云广±800﹢kV直流落点穗东对广东中北部地区电力系统的影响.pdf

2010 年 第 4 卷 第 4 期 南 方 电 网 技 术 系统、配置与方法 2010，Vol. 4，No. 4 SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY System, Configuration TM715 文献标志码：A 云广800 kV 直流落点穗东对广东中北部地区 电力系统的影响 朱志芳，丁伯剑，钟杰峰 （广东省电力设计研究院，广州 510663） 摘要：广东中北部电网火电装机相对较少，落点穗东换流站的云广800 kV 直流双极投产后，该电网的水电比例进一 步提高，区内电源结构性调整需求增加。针对云广直流双极停运损失功率较大的情况，分析了云广直流对受端近区网架 结构的要求及对中北部电网供电的影响。结果表明，广东中北部电网有必要推进骨干电源的建设和电源结构调整，提高 近区电网供电的适应性，才能更好地发挥云广直流的输电功效。 关键词：云广800 kV 直流工程；穗东换流站；广东中北部地区；电源结构；组团供电 Impact of Yunnan Guangdong 800 kV DC Projects Receiving End Locating at Suidong on the North Central Guangdong Grid ZHU Zhifang, DING Bojian, ZHONG Jiefeng (Guangdong Electric Power Design Institute, Guangzhou 510663, China) Abstract: As the North Central Guangdong Grid (NCGG) has less scale of thermal power generating units, both the ratio of its hydroelectric power and the regulation requirement of power source in the grid will increase after the bipolar operation of Yunnan Guangdong 800 kV DC project with the receiving end of Suidong. This paper analyzes the impact of the DC project on the network requirements in the nearby areas of the receiving end as well as the power supply situation of NCGG in the case where the power reduction is great due to bipolar fault of the DC project. The results show that NCGG shall promote the key internal power source expansion and source configuration regulation, and improve the power supply adaptability of NCGG in the nearby areas of the receiving end so to exert the function of the DC project. Key words: Yunnan Guangdong 800 kV DC project; Suidong Converter Station; North Central Guangdong Grid (NCGG); power source structure; sub-section power supply 从广东电网分布来看， 东莞西北部， 广州东部、 中部和北部地区，惠州北部，韶关、清远等地区构 成广东中北部电网。该区域电源建设条件不及粤东 和粤西沿海地区，火电装机相对较少，韶关和清远 地区径流式小水电装机比重较大；接受外区电力比 重很大，至“十二五”后期，将共有云广800 kV 直流 1 回和500 kV 天广、三广和溪洛渡直流 4 回 总容量为 16 080 MW。 云广800 kV 直流输电工程起点在云南楚雄， 落点广东广州增城，额定输送容量 5 000 MW，直 流线路长约 1 373 km、导线截面采用 6630 mm2， 已在 2010 年 6 月双极投产。 受端穗东换流站采用双 解口 500 kV 增城至横沥双回线， 并出线 2 回至水乡 站的方案接入系统，电力主要在东莞西北部、广州 增城地区消纳。 云广800 kV 直流双极投产后，广东中北部电 网的水电比例进一步提高，区内电源结构性调整需 求增加，为加强自身电力支撑，中北部地区内有必 要加强骨干性电源建设。2020 年之前，广东中北部 地区除溪洛渡双回直流送入外，未安排其他大型电 源送入该区1，因此，云广直流双极停运对该区域 造成的影响最大。 本文针对云广直流双极停运损失功率较大的情 况，分析其对受端近区网架结构的要求及对中北部 地区电网组团供电的影响。对广东中北部电网的发 展提出建议。 第 4 期 朱志芳，等：云广800 kV 直流落点穗东对广东中北部地区电力系统的影响 53 1 对受端近区电网供电的支撑作用 穗东换流站与增城、水乡、莞城及横沥站相邻 近， 是广东中北部地区电网重要负荷消纳区域之一。 2010 年夏大方式预计 4 站下送负荷约为 7 010 MW2，云广直流投产初期，高峰负荷期间正常运 行方式下，送入电力该区将大大减轻其对主网的依 赖。受建设条件及环境保护等因素的影响，该区域 建设中小型电源极为有限且小火电逐步关停，随着 消纳区负荷逐年增长， 电力缺口将逐步加大， 因此， 云广直流电力消纳于该区域是合适的，同时对该片 区供电起到的作用十分明显。