华电安康电厂2×660 MW机组接入系统方案研究

张世强，梁洒佳，赵刚，陈康

（1.国网陕西省电力公司，陕西西安 710048；2.国网西安供电局，陕西西安 710082；3.国网陕西省电力公司经济技术研究院，陕西西安 710075）

华电安康电厂2×660 MW机组接入系统方案研究

张世强1，梁洒佳2，赵刚3，陈康1

（1.国网陕西省电力公司，陕西西安 710048；2.国网西安供电局，陕西西安 710082；3.国网陕西省电力公司经济技术研究院，陕西西安 710075）

随着汉中、安康电网用电负荷的不断增长，汉中已由送端电网转为受端电网，需要从关中电网大量受电。为满足负荷增长需要，需要新增电源点华电安康电厂。通过电力平衡分析，提出电厂电力送电方向和接入系统方案；考虑到华电安康电厂装机较大，电厂接入对汉中及安康电网影响很大，文中结合陕南电网规划、老旧线路改造、碳纤维导线应用等对陕南电网进行了优化；结合华电安康电厂建设及机组参数，对陕南电网短路电流水平进行了校验。最终对接入系统方案进行了技术经济比较，提出推荐意见。

660 MW机组；330 kV电网；接入系统；陕南

目前，汉中电网的主要电源有略阳电厂（2× 330 MW）和石泉水电厂（5×45 MW），通过3回330 kV线路与关中宝鸡电网相连，1回330 kV线路与安康电网相连[1]；安康电网的电源全部为水电电源，主要有安康水电厂4×200 MW和蜀河水电厂6×45 MW，通过2回330 kV线路和关中西安电网相连。随着用电负荷的不断增长，汉中电网已从送端电网转换为受端电网，安康电网则在丰水期送出水电电力逐步减少，枯水期受入电力不断增长。为解决汉中、安康地区经济发展电力增长需求，为地区负荷发展提供电源支撑，缓解关中电网向陕南电网的输电压力，有必要增加新的地区电源。

华电安康电厂位于安康市石泉县，规划装机4× 660 MW，一期建设2×660 MW机组[2]。华电安康电厂已经被国家能源局批复，纳入陕西省电力发展规划。目前，电厂已完成前期核准工作，计划2016年开工建设，2018年建成投运。

汉中、安康电网位于电网末端，电网结构薄弱。华电安康电厂总装机和单机容量相对地区电网容量较大，且处于水电送出通道上，接入系统方案既需考虑水火电补偿问题，又存在与水电送出叠加问题。本文通过对汉中、安康电网电力平衡分析，结合电网现状和发展规划，提出华电安康电厂送电方向和接入系统方案，对接入系统方案进行技术经济比较，给出电厂接入系统推荐方案，并对电厂电气主接线和主设备参数提出要求。

1 电网负荷发展情况及电力平衡

1.1 电网负荷发展情况

根据电力负荷预测有关成果[3]，2015年汉中地区最大用电负荷为1 438 MW，预计2020年、2030年用电负荷分别达到2 000 MW、3 200 MW，“十三五”年均增长率为6.9%；2020年至2030年年增长率为4.8%。安康地区最大用电负荷为821 MW；预计2020年、2030年用电负荷分别达到1 130 MW、1 900 MW，“十三五”年均增长率为6.5%；2020年至2030年年增长率为5.5%，2015年汉中、安康电网接线，如图1所示。

1.2 电力平衡

在电力平衡中，按照华电安康电厂一期2台机组2018年接入汉中电网，二期2台机组2025年接入安康电网，汉中电网、安康电网电力平衡情况见表1和表2。

表1 汉中电网供电平衡表Tab.1 Power supply balance sheet of Hanzhong power grid 10 MW

表2 安康电网供电平衡表Tab.2 Power supply balance sheet of Ankang power grid 10 MW

图1 2015年汉中、安康电网接线图Fig.1 The wiring diagram of Hanzhong and Ankang power grids in 2015

由汉中电网供电平衡表1可以看出，2018—2020年，华电安康电厂接入汉中电网后，汉中电网冬季最大向关中送出电力453 MW，夏季最大受电295 MW，2030年需由关中受电303～1 037 MW。

由安康电网供电平衡表2可以看出，2018—2020年，安康电网冬季最大受电662 MW，夏季最大送出水电728 MW，2030年冬季受电191 MW，夏季最大送出电力702 MW。

