陇东-山东特高压直流受端500千伏配套工程简况

来源:北极星输配电网 | 2023-02-09 10:27:15 |

山东电网是一个以火电为主的电网,现巳覆盖全省16个地市。山东电网最高交流电压等级为1000kV,最高直流电压等级为±800kV,通过“十交三直"500kV及以上线路与华北、东北、西北电网相连,分别通过500kV滨州~黄晔双回、聊城~辛安双回线路及1000kV泉城~海河双回、曹州~邢台双回、泉城~邢台双回线路接至华北电网,通过±800kV广固~扎鲁特直流线路与东北电网相连,通过±800kV沂南~伊克昭直流、±660kV胶东~银川东直流线路与西北电网相连。目前山东电网形成以交流特高压电网为支撑、交流500kV密集环网为主网架,直流换流站深入负荷中心的网架结构。

截至2021年底,山东省电源总装机容量173340MW,同比增长9.44%。其中燃煤装机106362MW,占全省总装机容量的61.4%;水电机组容量1678MW(含抽水蓄能1600MW,常规水电78MW),占全省总装机容量的1.0%;风电机组容量19424MW,占全省总装机容量的11.2%;光伏机组容量33434MW,占全省总装机容量的19.3%;核电机组容量2500MW,占全省总装机容量的1.4%;生物质及垃圾发电机组(含沼气发电)装机容量3956MW,占全省总装机容量的2.3%;储能装机313MW,占全省总装机容量的0.2%;其他装机容量5673MW,占全省总装机容量的3.3%。


【资料图】

山东电网直调公用电厂装机容量69195MW,全省发电机组年利用小时数3765h,直调公用机组年利用小时数4447h。

2021年山东省全社会用电量达到7383亿kWh,全社会最大负荷达到109770MW。2021年,山东省共接纳省外来电1187.4亿kWh。

截至2021年底,全省拥有1000kV变电站5座,变电容量36000MVA,境内线路长度2317km;500kV变电站59座,变电总容量108000MVA,线路长度11305km;220kV变电站467座,变电总容量175140MVA,220kV线路长度32044km。

2021年,山东省全社会用电量7383亿kWh,同比增长6.4%;全社会最大负荷109770MW,同比下降4.0%。2021年,山东省共接纳省外来电1187亿kWh,最大受电23289MW。

地市电网现状

济南电网现状

济南电网(不含原莱芜电网)位于山东电网的中部,是山东电网的重要组成部分,担负着整个济南市内八区两县的供电任务。

截至2021年底,济南电网最高电压等级为1000kV,形成了以500kV和220kV为主网架,城区电网以110kV、10kV为主要配电网,郊县电网以110kV、35kV为主要配电网的网架结构。济南电网通过10回500kV线路及多回220kV线路与山东主网相联。

截至2021底,济南电网拥有火电装机容量为3956MW。其中统调公用3座,装机总容量3580MW,分别为黄台电厂(1360MW)、章丘电厂(960MW)、石横电厂甲厂(1260MW);地方电厂18座,装机总容量376MW;新能源场站40座,装机总容量920MW,其中风电场共8座,总装机容量762MW;集中式光伏电站6座,装机容量100MW;分布式光伏26座,装机容量58MW。

截至2021年底,济南电网拥有1000kV变电站1座,变电容量12000MVA;500kV变电站5座,变压器10台,总变电容量7750MVA;拥有220kV变电站37座,总变电容量13500MVA;110kV公用变电站133座,总变电容量14723.5MVA;35kV公用变电站69座,总变电容量1985.9MVA。

2021年济南电网全社会用电量336.1亿kWh,网供最大负荷6278MW,同比分别增长10.8%、降低3.53%。

泰安电网现状

泰安电网位于山东电网的中部,担负着泰安市内二区(泰山区、岱岳区)、二市(肥城、新泰)、二县(宁阳、东平)的供电任务,供电面积4035.49km2。

泰安电网由东西两部分组成,泰安西网为独立供电区,通过泰山站、岱宗站并入山东主网,网内有石横乙站、圣城热电、泰安热电和泰山电站4座统调电厂,19座220kV变电站,220kV线路均为环网运行,为典型的受电网。泰安东网为淄博南-莱芜-新泰-枣庄电网的一部分,主要包括南流泉站、翟镇站、果都站、平阳站、甫盛站和众泰电厂,通过新果线、新阳线、新泉双线并入500kV新泰站,通过220kV翟钢线、翟花线与莱芜电网联络,通过220kV河泉线与临沂电网联络,通过220kV果圣线与济宁电网联络。

