宁波电网抗冰灾的启示及反思

２０１３年第１　１期　浙江电力　ＺＨＥＪＩＡＮＧ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　１９　

宁波电网抗冰灾的启示及反思　黄森炯，周　盛，顾伟，王睛　（宁波电业局，浙江宁波３１５０１０）　

摘要：近年来，电网冰灾事故时有发生，众多骨干输电线路被迫长期停运，电网稳定运行和电力可　靠供应面临巨大的挑战。以２０１３年１月宁波电网冰灾为例，分析了该地区抗冰灾的主要对策，结合　此次抗击冰灾的实际经验。提出了生命通道概念以及区域电网构建生命通道的规划，稳定孤网运行的　重点要素等应对此类灾害采取的技术手段。同时总结了输电线路走廊选择、电网规划、电源规划等方　面在此次冰雪灾害中暴露的问题，并提出了改进建议。　关键词：抗击冰灾；孤网稳定控制；电网规划；调度决策系统　中图分类号：ＴＭ７２６．１　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００７—１８８１（２０１３）１１－００１９—０６　

Ｉｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｎ　Ａｎｔｉ－ｉｃｅ　Ｄｉｓａｓｔｅｒ　ｏｎ　Ｎｉｎｇｂｏ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｒｉｄ　ＨＵＡＮＧ　Ｓｅｎｊｉｏｎｇ，ＺＨＯＵＳｈｅｎｇ，ＧＵ　Ｗｅｉ，ＷＡＮＧ　Ｑｉｎｇ　（Ｎｉｎｇｂｏ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ　Ｐｏｗｅｒ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｎｉｎｇｂｏ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　３　１５０１０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ，ｉｃｅ　ｄｉｓａｓｔｅｒ　ｏｎ　ｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ　ｏｃｃｕｒｓ　ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ．Ｎｕｍｅｒｏｕｓ　ｍａｉｎ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅｓ　ａｒｅ　ｆｏｒｃｅｄ　ｔｏ　ｓｔｏｐ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｏｖｅｒ　ａ　ｌｏｎｇ　ｐｅｒｉｏｄ　ｏｆ　ｔｉｍｅ，ａｎｄ　ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｃｈａｌｌｅｎｇｅ　ｐｏｓｅｄ　ｏｎ　ｓｔａｂｌｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ　ａｎｄ　ｒｅｌｉａｂｌｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｉｎ　ｆｉｇｈｔｉｎｇ　ａｇａｉｎｓｔ　ｉｃｅ　ｄｉｓａｓｔｅｒ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ａｎｔｉ—ｉｃｅ　ｄｉｓａｓｔｅｒ　ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｒｅｇｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｏｐｏｓｅｓ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｍｅａｎｓ　ｌｉｋｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｐｔ　ｏｆ　ｌｉｆｅ　ｃｈａｎｎｅｌ，ｐｌａｎｎｉｎｇ　ｏｆ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ　ｌｉｆｅ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｉｎ　ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ　ａｎｄ　ｋｅｙ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｆｏｒ　ｓｔａｂｉ－　ｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｓｏｌａｔｅｄ　ｇｒｉｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅ　ｃｏｒｒｉｄｏｒ，ｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ　ｐｌａｎｎｉｎｇ，ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｎｉｎｇ　ｅｘｐｏｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｉｃｅ　ｄｉｓａｓｔｅｒ；ｂｅｓｉｄｅｓ，ｉｔ　ｂｒｉｎｇｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｉｍ—　ｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｎｔｉ—ｉｃｉｎｇ　ｄｉｓａｓｔｅｒ；ｉｓｏｌａｔｅｄ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ；ｇｒｉｄ　ｐｌａｎｎｉｎｇ；ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ　ｄｅｃｉｓｉｏｎ—ｍａｋｉｎｇ　