2 电厂接入系统方案

2.1 接入系统电压等级

由电力平衡结果可知，电厂一期主要送电方向为汉中地区，并可就近向安康西部地区负荷供电；电厂二期宜在2025—2030年建设，主要向安康地区供电。华电安康电厂距汉中负荷中心130 km，距规划的安康西（月河）变电站60 km。综合考虑安康电厂送电容量和距离，采用330 kV电压等级接入系统较为合理。

2.2 接入系统方案

距电厂较近的接入点有330 kV洋县变、在建的330 kV南郑变和规划的330 kV西乡变、330 kV安康西（月河）变，另外，电厂南侧附近还有喜河水电厂－洋县变330 kV线路通过。结合电网现状和规划，接入系统方案如图2所示。

图2 华电安康电厂接入系统方案示意图Fig.2 Schematic diagram of the access of the Huadian Ankang Power Plant to power system

方案1：电厂出5回线，将喜河—洋县线路“π”接入华电安康电厂，新建电厂至洋县二回线路，新建电厂至南郑双回线路。

方案2：电厂出4回线，将喜河—洋县线路“π”接入电厂，新建电厂至南郑双回线路。方案示意图见图2。

方案3：电厂出2回线，同步建设330 kV西乡变，电厂出2回大截面线路接入西乡变，西乡变出2回线路至南郑变，并喜河—洋县线路开断“π”接入西乡变，将西乡—洋县段线路导线更换为耐热导线。

3 方案技术经济比较

3.1 方案技术比较

3.1.1 潮流计算

图2中3个方案，在冬大方式下，汉中、安康电网合环运行，安康水电厂开机不大于2台机的情况下，陕南电网各条线路潮流无过载，满足“N－1”准则；在安康水电厂开3台机及以上方式，为避免安康水电厂－金州线路“N－1”过载，安康、汉中电网需在喜河—安康水电厂线路处开环。

在夏大、夏小方式下，由于是水电大发期间，需要将喜河—安康水电厂线路开环运行，图2方案1、三均能满足华电安康电厂满发电力送出需要。

图2方案2在夏小方式下，需降低华电安康电厂出力100～220 MW后，才能满足“N－1”准则要求。经计算，2020年华电安康电厂满发时，夏大方式下，汉中电网向关中送电约325 MW，夏小方式下向关中送电约915 MW。但考虑到，夏季丰水期，西北电网和四川电网盈余水电也将大量送入陕西电网消纳，相应需大量减少陕西火电出力，因此，此方式下华电安康电厂不能满出力是能接受的。

3.1.2 方案适应性分析

图2中3个方案都能适应电网发展需要，方案3需将西乡变由2019年建成提前至2018建成，方案1、方案2，西乡、月河（安康西）变均可按电网规划时序2019建成。

近期，新建西乡、月河（安康西）变时，西乡变可就近“π”接入电厂—南郑的双回线路中；安康西变可就近“π”接入电厂—喜河线路中。

远期，电厂扩建2台机组时，4台机组可两两分裂运行，分别接入汉中、安康电网，电厂再增加1～2回去安康方向330 kV线路。

3.1.3 稳定及短路电流计算

根据稳定、短路电流计算结果，图2中3个方案在相关线路单相、三相短路故障时，保护及重合闸正确动作后[4]，电厂2台发电机组都不存在稳定问题。经过参数优化计算后，3个方案短路电流水平相当[5]，按照2030年电网网架、电厂4台机组计算，电厂母线三相短路电流最大为32 kA，电厂电气设备选择没有困难。

图2中方案1因洋县变需增加一回出线，需倒换洋县变出线间隔，方案3则需更换西乡—洋县段线路导线。图2方案1、方案2电厂出线较多，电厂在系统中处于枢纽地位，西乡变作为中间变电站，不受西乡变建设进度影响；图2中方案3则需提前建设西乡变，将其作为枢纽，减少了电厂出线，方便电网运行管理，简化电厂接线，能更好满足文献[6]要求。从技术上看，方案3较优。

3.2 方案经济比较

经济比较中，参考近几年输变电工程造价[7]，变电站扩建330 kV间隔500万元/个；2×400 mm2双回330 kV线路220万元/km，2×720 mm2双回330 kV线路280万元/km；2×300 mm2线路150万元/km；2× 300 mm2线路更换为碳纤维导线90万元/km。经计算，各方案投资见表3。

