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特大城市 电网如何更安全?

2014-06-13 11:02
Hsiao Chen
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  特大城市是指其城市规模特别大的城市。联合国通常将100万人作为划定特大城市的下限。2014年3月16日我国公布的《国家新型城镇化规划(2014~2020年)》中,对超过500万人的城市认定为特大城市。

  随着我国经济的发展和城市化水平的迅速提高,大城市的数量和规模都在急剧膨胀。根据对未来中远期电网发展规模的预测,我国不少大中城市今后10~20年内的用电负荷将达到较高水平,会接近或超过当前国内城市的最高负荷。但土地资源紧张、供电走廊减少等问题严重制约城市电网的发展,并进一步制约城市自身的发展。这些城市未来目标网架的构建如果继续沿用旧有模式,将会降低电网的安全水平,对社会效益和经济效益产生不利影响。

  近年来国外发生了多起大面积停电事故,造成巨大经济损失,产生负面社会影响。而特大城市电网供电负荷集中、人口密集,一旦停电影响巨大,因此保障特大城市的输电安全性具有重要意义。随着特大型城市电网高速发展,如何建立适合高负荷密度的大型城市受端电网发展的输电模式,提高城市电网运行的安全性和可靠性,减少电网事故的发生风险,具有重要研究价值。

  调研发现,巴西圣保罗市电网的交流电压等级较为繁多,仅输电网络层就有765千伏、525千伏、440千伏、345千伏、230千伏、138千伏,此外还有直流±600千伏,电网等级和电网结构较乱,这种网架结构容易发生连锁故障,近年来曾因连锁故障导致电网崩溃事件发生,应该引以为戒。

  借鉴国外大型城市电网规划的理念,国家电网公司“特大型城市电网输电模式和运行风险评估研究”项目提出了适合我国国情的高可靠性城市电网目标网架构建方法。项目研究建立了考虑静态和动态可靠性风险指标的大型城市电网目标网架规划流程;指出了我国特大型城市电网输电模式发展趋势为500千伏电网形成双环网或扩大型双环网、220千伏电网由相邻的两个或多个500千伏站联合供电模式适时发展为单个500千伏站独立为1片220千伏电网供电的避免短路电流过大的输供电模式;指出了进行风险评估是我国高可靠性电网在规划和运行中应考虑的重点内容。项目研究还阐明了特大型城市电网大停电的机理,对电网安全三道防线的配置提出了新的全面的要求。

  现在,项目相关方法已在上海、重庆、天津等特大城市电网近期输变电工程建设与远景规划协调发展中得到了应用,确定了合理的电网目标网架方案和电网安全防御方案,提高了电网运行的安全可靠水平,增强了电网抵御严重故障和输供电的能力,减少了电网的安全隐患,节约了电网建设投资。(作者:宋云亭 杨海涛 张鑫)

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