一種基于多核心構網模式的電網規劃方法
【專利摘要】一種基于多核心構網模式的電網規劃方法，包括以下過程：獲取電網現狀及規劃邊界條件；劃分核心電網；制定各核心電網內構網方案；確定核心電網間互聯模式；進行電氣校核分析；制定各階段實施方案、估算投資；輸出目標網架規劃方案。本發明通過引導負荷、電源協調發展，逐步形成自平衡的核心電網及其骨干網架，核心電網之間則逐步簡化，形成弱聯絡，最終目標網架將形成以核心電網為基本單元的結構，在實際運行中各核心電網基本實現自平衡，既相對獨立又可相互支援。本發明對核心電網和核心電網間的聯絡進行差異化規劃，其規劃的目標網架具有簡化結構、分散風險的特點，嚴重故障時棄局部保全網，可有效避免大面積停電。
【專利說明】 —種基于多核心構網模式的電網規劃方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電網的規劃方法，特別涉及一種基于多核心構網模式的電網規劃方法。
【背景技術】
[0002]經濟發展，電力先行。為保障經濟社會的可持續發展，解決電網目前及以后發展存在的問題，避免大面積停電事故，亟待從遠景目標電網結構出發，對電網進行優化調整規劃，確保電網的安全運行與長治久安。
[0003]傳統的電網規劃方法-目標網架研究方法,其在日益復雜的電網結構情況下,面對著潮流難以控制，難以構筑電網安全的第二、第三道防線，抵御嚴重故障的能力較差，存在大面積停電的風險，當電網聯系緊密，樞紐站數量多，單座電廠、變電站出線較多，廠站間電氣距離近，造成整體短路電流水平超標，加大了系統運行的難度。
[0004]目前已有相關研究對大型區域電網提出了內外環網、特高壓交流、組團化等構網思路。其中內外環網的構網模式遠景將難以解決電網結構復雜、短路電流偏高、大面積停電風險較高等問題；特高壓交流構網模式存在系統的穩定性和可靠性問題不易解決的主要缺點，應用前景不明朗；組團化構網模式增強了潮流的可控性，降低了大面積停電及電網崩潰的風險，但對組團內部網架指導性不強，也缺乏實際的網架方案支持。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題，就是提供一種適用于研究大型區域電網500kV目標網架的電網規劃方法，在傳統電網規劃方法基礎上通過引導負荷、電源的協調發展，逐步形成自平衡的核心電網及其骨干網架，核心電網之間則逐步簡化，形成弱聯絡；最終目標網架將形成以核心電網為基本單元的結構，在實際運行中各核心電網基本實現自平衡，既相對獨立又可相互支援，相鄰核心電網具備組團運行的條件。
[0006]解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:
[0007]一種基于多核心構網模式的電網規劃方法，其包括以下步驟:
[0008](I)獲取電網現狀及規劃邊界條件；
[0009](2)劃分核心電網；
[0010](3)制定各核心電網內構網方案；
[0011](4)確定核心電網間互聯模式；
[0012](5)進行電氣校核分析；
[0013](6)制定各階段實施方案、估算投資；
[0014](7)輸出目標網架規劃方案。
[0015]步驟(I)中，所述電網現狀包括規劃區域及其各子區域的負荷、電量情況，電源裝機及出力情況，電力、電量交換情況，以及電網結構和電網存在的問題；如線路、變電站重過載情況；所述規劃邊界條件包含規劃期的負荷預測、電源規劃方案以及變電站布點規劃方案；
[0016]與常規電網類似，該部分是電網規劃的基礎條件，可從規劃區域各級電網公司獲取。
