科技成果

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成果名称: 陕西750千伏骨干网架运行特性优化研究

成果登记号: 9612017Y0227

第一完成单位: 国网陕西省电力公司

联 系 人: 王康

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 电子信息

应用行业: 电力、热力、燃气及水生产和供应业

成果简介:

    陕西电网目前仍处于750千伏骨干网架的快速发展阶段,在规划网架完全实现之前,750/330千伏电磁环网将长期存在并根据运行需要频繁进行解合环操作,对电网的安全、稳定、经济运行都有较大的影响。本项目基于上述背景,以短路电流降低、主网损耗降低、断面稳定限额不越限、陕北地区不同类型电源耦合与优化控制等为目标,开展了陕西电网物理和数学建模、不同解合环方案计算分析比较、优化评价指标体系建立等工作,确定了过渡期间的电网优化控制方案,从而为陕西750千伏骨干网架的正常运行方式确定提供依据,确保电网安全、稳定、优质地运行。

    本项目研究制定了750/330电磁环网解环后的正常和检修方式解合环运行方案,确保各供电区电力电量正常供应以及断面极限、设备载流、短路电流等运行指标符合规程要求;梳理乐新的电网送受电断面,确定其运行极限,制定日常运行控制方案,对解环后的电网潮流进行重新计算和安全校核,寻找送受电受限的断面和解环后电网的薄弱环节,制定骨干网架解合环优化运行方案;对分析过程中发现的电网薄弱环节,研究提高其稳定运行水平的措施,与电网规划相比较,确定补强工程并提出实施时序建议;针对榆林定靖地区集中大规模开发的光伏、风电等新能源,在整体外送断面受限的情况下,研究其与地区内火电运行方式的耦合关系,提出优化调度控制方案,在充分利用火电调节能力的情况下,达到断面利用率最高、新能源消纳电量最大的优化运行目标。

    项目研究取得了突出的成果,主要包括:(1)分析了陕西750/330 kV电磁环网解合环运行特性,确定了电磁环网解合环运行原则和解环点的选择原则,建立了用于确定电磁环网解合环方案的基于惩罚性变权最优综合评价模型,并结合《2017-2018年陕西电网运行方式滚动计算报告》确定了解合环运行方案;(2)基于"基于自然分区和线路过载系数的输电断面搜索方法",计算分析并确定了陕西电网主要送受电断面,并确定了陕西电网的断面稳定极限和安全稳定控制方案;(3)分析了陕北新能源对电网运行的影响,提出了基于日前方式的风火耦合外送多目标优化控制方法,制定了陕北地区新能源与火电外送的耦合控制方案,在充分利用火电调节能力的情况下,达到断面利用率最高、新能源消纳电量最大的优化运行目标;(4)梳理了陕西电网安全运行的主要薄弱环节,包括短路电流超标引起的薄弱环节、不满足N-1原则的薄弱环节和关键断面不满足稳定极限约束的薄弱环节,针对以上三个薄弱环节,分别采用加装安全稳定控制措施、2018年计划投产的建设工程提前在2017年年底完成、对严重重载的变电站进行扩建和对关键断面中的薄弱线路进行容量升级改造等一系列优化补强工程,极大地提高了陕西电网的安全性和稳定性。

    项目于2016年1月顺利通过国网陕西电力公司组织的项目验收,获评国际领先水平。基于项目研究成果撰写的两篇论文《基于改进无功源空间的含风电场电网无功电压分区方法》、《基于MAS的大规模风电接入电网无功电压控制策略》已分别被《电力科技与环保》和《电气应用》两核心期刊杂志录用发表。项目研究成果已申请国家发明专利4项。

    本项目成果在陕西电网得到了3个层面的应用:(1)从750/330千伏电磁环网运行方式优化到330千伏电网送受电断面控制方案调整,再到陕北新能源与火电耦合控制,显著提高了陕西电网安全运行水平及新能源利用效率;(2)为电网设计与规划提供理论和技术参考;(3)为电网日常调度运行、重大基建项目时序确定、紧急情况下的稳定控制方案制定提供依据。

    根据项目提出的网架补强和建设时序调整等方案,国网陕西省电力公司可对每年编制的规划、投资、建设、投运计划进行滚动优化调整,一方面可以解决电网运行中存在的输电断面受限、短路电流超标、检修安排困难、主网架网损偏高等实际问题,另一方面也可以提高工程投资的效益与效率,对电网发展、建设、运行等各个环节均有一定的促进与提高作用,在陕西电网取得了巨大的应用成果,产生了十分显著的经济和社会效益。

    本项目所提出的技术方案实施后,一方面提高陕北送关中电网输电通道的输电能力130万千瓦,另一方面提高汛期安康水电送出能力20万千瓦。按照电价0.3894元/度保守计算,可为公司增加售电收入5841万元;按税率25%计算,年新增税收总值1460.25万元,年新增利润总值4380.75万元。

    除此之外,项目实施后提高了陕西电网的资源配置能力,减轻了陕北地区的窝电情况,提高了对陕西东南、西南部电网的供电能力,为陕西地区的经济发展、人民生产生活用电提供了保障;提高了安康地区水电送出能力,为水电在全省范围内的大规模消纳发挥了重要作用。

    项目研究成果为节能减排和减少温室效应做出了显著贡献,每年可节约标准煤5.085万吨,减少SO2排放量0.855万吨,减少烟尘排放0.24万吨,为陕西省大气污染和雾霾天气治理做出了重要贡献。