ｓｙｓｔｅｍ　

２０１３年１月５日一９日抗冰灾期间宁波电网　共发生１８条１１０　ｋＶ及以上输电线路故障跳闸。　宁波电业局通过调整运行方式、控制断面潮流、　及时对线路进行强送等手段，在８天时间内恢复　了全部跳闸线路。在此简要介绍了宁波电网冰灾　事故形成和发展过程，总结了电网应急处理的经　验和教训【Ｉ－　。对输电线路走廊选择、电网规划、　电源规划等方面的问题进行了反思，并在预防冰　灾、加强主网架、建设在线预警调度决策支持系　统等方面提出了建议　１冰灾期间宁波电网情况分析　１．１宁波电网电源及负荷状况　截至２０１３年１月底宁波电网有５００　ｋＶ变电　站５座，２２０　ｋＶ变电站４ｌ座，１１０　ｋＶ变电站１６８　座。５００　ｋＶ线路２５条，２２０　ｋＶ线路１２５条．１１０　ｋＶ线路４４４条，宁波电网初步形成了以５００　ｋＶ　变电站为中心的分层分区网架。　宁波区域现有北仑、强蛟、乌沙山、镇海等　

一批大型发电厂及台塑自备、亚浆等大型用户自　备发电厂。其中北仑发电厂以５００　ｋＶ电压等级上　网，强蛟、乌沙山发电厂均以２条５００　ｋＶ线路　接至宁海变，镇海发电厂、台塑自备热发电厂、　亚浆自备发电厂以２２０　ｋＶ电压等级上网。宁波电　网内电源分布特点是南部装机富裕，北部装机偏　少，形成潮流自南向北输送特点　区域内３　ＭＷ　及以上地方发电厂均以１１０　ｋＶ及以下电压等级　上网，总装机容量１　４３７．３５　ＭＷ，其中自备机组　２０　浙江电力　２０１３年第１　１期　６５４．９０　ＭＷ．占４５．５６％。总装机构成中热电９６１．９０　ＭＷ，占６６．９２％；火电８１．Ｏ０　ＭＷ，占５．６４％；水　电１２９．３５　ＭＷ。占９．Ｏ０％：燃气轮机１４０．６０　ＭＷ，　占９．７８％；风电１２４．５０　ＭＷ，占８．６６％。　２０１２年宁波地区统调最高负荷（整点）８９６．２万　ｋＷ，同比减少０．５ｌ％；网供电量达４４７．８亿ｋｗｈ，　同比增长０．０９％．２０１３年１月份冰灾前宁波电网　统调最高负荷７７５．５万ｋＷ。　ｌ－２冰灾形成原因　（１）宁波处沿海丘陵地带，高压线路“翻山越　岭”现象普遍，环境恶劣，冰雪天气下高耸的树木　对电力线路构成了严重威胁。海拔高度越高，覆　冰越严重．凶为空气中液水含量随海拔高度的增　加而升高。风速越大，液水含量越高，单位时间　内向导线输送的水滴越多，覆冰也越严重；　（２）北方天气冬天气温始终在０℃以下，冰雪　难融化，所以不会酿成较大的灾害：南方空气中　水分含量多．下的雪以湿雪为主，易凝结成冰，　且冬天气温徘徊在０　左右．往往线路上的雪还　没完全化开，天气又降到０℃以下，如此循环往　复线路上的冰越来越厚：　（３）除冰手段缺乏．新技术应用进展缓慢，应　用范围不广．例如融冰技术还只在试验阶段。　１．３电网受损情况分析　宁波电网在８天时间内共跳闸１８条１　１０　ｋＶ　及以上跳闸线路，此次冰灾对１１０　ｋＶ电网影响　相对较小，跳闸线路主要集中在２２０　ｋＶ及以上　线路，跳闸线路分布见图１。　０　ｋＶ　Ｉ条　５　５％　５００　ｋＶ　５条　１　线路跳闸比例分布　２２０　ｋＶ及以上线路输送容量大、距离长。多　穿越海拔高、树木茂密等地理形势险峻地带，这　客观上增加了线路发生故障的几率；另一方面高　电压等级线路多采取分列导线，冰灾时增加了负　重，也增加了倒塔断线几率。　２电网应对冰灾措施　２．１冰灾形成初期　调度控制中心及时启动了《应急事故处理预　案》　，全面加强了值班力量的配备成立应急救　灾小组，与气象部门联动做好负荷预测工作，及　时恢复电网全接线全保护运行方式，避免人为造　成设备停役。与地方发电厂加强沟通，留足旋转　备用容量，根据历年故障类型，落实抢修物资。　２．２电网冰灾发展阶段　针对电网结构的变化和电网的各个薄弱环　节，对多重预想的电网事故进行仿真分析，加强　事故处理预案的时效性和针对性，这些预案有效　地指导了电网冰灾事故的应急处理。　（１）根据电网运行方式的变化、抢修进度的　变化，及时对事故预案进行滚动修订。　（２）及时对重要线路组织强送。查明变电站　内无故障，一二次设备完好后，立即对线路进行　