[0017]步驟(2)中，所述核心電網是指在保障電網安全可靠的前提下，按照負荷分布、電源布局、已有網架結構、地理條件因素將電網劃分出的若干核心區域，各核心區域接受區外電力后自身基本平衡，核心內部構建堅強的骨干網架，核心之間僅保留弱聯絡；
[0018]核心電網劃分的原則如下:
[0019]a核心電網應圍繞負荷集中的核心區域構建，其中，負荷集中的核心區域是指負荷規模大于10000MW，負荷密 度不低于0.5MW/km2的區域；
[0020]b核心電網自身基本平衡，即電力盈余或缺額不超過1000麗；核心電網內電源結構合理，內部具備支撐電源，為核心電網提供單一簡單故障下的事故備用，其中，單一簡單故障包括單一元件(含線路、主變、母線)故障跳閘(N-1故障)以及直流單極閉鎖故障。
[0021]核心電網劃分的過程如下:
[0022]a按照核心電網劃分的原則，確定規劃區域若干負荷集中的核心區域，再根據核心區域近區的電源布局、已有網架結構以及地理條件因素將其周邊區域并入該核心區域，核心與其周邊區域形成自身基本電力平衡的區域，從而核心與其周邊區域的電網形成核心電網；
[0023]b對核心電網的劃分進行校核，如果通過校核則核心電網劃分結束，如果未通過需跳至a重新進行；
[0024]校核的原則如下:
[0025]為保證核心電網的供電安全，核心及周邊區域的電網規模不宜過小，即使不考慮聯絡線的作用，也應具備承受一定事故的能力；核心及周邊區域電網的旋轉備用容量應不小于網內最大單一故障所造成系統損失的功率規模；
[0026]若核心電網內有直流落點，則其規模應按直流單極閉鎖來校核，校核公式如下:
【權利要求】
1.一種基于多核心構網模式的電網規劃方法，其特征在于包括以下步驟: (1)獲取電網現狀及規劃邊界條件； (2)劃分核心電網； (3)制定各核心電網內構網方案； (4)確定核心電網間互聯模式； (5)進行電氣校核分析； (6)制定各階段實施方案、估算投資； (7)輸出目標網架規劃方案。
2.根據權利要求1所述的基于多核心構網模式的電網規劃方法，其特征在于:所述的步驟(1)中，所述電網現狀包括規劃區域及其各子區域的負荷、電量情況，電源裝機及出力情況，電力、電量交換情況，以及電網結構和電網存在的問題；所述規劃邊界條件包含規劃期的負荷預測、電源規劃方案以及變電站布點規劃方案。
3.根據權利要求1所述的基于多核心構網模式的電網規劃方法，其特征在于:所述的步驟(2)中，核心電網劃分的原則如下: a核心電網應圍繞負荷集中的核心區域構建，其中，負荷集中的核心區域是指負荷規模大于10000MW，負荷密度不低于0.5MW/km2的區域； b核心電網自身基本平衡，即電力盈余或缺額不超過100MW ;核心電網內電源結構合理，內部具備支撐電源，為核心電網提供單一簡單故障下的事故備用，其中，單一簡單故障包括單一元件故障跳閘以及直流單極閉鎖故障； 核心電網劃分的過程如下: a按照核心電網劃分的原則，確定規劃區域若干負荷集中的核心區域，再根據核心區域近區的電源布局、已有網架結構以及地理條件因素將其周邊區域并入該核心區域，核心與其周邊區域需形成自身基本電力平衡的區域，從而核心與其周邊區域的電網形成核心電網； b對核心電網的劃分進行校核，如果通過校核則核心電網劃分結束，如果未通過需跳至a重新進行； 校核的原則如下: 核心及周邊區域電網的旋轉備用容量不小于網內最大單一故障所造成系統損失的功率規模； 若核心電網內有直流落點，則其規模應按直流單極閉鎖來校核，校核公式如下:
