电网的结构分析示例课件.ppt

1、 电力网内各发电厂、变电所和开关站的布局，以及连接它们的各级电压 电力线路的连接方式；分层结构是电网的一大特点；可划分为：输电网、二级输电网、高压配电网和低压配电网。结构上分为单端电源辐射网（树状结构和星形结构）、单侧电源双回线、双端和多端电源、环网电网结构电磁环网 亦称高低压电磁环网，是指两组不同电压等级的线路通过两端变压器磁回路的联接而并联运行。高低压电磁环网中高压线路断开引起的负荷转移很有可能造成事故扩大、系统稳定破坏。电磁环网1)、易造成系统热稳定破坏。如果在主要受端负荷中心,用高低压电磁环网供电而又带重负荷,当高一级电压线路断开后,所有原来带的全部负荷将通过低一级电压线路(虽然可能不

2、止一回)送出,容易出现超过导线热稳定电流的问题。2)、易造成系统动稳定破坏。正常情况下,两侧系统间的联络阻抗将略小于高压线路的阻抗。而一旦高压线路因故障断开,系统间的联络阻抗将突然显著地增大，因而极易超过该联络线的暂态稳定极限,可能发生系统振荡。3)、不利于经济运行。500kV与220kV线路的自然功率值相差极大,同时500kV线路的电阻值也远小于220kV线路的电阻值。在500/220kV环网运行情况下,许多系统潮流分配难于达到最经济。4)、需要装设高压线路因故障停运后联锁切机、切负荷等安全自动装置。但实践说明,若安全自动装置本身拒动、误动将影响电网的安全运行。一般情况,往往在高一级电压线路

3、投入运行初期,由于高一级电压网络尚未形成或网络尚不坚强,需要保证输电能力或为保重要负荷而又不得不电磁环网运行。2010珠海电网及珠澳联网运行概况中珠地区中珠地区500kV未未构成环网，构成环网，与与220kV电网形成电网形成电磁环网电磁环网整体格局为西电东送，运整体格局为西电东送，运行安全主要取决于断面的行安全主要取决于断面的安全性安全性2010珠海电网及珠澳联网运行概况最大负荷日，香最大负荷日，香明、海八、八南、明、海八、八南、三乐重载三乐重载最大负荷日，香明最大负荷日，香明-桂三桂三-国三国三-海八断面总潮流：海八断面总潮流：2246 对澳供电断面：对澳供电断面：潮流不均衡。潮流不均衡。2

4、010珠海电网及珠澳联网运行概况最大负荷日出现断面最大负荷日出现断面N-2故障时，故障时，重载线路可能存在连锁故障风险，重载线路可能存在连锁故障风险，从而危及整个珠海电网东部地区及从而危及整个珠海电网东部地区及澳门电网的供电澳门电网的供电大电网向地区供电，大电网向地区供电，地区电源较小，暂态地区电源较小，暂态失稳风险小。失稳风险小。大电网向澳门供电，大电网向澳门供电，暂态失稳风险小。暂态失稳风险小。珠海珠海A厂出力厂出力比例大，需考比例大，需考虑其故障影响虑其故障影响2010珠海电网及珠澳联网运行风险评估主要分析电磁环网运行及500kV、220kV的N-1分析珠海关键断面的N-2故障后的过载情

5、况及潮流约束珠海电网断面珠海电网断面珠澳联网断面的N-1/N-2分析珠澳联网断面珠澳联网断面各个断面故障后的暂态过程分析断面暂态稳定分析断面暂态稳定分析母线故障后的区域电压稳定问题分析电压稳定分析电压稳定分析电磁环网电磁环网/N-1分析分析20102010珠海电网珠海电网500kV/220kV500kV/220kV电网电网N-1N-1分析分析线路线路正常潮流正常潮流国珠国珠N-1国桂国桂N-1香桂香桂N-1香顺香顺N-1国珠线284.5568.7284.5284.5284.5国桂线6.96.913.14.56.0香桂线324.3324.4324.1595.3323.3香顺线373.1373.2

6、372.7371.7728.3500kV线路线路N-1分析（单位：分析（单位：MW）20102010珠海电网珠海电网500kV/220kV500kV/220kV电网电网N-1N-1分析分析主要主要220kV线路负载及线路负载及N-1校核情况列表校核情况列表线路线路限流控制值限流控制值（A）对应功率对应功率（MVA）最大负荷日潮流最大负荷日潮流(MW)正常运行正常运行负载率（负载率（%）N-1/N-1负载率负载率（%）海八12502*476.32*36275.70%不满足/133.8%八南10502*400.12*299.274.80%不满足/120.7%三乐10502*400.12*291.1

