内蒙古电力技术  2019, Vol. 37 Issue (03): 33-36   PDF    
引用本文
李丹丹, 闫桂红, 黄伟. 500 kV布乌Ⅰ线不带高抗充电及运行电压控制仿真分析[J]. 内蒙古电力技术, 2019, 37(03): 33-36.[doi:10.3969/j.issn.1008-6218.2019.03.008]  
LI Dandan, YAN Guihong, HUANG Wei. Simulation and Analysis of 500 kV Buwu Line Ⅰ Without High Reactance Charging and Operating Voltage Control[J]. Inner Mongolia Electric Power, 2019, 37(03): 33-36.[doi:10.3969/j.issn.1008-6218.2019.03.008]  
500 kV布乌Ⅰ线不带高抗充电及运行电压控制仿真分析
李丹丹1, 闫桂红1, 黄伟2     
1. 内蒙古电力科学研究院, 呼和浩特 010020;
2. 内蒙古电力集团蒙电信息通信产业有限责任公司, 呼和浩特 010020
[收稿日期] 2019-03-03
[作者简介] 李丹丹(1979), 女, 内蒙古人, 硕士, 高级工程师, 从事电力系统分析、线损分析工作。
摘要：内蒙古电网500 kV布乌Ⅰ线因线路高抗检修和更换保护设备需要停电周期较长，考虑电网的运行可靠性要求，计划采用不带高抗运行方式作为过渡运行方式，通过内过电压计算，高抗退出运行后，在布乌Ⅰ线启动及运行过程中需要对乌海、布日都500 kV母线进行电压控制。本文采用BPA电网仿真软件，仿真分析了高抗检修、500 kV布乌Ⅰ线不带高抗投运，系统启动和运行过程中，在极端运行方式下为满足控制电压大小电网需要具备的无功调节能力。根据计算，提出了不带高抗投运情况下系统需要投入的无功补偿设备容量大小、电厂机组无功出力控制情况。
关键词：输电线路     高压电抗器     运行方式     电压控制     潮流计算     无功补偿    
Simulation and Analysis of 500 kV Buwu Line Ⅰ Without High Reactance Charging and Operating Voltage Control
LI Dandan1, YAN Guihong1, HUANG Wei2     
1. Inner Mongolia Power Research Institute, Hohhot 010020, China;
2. Inner Mongolia Electric Power Group Mengdian Information & Telecommunication Co., Ltd., Hohhot 010020, China
Abstract: Considering the long blackout period of 500 kV Buwu line Ⅰ in Inner Mongolia Power Grid due to high reactance overhaul and replacement of protective equipment, combining the operation reliability requirements of the power grid, it is planned to adopt the operation mode without high reactance as the transitional operation mode. After the high reactance withdraws from operation, it is necessary to control the voltage of 500 kV buses in the process of starting and running of Buwu line Ⅰ. In this paper, BPA power network simulation software is used to simulate and analyze the reactive power regulation capability of 500 kV Buwu line Ⅰ in order to meet the control voltage in extreme operation mode during system start-up and operation without high resistance. According to the calculation, the capacity of reactive power compensation equipment and reactive power output control of power plant units without high reactance are proposed.
Key words: transmission line     high voltage reactor     operation mode     load flow calculation     reactive compentation         
0 引言

布乌Ⅰ线、Ⅱ线为内蒙古电网布乌德河断面上重要输电通道，是乌海以西地区电网与主网间重要的联络通道。按照2018年年度检修计划，对布乌Ⅰ线线路保护及布日都侧断路器保护进行更换，布日都变电站布乌Ⅰ线5023、5022开关A类检修，乌海变电站布乌Ⅰ线5041、5042开关A类检修，并更换乌海变电站侧高压电抗器（以下简称高抗）保护[1]。500 kV线路高抗对于限制潜供电流和恢复电压、降低工频和操作过电压具有重要作用[2-4]，由于本次检修高抗停电周期较长，为保证电网的供电可靠性，需要分析布乌Ⅰ线能否不带高抗运行。本文运用BPA电网仿真计算软件对布乌Ⅰ线不带高抗投运时进行潮流计算[5-7]分析，主要仿真分析能够满足内过电压计算中控制电压要求时电网需要进行的无功设备投入和控制情况。

1 地区电网概况

内蒙古电网布乌Ⅰ线、Ⅱ线为布日都—乌海500 kV线路，线路长度分别为242.089 km、242.725 km，双回线路型号均为LGJ-4×400/35，其中布乌Ⅰ线乌海侧配置1台线路高抗，容量为150 Mvar；布乌Ⅱ线布日都侧配置1台线路高抗，容量为150 Mvar。500 kV布乌Ⅰ线及相邻500 kV和220 kV网架结构示意图如图 1所示。