截至2021年底,泰安电网管辖变电站167座,主变324台,总变电容量17505.5MVA。其中,220kV变电站24座,主变44台,变电容量为8220MVA,线路72条,总长度1600km;110kV变电站80座,主变156台,变电容量为7452MVA,线路180条,总长度2189km;35kV变电站63座,主变124台,变电容量为1833.5MVA,线路219条,总长度1804.12km。

截止2021年底,并入泰安电网的地方电厂和企业自备电厂共42座,发电机64台,总装机容量1160.2MW;风电场7座,风机258台,装机容量493MW;集中式光伏发电电站25座,光伏发电单元702个,装机容量1054.2MW;10kV及以上分布式光伏电站32座,光伏发电单元103个,装机容量135.54MW;合计新能源装机容量1682.74MW,同比增长6.32%。

2021年,泰安市全社会用电量244.94亿kWh,同比增长13.71%,最高全社会用电负荷3875MW(1月7日),同比增长0.91%,最高省调调度负荷3155MW(7月10日),同比降低8.21%。

济宁电网现状

济宁电网位于山东电网的西南部,供电面积10685km2。截至2021年底,济宁电网通过10回500kV线路与山东500kV电网相连;通过220kV嘉祥~永丰、缗城~党集和梁山~水浒线路与菏泽220kV电网相连,正常方式下与菏泽电网合环运行;通过220kV圣源~果都、圣源~新泰双回线路与泰安电网相连,正常方式下圣源站由泰安电网接带,杨仓~圣源220kV线路开环运行;微山电网由枣庄220kV电网接带。

截至2021年底,济宁济宁境内装机总容量为12886.3MW,拥有统调公用电厂9座,装机总容量9665MW,包括邹县电厂4640MW、济宁电厂835MW、里彦电厂580MW、运河电厂1240MW、华源热电700MW、科澳电厂270MW、阳城电厂300MW、嘉祥电厂660MW、圣城热电440MW(并入泰安电网)。其中济宁电厂、运河电厂、华源热电、科澳电厂、嘉祥电厂、阳城电厂共计4005MW位于济宁西部电网,邹县电厂、里彦电厂接入济宁东部电网。上述电厂接入500kV系统的有邹县电厂3970MW、运河电厂660MW、嘉祥电厂660MW,其余均接入220kV系统。

截至2021年底,济宁电网拥有500kV变电站3座,即汶上变(750+1000MVA)、金多变(2×1000MVA)、儒林变(1×1000MVA),变电总容量4750MVA,另有邹县电厂500kV联络变压器2台,总容量1000MVA;500kV线路16条,线路长度720.6km。220kV变电站30座,变电总容量10680MVA;220kV线路101条,总长度1965.2km。

2021年济宁市全社会用电量389.72亿kWh,网供最大负荷5783MW。

聊城电网现状

聊城电网位于山东电网的西南部,供电范围为聊城市两区、一市、五县。聊城电网现已形成了以500kV聊城站、柴府站、乐平站、聊城电厂为中心、以220kV环网线路为输电线路的网架结构。聊城电网通过500kV聊城~长清、聊城~闻韶、柴府~闻韶、乐平~长清、柴府~贝州5回线路与山东主网相连,通过500kV辛聊Ⅰ、Ⅱ线路与华北电网相连

截至2021年底,聊城电网拥有500kV变电站4座,变电容量7000MVA,

500kV线路长度399.9km;220kV变电站24座,变电容量8640MVA,220kV线路长度1839km;110kV变电站99座,变电容量7857MVA,110kV线路191条,长度2318km;35kV变电站102座,变电容量2841.35MVA,35kV线路214条,长度1810.8km。

截至2021年底,聊城境内共有220kV以上统调公用电厂4座,总容量4450MW,分别为聊城电厂(2500MW)、聊城热电(940MW)、临清热电(700MW)、信发华宇热电(310MW)。