表3 各方案经济比较表（仅差别部分）Tab.3 Table of economic comparison for different schemes（for difference s only）km、万元

由表3可知，方案1新建线路长度最长；方案2新建线路长度最短；方案3需更换部分线路导线。方案1投资较高；方案2投资较低；方案3投资居中。方案1较方案2投资高14 500万元、较方案3投资高11 260万元，方案3较方案2投资高3 240万元。

综上，尽管方案2投资最低，但在夏小方式下需要限制电厂出力，在对电厂进行目标成本管理是非常不利[8]；相比较方案3投资增加不多，能完全满足电厂送出需求，网架结构清晰，调度运行灵活，因此推荐方案3为华电安康电厂的接入方案。

4 电厂主接线及主要设备参数要求

1）根据电厂接入系统推荐方案及电厂布置和电气设备选择情况[9]，推荐电厂初期采用双母线接线，远期采用双母线双分段接线。

2）升压变参数。主变高压侧抽头电压363±2× 2.5%，短路阻抗13～15%。

3）机组功率因数。额定功率因数0.85，并具有功率因数进相0.95运行的能力。

4）调峰能力。机组调峰能力不低于额定容量的60%。

5）无功配置。电厂母线装设1台90 MV·A并联电抗，西乡变装设60 Mvar并联电抗。

5 结语

华电安康电厂一期2台发电机组电力主要在汉中电网中消纳，可为汉中电网提供较好的电源支撑，通过良好的节能发电调度，该电厂可以在电网支撑及经济效益上取得平衡点。

推荐出2回330 kV线路接入规划的西乡变，西乡变出2回线路至南郑变，将喜河—洋县线路开断“π”接，并将西乡至洋县段线路改为耐热导线。

远期，电厂扩建后2台机组，可增加出线接入安康电网，电力送入安康电厂消纳，电厂分裂运行，2台机组接入汉中电网，2台机组接入安康电网。

电厂送出线路导线截面和无功设备配置方案在送出工程可研中需要进一步论证确定。

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梁洒佳（1969—），通讯作者，女，本科，高级工程师，研究方向为电网规划管理工作；

赵 刚（1979—），男，本科，高级工程师，研究方向为电网规划工作。

（编辑 张晓娟）

Research on the Scheme of Interconnecting the 2×660 MW Huadian Ankang Power Plant to Power Grid

ZHANG Shiqiang1，LIANG Shajia2，ZHAO Gang3，CHEN Kang1
（1.State Grid Shaanxi Electric Power Corporation，Xi’an 710048，Shaanxi，China；2.State Grid Xi’an Electric Power Company，Xi’an 710082，Shaanxi，China；3.State Grid Shaanxi Electric Power Company Economic Research Institute，Xi’an 710075，Shaanxi，China）

With the increase of the power load in the cities of Hanzhong and Ankang，the Hanzhong power grid has been transformed from a sending-end power grid into a receivingend one that imports a lot of electricity from the central Shaanxi power grid.To meet the demand of the increasing load，the Huadian Ankang Power Plant as a new power source is necessary.After the power balance analysis，this paper proposes the power transmission direction and the access system for the power plant.Because of the large installed capacity of the plant，its access to the grid will lead to substantial impacts on both Hanzhong and Ankong power grids.In the paper，the southern Shaanxi power grid is optimized，taking into account of the planning，renovation of the old lines and application of the Aluminum Conductor Composite Core（ACCC）lines in the region.Based on the evaluation of Huadian Ankang Power Plant construction and generator parameters，the short circuit current level of the region is checked.Recommendations are given after the technical and economic comparison of the access system schemes.

660 MW generator unit；330 kV power grid；access system；southern Shaanxi

2016-07-18。

张世强（1967—），男，本科，高级工程师，研究方向为电网规划管理工作；

川藏联网及西北弱交流系统安全稳定特性及控制技术研究（XT71-15-059）。

Project Supported by Research on the Security and Stability Characteristics and Control Techniques of Sichuan-Tibet Interconnection Project and Weak AC system in the Northwest China Grid（XT71-15-059）.

1674-3814（2016）12-0073-04

TM711

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