黃島電廠4號機停運影響分析及應(yīng)對措施

宋 豪,王渝青,王 超,徐 超

（青島供電公司，山東 青島 266002）

0 引言

隸屬于中國大唐集團(tuán)公司的黃島電廠4號機組由前蘇聯(lián)生產(chǎn)，于1990年11月投產(chǎn)，機組為225 MW氫冷發(fā)電機組，是我國與前蘇聯(lián)易貨貿(mào)易換回。經(jīng)過近20年的運行，機組設(shè)備性能下降，各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)逐漸變差，為了更好執(zhí)行國家節(jié)能減排政策，根據(jù)《國務(wù)院批準(zhǔn)發(fā)展改革委、能源辦加快關(guān)停小火電機組若干意見的通知》（國發(fā)［2007］2號）文件精神，按照大唐集團(tuán)部署，擬在2010年將黃島電廠4號機組關(guān)停。

青島地區(qū)黃島電網(wǎng)2009年最高負(fù)荷達(dá)525MW，近幾年黃島地區(qū)負(fù)荷以每年超過20%的速度遞增。今后幾年按較保守的年均15%的負(fù)荷增長速度考慮，黃島電網(wǎng)負(fù)荷在2010年突破600MW，2011年達(dá)到700MW，到2012年將達(dá)到800MW。黃島電網(wǎng)負(fù)荷全部由珠山、前灣、海河和黃島老廠供電，有黃島老廠、瑯珠線和上海（上程—海河）雙回三個電源點供電。按目前方式看、黃島電網(wǎng)在失去任一個電源點，只由其余兩個電源點供電時，可基本滿足2010年的需要，而很難滿足2011年以后的供電需求。

1 黃島電廠4號機停運對青島電網(wǎng)潮流分布影響

黃島電廠4號機組停運前后黃島電網(wǎng)潮流分布情況分別如表1所示，停運后潮流分布如圖1所示，功率為正表示功率由首端母線流向末端母線。

由計算結(jié)果可以看出，4號機停運對瑯琊—珠山線路潮流影響最大 （87.3 MW），其次為前灣—珠山線 （-85.4 MW）、黃島產(chǎn)廠—前灣線（-85.2 MW）和海河—黃島廠（70.5 MW），瑯琊—珠山線、珠山前灣線、前灣—黃島廠線輸送壓力進(jìn)一步增大。

表1 2010年黃島廠4號機停運前后支路潮流

圖1 2010年黃島電廠4號機停運后潮流圖

2 黃島廠4號機停運對青島電網(wǎng)N-1安全水平影響

對黃島廠4號機停運后青島管轄的220 kV線路開斷，以及黃島廠、青島廠機組開斷（黃島3號、5號，青島1號）進(jìn)行了分析，共計56個模擬開斷故障。線路過載判斷依據(jù)為電流限值，電壓越限判據(jù)為不低于0.9 pu且不高于1.1 pu。

2.1 220 kV線路開斷

青島轄區(qū)約73條220 kV線路，雙回線只需開斷其中一回，最終形成54個預(yù)想故障。經(jīng)過計算分析，有2條220 kV線路開斷后會造成其他線路過載，具體結(jié)果如表2所示，所有線路開斷不會造成母線電壓越限。

表2 黃島4號機停運后220 kV線路開斷越限情況

2.2 其它機組單一開斷

考慮黃島廠225 MW、660 MW機組，青島廠300MW機組單一開斷，共3個開斷故障。計算結(jié)果顯示，在黃島廠4號機組停運后，再開斷黃島廠單臺660 MW機組、單臺青島廠300 MW機組，不會導(dǎo)致母線電壓過低和線路過載。但再開斷黃島廠3號機組，會導(dǎo)致瑯琊-珠山線過載，詳細(xì)結(jié)果如表3所示。

表3 黃島4號機停后開斷單臺機組越限情況

總之，黃島廠4號機停運后，主要會導(dǎo)致瑯琊-珠山、黃島-前灣會因N-1開斷而過載，不會導(dǎo)致電壓越限問題。

3 黃島廠4號機停運對青島電網(wǎng)N-2安全水平影響

黃島廠4號機停運后，3號機再因檢修或故障停運，就會形成黃島電廠3號機和4號機同時停運的情況，此時如果系統(tǒng)再發(fā)生N-1開斷，可能發(fā)生更嚴(yán)重的過載。3號機和4號機同時停運后黃島電網(wǎng)主要線路潮流圖如圖2所示。

圖2 2010年黃島廠3號機和4號機停運后潮流圖

黃島廠3號和4號同時停運時，瑯琊—珠山線、黃島廠—前灣線負(fù)載明顯加重，瑯珠線過載約13%。在此詳細(xì)分析了在黃島3號、4號機組同時停運后再發(fā)生N-1開斷后的青島電網(wǎng)安全情況。由于3號、4號同時停運會導(dǎo)致瑯琊—珠山過載13%左右，在此僅列出導(dǎo)致瑯珠線過載明顯加重和新出現(xiàn)的過載情況。

3.1 500 kV線路N-1開斷

雙機停運后500 kV線路開斷會使瑯珠線過載稍有增加，詳細(xì)情況如表4所示。

表4 黃島3號、4號機組停運后500 kV線路N-1開斷結(jié)果

總體而言，500 kV線路N-1開斷對瑯珠線過載程度影響不算太大。

3.2 220 kV線路N-1開斷

雙機停運后220 kV線路單回開斷對瑯珠線過載影響較500 kV開斷更大，詳細(xì)情況如表5所示。

表5 黃島3號、4號機組停運后220 kV線路N-1開斷結(jié)果

3.3 單機開斷

青島廠再開斷一臺機，將略微加重瑯珠線過載，詳細(xì)情況如表6所示。

表6 黃島3號、4號機組停運后單機開斷結(jié)果

4 應(yīng)對方案建議及驗證

通過以上的分析可得，黃島電廠4號機組停運以后，青島電網(wǎng)安全水平會降低。黃島區(qū)域電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)為瑯琊—珠山—前灣—黃島廠走廊線。針對上述安全分析年計算結(jié)果，主要問題是4號機停運后N-1開斷瑯珠線過載比較普遍，因此需要增加瑯珠線II回線。此外，珠灣線、島灣線目前電流限值為820A，安全限值偏低，容易出現(xiàn)電流越限情況，需考慮更換大截面導(dǎo)線，初步考慮在后續(xù)規(guī)劃方案中的采取如下應(yīng)對措施：1）為了解決瑯珠線過載問題，可考慮加強瑯珠線，增至雙回線；2）珠灣線、島灣線更換大截面導(dǎo)線。

2010年黃島廠4號機停運后潮流圖如圖3所示。在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行了N-1分析，發(fā)現(xiàn)沒有線路過載、母線電壓越限情況發(fā)生。說明所述改進(jìn)措施能夠使系統(tǒng)在4號機停運后滿足N-1安全要求，為切實可行措施。

圖3 2010年規(guī)劃方案下黃島廠4號機停運潮流圖

5 結(jié)論

分析了黃島電廠4號機組停運對青島電網(wǎng)潮流產(chǎn)生的影響，并進(jìn)行了N-1故障分析。分析了黃島電廠3號和4號機組嚴(yán)重情況同時停運下的N-1故障對青島電網(wǎng)線路過載情況的影響。最后，針對可能出現(xiàn)的線路過載情況，提出了相應(yīng)的應(yīng)對方案并進(jìn)行了計算驗證，對黃島電廠4號機組停運后青島電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃具有理論上的指導(dǎo)作用。