2021年聊城市全社会用电量656.84亿kWh,网供最大负荷4830MW。

工程建设必要性

(1)满足山东省负荷增长的需求

截至2021年底,山东省全社会最大负荷达到109770MW,共接纳省外来电1187.4亿kWh,“十四五”期间,随着供给侧结构性改革,以及新旧动能转换重大工程的加快实施,山东省经济社会呈现提质增效、稳中向好态势,预计山东省“十四五”期间年均增速4.9%,预计到2024年全社会最高用电负荷将达到139600MW,电力缺额约8091MW,预计到2025年全社会最高用电负荷将达到145400MW,电力缺额约4227MW。山东省一方面需要规划省内新增电源,另一方面加大省外来电力度,以满足电力负荷增长需求,保障电网安全稳定运行。

(2)满足泰安西换流站电力送出的需要

泰安西换流站是山东省“十四五”期间为满足负荷快速增长需求规划建设的唯一省外特高压直流项目,实施泰安西换流站500kV配出工程能够将陇东电力输送至周边地市,主要满足济南、聊城、德州、泰安、济宁等地区用电负荷,落点位置位于鲁西北、鲁西南两大缺电区域之间,处于负荷中心,兼顾了鲁西南、鲁西北地区的负荷发展需求。

(3)优化山东省中西部网架结构

本工程投产前,鲁西北聊城电网、济南电网与鲁西南泰安电网、济宁电网通过小规模220kV电网以及1回500kV泰山~天衍线路互联。本工程投产后,鲁西北、鲁西南两大电网间形成了以泰安西换流站为核心的多个500kV辐射状交流环网,供电能力和供电可靠性得到了大幅度提升。

(4)缓解泰山站短路电流超标的问题

泰安西换流站本期500kV出线8回,至乐平2回,长清2回,岱宗2回,麟祥1回,汶上1回,若不实施相应的线路解环工程,泰山500kV变电站220kV侧短路电流将达到48.9kA,接近设备的遮断容量。故考虑将现状泰山~儒林500kV线路与泰山~淄川500kV线路在站外短接,形成儒林~淄川线路。

在此方案下,泰山站220kV侧短路电流降至43kA。故实施本工程可有效缓解泰山站短路电流超限的问题。

(5)泰山站实施500kV线路站外短接工程后,实施儒林站线路改接工程可以满足系统对无功配置需求,保证电能质量

泰山站500kV线路站外短接工程形成儒林~淄川线路长度约185km,根据计算分析系统需补偿约218MVar感性无功容量。

经核算,若该线路不假装线路高抗,线路侧工频过电压水平为1.681,母线侧工频过电压水平为1.605,潜供电流33.2A。

可通过加装线路高抗来补充该部分感性无功,经核实,儒林、淄川站无加装线路高抗的条件。

目前现状邹县电厂~儒林线路邹县电厂侧已装设180MVar线路高抗,邹县电厂~淄川线路淄川侧已装设180MVar线路高抗,可通过线路改接,即恢复现状邹县电厂~泰山线路,与现泰山~淄川线路短接形成邹县电厂~淄川线路,邹县电厂~淄川东侧线路开断接入儒林站来满足系统需求。最终形成邹县电厂~淄川线路长度约220km,在邹县电厂侧有180MVar高抗;儒林~淄川线路长度约153km,在淄川侧有180MVar高抗;邹县电厂~儒林线路约38km,无需加装高抗。实施本工程可满足系统对无功容量的需求,保证电能质量。

综上所述,本工程的建设,可以满足泰安西换流站电力送出的需要,满足山东尤其是济南、泰安、聊城、济宁等地区负荷增长的需要,可以进一步优化和完善山东电网主网架,提高山东电网的受电能力、输送能力和供电能力,符合山东电网发展规划。因此,本工程的建设是必要的。

工程建设概况

陇东~山东特高压直流受端500千伏配套工程概况如下:

线路部分

(1)泰安西换流站~长清站500kV线路工程

新建泰安西换流站~长清站500kV线路2回,路径长度为77.4km,其中,同塔双回路长度为2×25.6km,500kV/220kV混压同塔四回路长度为4×51.8km。