图 1 布乌Ⅰ线及相邻网架结构示意图

乌海地区直调火电厂共8座，装机容量达4330 MW，各直调火电厂装机容量见表 1。220 kV及以上电压等级的变电站无功配置情况见表 2。

表 1 乌海地区直调火电厂装机容量

表 2 乌海地区220 kV及以上电压等级变电站无功配置
2 电压控制分析

根据内过电压计算结果，乌海、布日都控制电压如下：从乌海侧空充布乌Ⅰ线至布日都侧，需控制乌海母线电压在522 kV以下；从布日都侧空充布乌Ⅰ线至乌海侧，需控制布日都母线电压在524 kV以下。布乌Ⅰ线乌海侧线路高抗退出后，布乌Ⅰ线运行，其他回路全部正常运行，此时电网的控制条件为：需控制乌海母线电压在525 kV以下，同时控制布日都母线电压在526 kV以下。

2.1 电压控制计算条件

为满足乌海地区、鄂尔多斯地区电压控制要求，对上述地区电网进行仿真计算。根据线路检修时间，计算数据采用2018年冬季方式数据，并按照内蒙古电网2018年12月发电设备检修计划表确定仿真数据中的启、停机的火电机组，为了仿真电网运行中可能出现的高电压水平，乌海地区负荷、布日都地区负荷按照小负荷方式建模，乌海地区负荷为1479 MW，布日都地区负荷为932 MW。内蒙古电网各断面潮流采用后夜小潮流断面，具体潮流见表 3。将各断面调整为小断面后，500 kV变电站低压无功补偿设备投运情况见表 4。

表 3 各断面潮流值

表 4 500 kV变电站低压无功补偿设备投运容量
2.2 电压控制计算分析 2.2.1 布乌Ⅰ线空充

未对电厂无功出力进行控制时的电压情况见表 5和图 2。由表 4可知此时相邻乌海500 kV变电站的低压电抗器投运情况，其中吉兰太、乌海、千里山、布日都500 kV变电站的低压电抗器已全部投运。由计算结果可以看出，乌海变电站、布日都变电站500 kV母线电压分别为525.7 kV、519.5 kV，其中乌海500 kV母线电压超过了电压控制要求。

图 2 布乌Ⅰ线检修，空充控制电压校验，未控制乌海地区火电机组无功出力

表 5 布乌Ⅰ线空充前电压计算结果

为满足电压控制要求，需控制乌海地区火电机组无功出力，控制情况见表 6。乌海地区火电机组控制无功出力131 Mvar后，乌海变电站及相邻500 kV变电站母线电压见表 5和图 3。对无功出力进行控制后，乌海变电站、布日都变电站500 kV母线电压分别为521.9 kV、519.0 kV，满足电压控制要求。

图 3 布乌Ⅰ线检修，空充控制电压校验，控制乌海地区火电机组无功出力131 Mvar

表 6 火电机组无功出力控制情况
2.2.2 布乌Ⅰ线不带高抗运行

布乌Ⅰ线不带线路高抗运行，且未对电厂无功出力进行控制时的电压情况见表 7、图 4。由计算结果可看出，乌海变电站、布日都变电站500 kV母线电压分别为529.0 kV、523.0 kV，其中乌海500 kV母线电压超过了控制电压要求。

图 4 布乌Ⅰ线投运不带高抗运行，未控制乌海地区火电机组无功出力

表 7 布乌Ⅰ线不带高抗运行电压计算结果

为满足控制电压要求，控制乌海地区火电机组无功出力情况见表 8。乌海地区火电机组控制无功出力147.5 Mvar后，乌海变电站及相邻500 kV变电站的母线电压见表 7和图 5。对无功出力进行控制后，乌海变电站、布日都变电站500 kV母线电压分别为524.3 kV、521.9 kV，满足电压控制要求。

图 5 布乌Ⅰ线投运不带高抗运行，控制乌海地区火电机组无功出力147.5 Mvar

表 8 火电机组无功出力控制情况
3 结论

布乌Ⅰ线不带高抗运行，在全网小潮流时，若地区无功补偿设备全部投运，乌海变电站500 kV母线电压不满足内过电压计算所得的控制电压的要求，通过仿真计算分析可知，此时通过控制乌海地区火电机组的无功出力可以满足控制电压要求，具体如下：

（1）布乌Ⅰ线退出运行后，在小潮流方式下，乌海变电站500 kV母线电压为525.7 kV，布日都变电站500 kV母线电压为519.5 kV，其中乌海500 kV母线电压超过了内过电压计算中布乌Ⅰ线不带高抗空充的控制电压要求。通过控制海勃湾电厂、蒙华泰热电厂、凤凰岭电厂、华润磴口电厂、西来峰电厂无功出力131 Mvar后，乌海电压为521.9 kV，布日都电压为519.0 kV，满足电压控制要求。

（2）布乌Ⅰ线不带高抗投运后，在小潮流方式下，乌海变电站500 kV母线电压为529.0 kV，布日都变电站500 kV母线电压为523.0 kV，其中乌海500 kV母线电压超过了内过电压计算中控制电压要求。通过控制华润磴口电厂、凤凰岭电厂、海神电厂、海勃湾电厂、蒙华泰热电厂、西来峰电厂无功出力147.5 Mvar后，乌海电压为524.3 kV、布日都电压为521.9 kV，满足电压控制要求。

参考文献
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