远景，穗东、增城、 水乡、 莞城及横沥负荷区夏季大方式需 500 kV 电网 下送电力达约15 GW， 云广直流提供电力约占32%， 仍是该片电网最核心的电力来源。 2 广东中北部地区电源结构及发展需求 随着云广直流和溪洛渡直流相继落点广东中北 部地区，该区域接受外区送电比例和水电占有比例 都有较大提高，在缓解供电能力不足的同时，增加 了区内电源建设及电源结构调整的需求。 2.1 中北部地区电源构成分析 中北部地区各水平年电源装机结构及比例如表 1 所示，有以下特点：1）接受西电送电比例较大， 2009 年、2010 年和 2015 年占中北部地区总装机比 例分别约为 34%、43%和 50%；2）水电装机比例较 大，2009 年、2010 年和 2015 年区内水电（不包蓄 能电站）和直流送入水电规模占中北部地区总装机 比例分别约为 43%、51%和 56%；3）至 2015 年区 内广州、 惠州和清远抽水蓄能电站装机比例约 15%。 表 1 的电源结构特点易给中北部地区电网供电 带来以下问题： 1） 区外送电通道多，送电线路长，抗灾能力 相对较差。 2） 区内电源装机较少，区外送电比例大，且 直流输电占大多数，直流系统双极闭锁故障时区内 电源旋转备用支持能力不够，需要相邻区域电网支 援。以云广直流 5 000 MW 为例，2010 年和 2015 年云广直流送电容量分别占中北部地区装机总量约 16%和 12%， 远大于中北部地区约 6% （规划考虑值） 的电源旋转备用率， 若云广直流发生双极闭锁故障， 即使投入所有的旋转备用机组，中北部地区仍需其 他供电分区支援才能满足供电需求。 3） 区内径流式小水电装机超过 3 800 MW， 枯 期出力很小，且不稳定，对枯期电力和电量供应影 响较大。 4） 中北部地区抽水蓄能电站总装机达 6 080 MW，占该区电量消耗的比重较大。 5） 直流送端水电站调节性能差异较大，以平 水年为例，云广直流送端小湾电站和金安桥电站调 节性能相对较好，联合调节方式丰枯期平均出力比 分别为1.14和1.34， 枯期电力和电量都有一定保证； 溪洛渡右岸电站、天生桥一二级电站和三峡电站丰 枯期平均出力比分别约为 1.70、1.76 和 3.07，天广 直流和溪洛渡直流枯期电力调节性能较好，但电量 不足，需要送端打捆火电补充送电量，滇东地区虽 然有一定火电装机，但枯期云南也需要火电维持自 身供电需要，随着云南负荷的增长，预计枯期天广 直流和溪洛渡直流送广东电量缺口将增大；三峡电 站调节性能相对最差，枯期电力和电量均不足。 6） 根据文献3统计及预测，广东近几年负荷 季不均衡系数 0.890.85，冬季平均日负荷率约为 0.830.8， 枯期用电量约占全年用电量的 45%； 2015 2020 年期间负荷季不均衡系数 0.870.86，冬季 平均日负荷率约为 0.80.79，可以看出，枯期电量 需求仍较高，将受直流送入电量减少的影响较大。 表 1 广东中北部地区电源结构表 Tab. 1 Power Sources Structure in NCGG 2009 年结构 2010 年结构 2015 年结构 电源 装机容 量/MW 比例/ % 装机容 量/MW 比例/ % 装机容 量/MW 比例/ % 合计合计 24 947100 31 224 100 41 923100 区内水电4 15917 4 159 13 4 29110 抽水蓄能3 00012 4 800 15 6 08015 油电 1 6837 1 627 5 1 6274 煤电 7 62531 7 158 23 9 04522 湖南鲤鱼 江、桥口 1 8007 1 800 6 1 8004 西电交 流通道 2 000 8 2 000 6 3 0007 天广直流1 6807 1 680 5 1 6804 三广直流3 00012 3 000 10 3 0007 云广直流 5 000 16 5 00012 溪洛渡 直流 6 40015 注：2009 年西电比例 34%，水电比例 43%；2010 年西电比例 43%， 水电比例 51%；2015 年西电比例 50%，水电比例 56%。 54 南方电网技术 第 4 卷 2.2 中北部地区电源发展需求 广东中北部地区电网接受外区电力比例高，需 扩大区内电源装机容量，增强自身的抵御严重故障 的能力。目前，中北部地区的水电装机基本明确， 因此考虑增加其他类型电源，降低水电占有比例， 使中北部地区电源结构总体逐步趋于合理。从目前 开展前期工作的情况来看， 可能性较大的机组有 “十 二五”期间建设韶关发电厂“上大压小”机组 2 600 MW；“十三五” 期间建设韶关核电机组 21 250 MW，后续再扩建 21 250 MW。这些规划电厂投 入运行后可适当增强中北部地区应对严重故障能 力，减少对粤东和粤西电网的依赖、缓解中北部地 区枯水期电力供应不足等问题均有积极意义。从中 北部地区电源结构比例看，韶关核电及韶关“上大 压小”机组投产后，仍不足以改变电源组成局面， 应继续推进区内电源建设。 3 云广直流停运对广东中北部地区网架结 构的要求 “十二五”期间， 广东中北部地区 500 kV 电网 接线示意图见图 1 所示。云广直流是增城、水乡莞 城和横沥片区的核心支撑电源，并经博罗横沥双 回线、北郊增城双回线、横沥东纵双回线与近 区相联络。 直流单极停运将使送入电力损失约 2 400 MW，3 个联络通道具备支援能力。直流故障导致 双极停运后，送入电力损失约 4 800 MW，3 个通道 能否满足事故支援能力取决于正常运行状态下对该 区域送入的电力，至“十二五”末期，该区域负荷 尚未达最终规模， 近区 500 kV 内环网未计划断开运 行，3 个通道勉强能够支援，但缺少裕度。 “十三五”期间，为控制近区广州中北部区域 电网短路电流水平，相关研究报告中考虑断开罗洞 北郊双回线。在