海电厂出口、兰亭变220 kV系统的稳定水平将趋好。
浙北片电网在华东与福建联网后，由于基本潮流中浙北片的电压水平比联网前略高，或者说，为了维持同样的电压水平，联网后的秦山、嘉兴电厂发电功率因数（滞相）比联网前略高，故稳定计算结果表明，该片稳定水平总体上较联网前略微下降。为了防止联网后电压高力率运行引起系统稳定水平下降，建议秦山核电厂的发电功率因数小于0．97（滞相）。
与福建联网后，不同的联络线潮流方式对金衢丽片的稳定水平有一定影响。对于线路检修，联网后福建送华东方式稳定水平比联网前略微下降，其他方式下的稳定水平基本与联网前持平，或略微偏好；对于厂站母差方式，总体上联网后对该区域的稳定水平略有提高，在福建送华东方式下的稳定水平略微偏差，在其它联络线潮流方式下系统稳定水平略微偏好，但均没有对系统稳定造成实质性影响。
4 结语
综合以上华东电网和福建电网联网前后的潮流及稳定计算分析，可以得出如下结论：
（1）华东电网和福建电网联网对浙江电网的稳定水平影响不大，暂态稳定限额基本保持不变。
（2）华东电网和福建电网联网后导致部分500kV线路的潮流加重，使浙江电网500 kV和220 kV电磁环网的问题进一步突出，加重了两级电网之间的互相影响和互相制约，一方面网调和省调在一些方式的安排上要进一步加强沟通，相互协调；另一方面，浙江电网应加快分层分区的实施步伐。
（3）福建向华东送电时，500 kV兰亭变、双龙变主变负荷有所加重，尤其兰亭变主变可能接近或超过稳定限额，同时兰亭至瓶窑之间的潮流也明显增加，在这些设备检修时，应对福建的送入潮流有所限制，尤其是兰亭至瓶窑的500 kV线路检修时，如北仑出力较大，则福建不宜向华东送入电力。
（4）华东向福建送电时，500 kV瓶窑变2、3号主变可能超稳定限额，同时兰亭至双龙之间的潮流也明显增加，在这些设备检修时，应对华东送入福建的负荷有所限制，尤其是兰亭至双龙的500 kV线路检修时，华东不宜向福建送入电力．
（5）华东电网和福建电网联网后，浙江南部电网在春节和汛期的高电压情况会更加严峻，同时电压波动的情况也可能加剧。对于春节期间的高电压问题，近期可以采用停华东、福建联络线及其他一些500 kV线路等措施，远期则要靠增装电抗、加强电厂尤其是南部小水电的进相工作，加强地区局力率考核等措施解决。
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