4.根據權利要求1所述的基于多核心構網模式的電網規劃方法，其特征在于:所述的步驟(3)中，各核心電網內構網方案制定過程如下: a根據核心電網的基本網架結構、負荷分布及電力流向，將核心電網劃分為若干受(送)電斷面； b對各斷面內電網進行電力平衡，電力平衡的原則和方法與常規電網規劃相同，根據各斷面內電網電力缺額或盈余情況，確定各斷面在目標年相對于現狀需新增的受(送)電通道； c對核心電網內的規劃變電站進行接入系統方案比較，方案比較方法與常規規劃相同，即對各方案下的網架形態、建設難度、受(送)電能力、安全可靠性、潮流分布及短路電流方面進行比較，最后綜合各方面確定各核心電網內的構網方案。
5.根據權利要求1所述的基于多核心構網模式的電網規劃方法，其特征在于:所述的步驟(4)中，所述核心電網間互聯是指各核心電網通過聯絡線與相鄰電網保持聯絡，以達到各核心電網與相鄰電網具備一定的相互支援能力，即在可預見的一般事故下實現核心電網之間的互備互援，在不可預見的嚴重事故下通過采取措施，有效隔離事故的區域，減小事故的影響范圍的目的； 核心電網間聯絡通道的構建原則考慮以下幾方面: a聯絡通道的構建 綜合分析系統短路電流水平、系統安全風險、交流系統故障對直流的影響方面； b從控制系統短路電流，降低聯絡線單通道檢修情況下的風險角度考慮，相鄰核心電網間構建的聯絡通道數不超過2個，各個核心電網與其它電網的聯絡通道不少于3個； c正常運行方式和單個通道檢修情況下，各核心電網具備至少2個對外聯絡通道投入的條件； d正常運行方式和單個通道檢修情況下，任何一個聯絡通道退出，不會導致電網解列； e聯絡通道利用率較低，構建的聯絡通道線路不超過80km ； 制定核心電網間互聯模式的過程如下: a各個核心電網的骨干網架形成后，從整體的網架形態上看，各個核心電網之間自然形成了一些聯絡線路，研究聯絡通道方案，應基于充分利用這些聯絡線路的應用，減少新建聯絡線的需求； b選擇靠近研究區域中心位置的若干核心電網作為核心電網間聯絡方案的研究對象，這幾個核心電網與其他核心電網間聯絡方案需涵蓋規劃區域所有核心電網間的聯絡情況； c針對某個研究對象進行聯絡點的選擇，聯絡點的選擇充分利用資源，不考慮新增聯絡通道數量，首先選擇自然形成的聯絡點，其次可選擇與自然形成的聯絡點相連的變電站，這些變電站通過在自然形成的聯絡點站外線路跳通形成與其他核心電網的聯絡點，另外聯絡點可根據投資大小和實施難度選擇處于核心電網中結構較薄弱，運行風險較大的變電站；d進行聯絡方案比較，方案比較內容與常規電網規劃相同，通常需對各方案下的網架形態、建設難度、安全可靠性、穩定情況、潮流分布及短路電流方面進行比較；其中潮流分布比較需分析各聯絡方案下任意兩個聯絡通道投入時，該核心電網與其他核心電網間的潮流穿越情況，若潮流穿越功率較大，則該聯絡方案不合理；短路電流比較需對各聯絡方案下任意兩個聯絡通道投入情況進行短路電流計算，對于500kV電網，短路電流控制在63kA以下。
6.根據權利要求1所述的基于多核心構網模式的電網規劃方法，其特征在于:所述的步驟(5)中，所述電氣校核是指對目標網架進行電氣計算，通常包括潮流分析，短路電流計算和穩定分析，其計算深度與常規電網規劃相同，并判斷電氣計算結果是否符合相關標準，若果是，則進行各階 段實施方案和投資計算，如果否，則轉至步驟(3)重新進行。
【文檔編號】G06Q50/06GK104036343SQ201410199145
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月12日 優先權日:2014年5月12日
【發明者】吳烈鑫, 林勇, 吳偉杰, 樊揚 申請人:廣東電網公司電網規劃研究中心, 廣東電網發展研究院有限責任公司