7、72.80%不满足/128.4%乐凤10502*400.12*231.857.90%满足/93.4%珠凤16002*342.92*13338.80%满足2010珠海电网500kV线路N-2分析香顺双回香顺双回N-2：中珠地区仅余：中珠地区仅余220kV旭旭隆线与省网相连，若稳控装置不能及时隆线与省网相连，若稳控装置不能及时正确动作，导致旭隆线过负荷跳闸，使正确动作，导致旭隆线过负荷跳闸，使中珠地区孤网运行，造成极为严重的稳中珠地区孤网运行，造成极为严重的稳定破坏事故，并影响对澳供电能力。定破坏事故，并影响对澳供电能力。香桂双回香桂双回N-2：由于电磁：由于电磁环网导致较大的潮流转移，环网导致较

8、大的潮流转移，但但220kV线路潮流不会重线路潮流不会重载，且对珠海地区电网影载，且对珠海地区电网影响不大。响不大。2010珠海电网500kV线路N-2分析国桂双回国桂双回N-2：传输功率将主要转由国安、桂山的：传输功率将主要转由国安、桂山的220kV出线承担出线承担。a珠海B厂开一台机，220kV线路潮流均变化较小。b珠海B厂开两台机，220kV线路潮流影响较大。线路线路两台投运两台投运潮流潮流两台投运两台投运 国国桂桂N-2负载率（负载率（%）国三双回196.6355.989.7桂三双回223.170.621.4国斗双回79.9109.727.8八南双回305.1346.887.6海八双回

9、366.5411.986.52010珠海电网输电断面分析海八双回海八双回-桂三双回桂三双回-国三双回国三双回-香明双回香明双回八南八南-珠凤双回珠凤双回2010珠海电网输电断面分析海八双回海八双回-桂三双回桂三双回-国三双回国三双回-香明双回香明双回香明-国三-桂三-海八”双回路或“香明-三乐-海八”构成的输电通道是珠海地区最重要的潮流断面，承担珠海东部电网、澳门电网以及部分中山电网的负荷，输送容量大，其中任一通道（包括三乐双回）由于N-2断开后，均会导致其余线路的重载或过载。2010珠海电网输电断面分析N-2方式方式线路名线路名线路潮流（线路潮流（MVA）电流（电流（A）限流值（限流值（A）

10、负载率（负载率（%）海八N-2珠凤珠凤2*492.71274.8900143.7三乐三乐2*530.31361.41050132.5乐凤乐凤2*471.01209.11050117.7国三2*394.51007.9105098.6香明N-2三乐三乐2*536.61386.31050134.1乐凤乐凤2*489.61284.51050122.4桂三桂三2*448.21147.61050112.0宝凤2*337.8895.190098.5八南2*391.61021.1105097.9海八2*460.41178.9125096.7三乐N-2八南八南2*4201079.21050105海八海八2*48

11、7.31235.71250102.3香明2*522.91328.5142096.6国三N-2海八2*4171094.4 125087.5 香明2*361947.4 142066.7 桂三2*349915.9 105087.2 八南2*353926.4 105088.2 桂三N-2海八2*370971.0 125077.7 国三2*324850.3 105081.0 香明2*4361144.2 142080.6 2010珠海电网输电断面分析海八双回海八双回-桂三双回桂三双回-国三双回国三双回-香明双回香明双回香明-国三-桂三-海八”双回路或“香明-三乐-海八”构成的输电通道是珠海地区最重要的潮流

12、断面，承担珠海东部电网、澳门电网以及部分中山电网的负荷，输送容量大，其中任一通道（包括三乐双回）由于N-2断开后，均会导致其余线路的重载或过载。2010珠澳联网断面分析珠澳联网断面珠澳联网断面 珠澳联网依赖三回220kV同沟电缆线路送电，N-1方式下，各回线路均在正常范围以内。但是由于联网线路长度及站点分布的结构，拱河和珠河双回线路负载不均衡，因此当出现珠河双回N-1时，虽然珠河线潮流较轻，但拱河线重载，从而制约了对澳供电断面的输送能力。若考虑N-2，则故障后需减载170MW。2010珠海电网暂态过程分析1:发 电 机 功 角(度)*=ZUH1 22.0+=HOW5 10.5X=HOW4 15

13、.0 X 轴 单 位:周 波500400300200100042.525.58.5-8.5-25.5-42.5*+XXXXX海八海八N-2故障的机组功角波形故障的机组功角波形 通过珠海电网内部输电断面暂态稳定通过珠海电网内部输电断面暂态稳定分析，各断面基本不存在暂态失稳的风险分析，各断面基本不存在暂态失稳的风险，主要风险来自于故障后潮流重新分配所，主要风险来自于故障后潮流重新分配所带来的线路过载。带来的线路过载。2010珠海电网暂态过程分析1:线 路 正 序 电 流(A)*=XIANGSHB-GUANGMIN+=SANXIANG-LEYUANX=LEYUAN-FENGHUANY=BAYI-ZH