(2)泰安西换流站~乐平站500kV线路工程

新建泰安西换流站~乐平站500kV线路2回,路径长度为2×79.658km,其中一般线路76.9km、黄河大跨越2.758km,均为同塔双回路架设。

(3)蟠龙-济南Ⅰ线、长清-蟠龙Ⅰ线短接500kV线路工程

起自500kV龙济I线#1大号侧,止于500kV长龙I线#161小号侧,路径长度约1.3km,均为单回路架设。

(4)泰安西换流站~岱宗500kV线路工程

根据系统规划,新建泰安西换流站~岱宗2回500kV线路,线路起自新建泰安西换流站500kV架构,止于已建500kV岱宗站,电压等级为500kV。

本工程全线采用同塔双回架设,全长约23.1km。

(5)汶上~麟祥(济宁西)π入泰安西换流站500kV线路工程

根据系统规划,新建汶上~麟祥(济宁西)π入泰安西换流站2回500kV线路,线路起自新建泰安西换流站500kV架构,止于在建汶上~麟祥500kV双回路线路(在建500kV济宁西开断500kV上多线和500kV上嘉Ⅰ线同塔双回路段形成)开断点,电压等级为500kV。

本工程采用同塔双回路和单回路架设,全长约为86.4km,其中双回路长度约79.0km,单回路长度约7.4km。

(6)邹县电厂~淄川π入儒林500kV线路工程

1)恢复邹县电厂~泰山500kV线路1回,线路起自500kV邹儒线#85大号侧,止于500kV儒泰线#15大号侧;2)新邹县电厂~泰山500kV线路与淄川~泰山500kV线路短接,形成新邹县电厂~淄川1回500kV线路,线路起自川泰Ⅱ线#216大号侧,止于儒泰线#175大号侧;3)邹县电厂~淄川东侧线路π入儒林500kV线路2回,形成儒林~邹县电厂1回500kV线路,儒林~淄川1回500kV线路,新建线路分别起自儒泰线#14大号侧、邹儒线#85大号侧,分别止于邹川线#88大号侧、邹川线#87大号侧。

本工程线路长度约4.3km,其中新建线路长度3.7km,老线路拆除重新挂线0.6km,全部单回路架设。

变电部分

(1)乐平站

本期扩建500kV自东向西第1、2个出线间隔,占用东侧第1串南侧出线间隔、第2串北侧出线间隔,共扩建3台断路器,扩建后形成2个完整串,电气主接线型式不变;本期工程后乐平站不新增无功设备。

(2)长清站

本期扩建500kV西侧自北向南第3、4个出线间隔,占用向北向南第3串西侧出线间隔、第4串西侧出线间隔,共扩建2台断路器,扩建后形成2个完整串,电气主接线型式不变;长清站目前已安装1组150Mvar的母线高抗和1组60Mvar低压电抗器。

(3)蟠龙站、济南站、聊城站保护改造

蟠龙站线路保护拆除,新上短引线保护屏柜组立、二次接线、保护调试。济南站蟠龙~济南线原线路保护拆除,新上线路保护屏柜组立、二次接线、保护调试、通道联调。聊城站内原聊长II线、邑聊I线线路保护拆除,断路器保护拆除,线路测控拆除。

(4)聊城电厂保护改造列入电厂侧

本期由于站内短接,原聊城电厂(一)~聊城、聊城~长清(二)线路测控及电度表转为备用,本期仅做拆除工作,拆除原聊城电厂(一)~聊城、聊城~长清(二)线线路测控、中开关断路器测控及电度表。

(5)岱宗变电站

已建500kV岱宗变电站位于泰安市肥城市安驾庄镇南赵庄村南侧,500kV出线6回,出线间隔排序自北向南依次为泰安西、泰安西、泰山、郓城电厂(预留)、泰山(预留)、郓城,本期500kV占用自北向南第1、2出线间隔。

(6)儒林变电站

已建500kV儒林变电站位于济宁市曲阜市尼山镇南元疃村南侧,500kV出线8回,出线间隔排序自西向东依次为备用、备用、淄川、淄川(预留)、新泰二线、新泰一线、邹县电厂二线、邹县电厂一线,本期500kV占用自西向东第3、8个出线间隔。

投资估算

本工程静态总投资242925万元;计划2023年开工,2025年建成投运。