一次强送．防范线路连锁跳闸可能引发的大面积　停电事故。　（３）预想在极端情况下区域电网与主网之间　只剩一回通道时，控制联络通道潮流为零，当联　络线跳闸后区域电网能自动稳定运行，不发生频　率崩溃。同时确保区域内低周、低压减载装置投　入，并根据装置容量和联络线负荷进行核算，做　好区域电网与主网解列预案［４－６Ｉ。　２．３灾后恢复工作　尽快恢复主网线路，限额放宽后及时通知相　关单位及用户恢复生产生活正常水平。防止遗漏　通知而人为造成生产损失。及时恢复调整运行方　式，保证供电可靠性。抗灾期问因时问紧、环境　恶劣等因素，抢修工作多为临时性修复措雅，灾　害过后需重新安排停役进行永久性修复。对受损　严重的线路其海拔高度、地理环境需重新评估Ｉ　Ｉ，　必要时规划降低海拔高度．将输电线路改设在地　理环境相对良好的位置　

３加快宁波电网生命通道建设　３．１　生命通道的定义及分类　为抗击自然灾害，可根据电网的电压等级、　线路输送能力、输送负荷重要性和地理位置等因　素来定义电网的生命通道，并分为３级。生命通　２０１３年第ｌ１期　黄森炯，等：宁波电网抗冰灾的启示及反思　２１　道可以是一条输电线路，也可以是多条输电线路　组成的一个输电断面，分类见表１。　（１）２２０　ｋＶ及以上电网线路生命通道选择以　可能发生６级及以上电网事件为原则，可以选择　区域电网联络线．供终端变电站输电通道等。　（２）抗击冰灾加强区域１１０　ｋＶ电网生命通道　显得十分重要。当２２０　ｋＶ及以上联络线或主供线　路跳闸后．可以用１１０　ｋＶ线路转供重要负荷，　避免变电站全停发生。２２０　ｋＶ变电站之间１１０　ｋＶ　联络线建设有３种方式，见图２。　２２０　ｋＶ　２２０　ｋＶ　＠————＠　１１０　ｋＶ　（ａ）　（ｂ）　图２　１１０　ｋＶ生命通道方式示意　１１０　ｋＶ　（ｃ）　其中方式（ｂ）还可以拓展为多Ｔ联接，即１　条线路“Ｔ”接多个１１０　ｋＶ变电站，方式（ｃ）可拓　展为２个２２０　ｋＶ变电站问串接多个１１０　ｋＶ变电　站．各种方式优缺点及适用范围见表２。　规划建设宁波电网１１０　ｋＶ电网生命线工程．　在区域内２２０　ｋＶ及以上网架全部或局部瘫痪的　情况下．能够实现以地区１ｌ０　ｋＶ电网生命线为　基础，灵活备供电网为支持，区域互供电网为保　障，依靠区域电源维持或快速恢复到日常负荷　３０％左右的供电能力。最大程度地满足重点单位、　重要用户供电．并为电网恢复运行提供保障。需　要注意的是２２０　ｋＶ变电站２２０　ｋＶ电源失去情况　下．通过１　１０　ｋＶ线路转供时１１０　ｋＶ侧即为主供　电源，通过１１０　ｋＶ转供３５　ｋＶ负荷时主变后备保　护需更改定值与一次方式相适应。　３．２片区划分及补强　根据宁波电网网架结构特征、变电站地理分　布、重要用户的分布以及电网发展规划情况，结　合区域电源的接人．将宁波电网划分若干以５００　ｋＶ变电站为核心的相对独立的电网片区。其中部　分２２０　ｋＶ起联络线作用的生命通道正常时开断，　避免电磁环网、减小短路电流。现阶段电网拓扑　及补强工程示意如图３所示。　３．３　１１０　ｌ　生命通道补强工程建议　各个片区在电网遭受极端外部灾害时．主网　２２０　ｋＶ及以上电网全部或局部瘫痪的情况下，首　先能够以本片区内的区域电源为基础．以２２０　ｋＶ　变电站１１０　ｋＶ母线为节点形成灵活备供电网，通　过１１０　ｋＶ电网生命线。第一时间满足本片区内　重要用户的供电需求；其次通过各片区间的１１０　ｋＶ联络通道形成各片区之间互救、互济的区域