14、UCHANGA=BAYI-NANPING X 轴 单 位:周 波5004003002001000800064004800320016000*+XXXXXYYYYYAAAAA海八海八N-1主要支路电流波形（香明、三乐、乐凤、八南）主要支路电流波形（香明、三乐、乐凤、八南）1:发 电 机 功 角(度)*=ZUH1 22.0+=HOW5 10.5X=HOW4 15.0 X 轴 单 位:周 波500400300200100042.525.58.5-8.5-25.5-42.5*+XXXXX海八海八N-2故障的机组功角波形故障的机组功角波形 海八N-2：海八双回是珠海A厂主要的送电通道之一，一旦故障，对珠

15、海A厂机组稳定性影响较大，相对其他N-2故障，振荡幅度和持续时间较为明显，但并未造成珠海电网的暂态失稳。2010珠海电网暂态过程分析输电断面故障，特别是珠澳联网附近断面故障，会影响澳门地区母线的电压。考虑到澳门地区空调负载比例较大，需要注意一旦电压过低出现异步电动机（空调负荷）的堵转所带来的电压稳定问题。表表5.11 珠凤珠凤N-2低电压节点一览表低电压节点一览表节点名称节点名称电压等级电压等级（KV）最低电压最低电压(pu)最低电压时间最低电压时间（周波）（周波）PN6666.00.754215.000PE6666.00.754615.000DM6666.00.754715.000AP666

16、6.00.754915.000SP6666.00.755415.000DMB6666.00.755615.000NA6666.00.755615.000LXB6666.00.756215.000KH6666.00.757415.000CS66.00.759415.000NT110110.00.783515.000CI110110.00.785615.000CCB110110.00.786215.000MNA110110.00.791015.000CP110110.00.791215.0002010珠海电网暂态过程分析珠澳联网断面珠澳联网断面 由于澳门电网与广东电网规模相差悬殊，且是由广东电网向

17、澳门电网送电，因此在断面发生故障时，澳门电网没有功角失稳的风险。根据计算结果分析，珠澳联网线路（珠河甲乙及拱河）故障，均不会导致澳门机组的失稳，断面安全性主要受断面支路的热稳定极限制约。2010珠澳联网暂态过程分析2010珠澳联网暂态过程分析1:线 路 正 序 电 流(A)*=ZHUHAI-CP220+=GONGBEI-CP220X=CCB110-CI110 X 轴 单 位:周 波50040030020010002850225016501050450-150*+XXXXX（a）珠河）珠河N-1后部分线路电流波形后部分线路电流波形2010珠澳联网暂态过程分析1:线 路 正 序 电 流(A)*=Z

18、HUHAI-CP220 220.0 1+=CCB110-CI110 X 轴 单 位:周 波50040030020010002600210016001100600100*+（b）拱河）拱河N-1后部分线路电流波形后部分线路电流波形珠澳联网断面：珠澳联网断面：珠河珠河N-2故障故障2010珠澳联网暂态过程分析2010珠澳联网暂态过程分析1:线 路 正 序 电 流(A)*=GONGBEI 220.0 CP220 220.0 1 X 轴 单 位:周 波60048036024012001650145012501050850650*1:线 路 有 功 功 率(MW)*=GONGBEI 220.0 CP22

19、0 220.0 1 X 轴 单 位:周 波500400300200100065051037023090-50*a 电流波形电流波形 b有功功率波形有功功率波形图图5.3 珠河珠河N-2后拱河线功率和电流波形（路环后拱河线功率和电流波形（路环2台机，珠海对澳供电台机，珠海对澳供电528MW）珠河N-2后，拱河线严重过载。2010珠澳联网暂态过程分析1:发 电 机 功 角(度)*=G03 11.0 （参 考 机 SJB2 19.0）X 轴 单 位:周 波5004003002001000-7.5-16.5-25.5-34.5-43.5-52.5*图图5.5 珠河珠河N-2后路环后路环B厂厂G03机组功角波形（路环机组功角波形（路环3台机，珠海对澳供电台机，珠海对澳供电485MW）珠河N-2后，珠海电网对澳供电有较大影响，潮流转移的幅度较大，占澳门电网总负荷的比例较大，导致澳门本地机组功角出现一定的振荡，但并未造成机组的功角失稳。2010珠海电网220kV变电站母线短路珠海珠海A厂分段母线短路珠海地区厂分段母线短路珠海地区220KV线路正序电压线路正序电压电磁环网存在的问题之一：无功环流