山东电网现状分析和发展思路

牟 宏，汪 湲，张伟昌，孙 伟，安 鹏

（1.山东电力集团公司，山东 济南 250001；2.东营供电公司，山东 东营 257091）

0 引言

山东电网是一个以火电为主的交直流混合受电电网，现已覆盖全省17个市。2011年底全省拥有装机容量1 000 MW及以上电厂17座，最高交流电压等级500 kV、直流电压等级±660 kV，已运行的最大单机容量1 000 MW。山东电网已发展成为以300MW及以上发电机组为主力机型、500kV为主网架、220 kV为市域电网主网架，发、输、配电网协调发展的超高压、大容量、高参数、高自动化的大型现代化电网。为适应电力发展方式转变的要求，满足全省经济社会发展、特高压电网以及电源建设的需要，有必要对电网发展水平进行深入分析，提出发展思路，为坚强智能电网建设提供依据。

1 山东电网现状分析

1.1 电源结构

山东电网基本是一个纯火电系统，截至2011年底，省内电源总装机容量为68 128 MW，其中，火电64557MW，占94.7%；风电及光伏发电2502MW，占3.7%；水电及抽水蓄能1 069 MW，占1.6%。2005年，500 kV辛聊双线建成投运，山东实现与华北500 kV联网，山东电网开始由相对独立运行和电力自我平衡向交直流混合受电电网转变。到2011年底，山东电网通过500 kV黄滨双线、辛聊双线与华北两点联网，±660 kV银东直流落点青岛胶州并实现双极投运，山东接受外电达到7 500 MW，外电成为保证全省电力有序供应的重要支撑。2011年底山东省电源结构见图1。

图1 2011年底山东省电源结构图

1.2 电网结构

截至2011年底，山东电网拥有500 kV变电站30座、变压器59台，变电总容量43 250 MVA，线路69条，长度5 541 km；220 kV变电站287座、变压器552台，变电总容量90 533 MVA，线路729条，长度17 882 km。2011年底山东500 kV电网接线见图2。

图2 2011年底山东500 kV电网接线图

山东500 kV电网已形成“五横两纵”主网架，即东西方向主断面为双回路五个送电通道，南北方向主断面为两个单回路送电兼联络通道。由于省内电源主要集中在西部和西南部（德州、聊城、菏泽、济宁），省外来电除银东直流外，输入点集中于西北部和西部（滨州、聊城），而负荷中心位于中部的济南、淄博、潍坊地区，东部的烟台、威海、青岛地区以及南部的临沂市，因此，山东500 kV主网架输电方向基本为西电东送、南电北送。通过“十五”和“十一五”的大力建设，尤其是对500 kV西电东送通道的加强，山东500 kV主网架已具备较高的稳定水平和运行灵活性，线路发生N-1或同塔双回路N-2故障均不会引起其他线路过流，全接线方式下东送断面不受稳定约束。500 kV主网架形成后，220 kV系统以相邻几个500 kV变电站、主力电厂为依托，逐渐形成分区供电格局，目前已形成10个独立的供电区。区域内部220 kV系统基本形成环网结构，能够满足元件N-1运行要求，并具备抵御部分严重故障（如220 kV母线全停）的能力；区域之间保留了必要的220 kV沟通，具备极端事故情况下相互支援的能力。

1.3 电源接入系统现状

山东电网始终坚持电源分层分散接入的原则，根据各地区负荷情况、电源位置和装机容量大小，确定合适的接入电压等级，引导电源合理布局和科学接入，使得各区域电网均有一定的电源容量，各级电网特别是220 kV及以下电网保持了一定的电源比例，使电网在极端状态下有一定的电源支撑，保证基本负荷的供电。

对于送端主力电厂，如聊城、华德、邹县、嘉祥、润泽等百万千瓦级大型电厂，一般接入500 kV系统，通过500 kV主网架向负荷中心输电，提高了输送效率。目前，山东电网接入500 kV系统的统调机组装机总容量为10 070 MW，占22.3%。对于位于受端电网的，且经过一段时间的发展电力能够就地平衡的大容量机组 （如600 MW机组），在不受短路容量和稳定限制的条件下，创造条件接入220 kV系统，为受端电网提供有效的电力和电压支撑。目前，山东电网接入220 kV系统的机组装机总容量为34 270 MW，占76.1%。

电源分层分散接入系统不仅可以充分发挥各级电网的输送效率，而且有效控制了500 kV系统短路电流，为特高压进入山东电网腹地奠定了良好基础。与此同时，电源的分层分散接入可有效避免事故后大负荷转移，并为受端系统提供了坚强的电压支撑，提高了故障情况下系统的暂态稳定水平。

1.4 受端系统建设

受端系统负责直接向负荷供电，是电力系统的核心。山东电网一直注重对受端系统的建设，随着500 kV主网架结构的不断加强，220 kV电网已逐渐发展成为受端系统主网架，网架结构较为坚强并形成了分区供电的格局。目前，山东电网已形成10个独立的供电区，分别是烟台—威海、潍坊、青岛、临沂—日照、枣庄、济宁—菏泽、聊城、淄博南—莱芜—泰安东、青岛北和淄博北—东营供电区，济南、德州、滨州、泰安西电网之间还存在220 kV弱电气联系，但彼此间的界面已逐渐清晰。如前所述，在适度超前发展500 kV主网架的同时，通过电源分层分散接入系统，使得各供电区均具备2～3座主力电厂，保证了受端系统具备足够的电压支撑能力，提高了系统的安全性和可靠性。

2 山东电网发展需重点关注和研究的问题

为满足用电负荷、特高压电网、核电等发展需要，并进一步提高电网的安全稳定运行水平，适应新形势下对电力系统安全稳定运行的要求，在电网规划和建设过程中需重点关注和研究以下问题。

1）关于进一步转变电力发展方式，提高电网大范围优化配置资源能力的问题。近年来，山东经济社会实现又好又快发展，电力需求与一次能源短缺的矛盾日益突出。山东煤炭资源相对短缺，对外依存度越来越高，环境、运输压力大，省内燃煤机组发展空间有限。“十一五”期间，山东省GDP、全社会用电量年均增速分别达到13.1%和10.8%，而燃煤机组容量年均增速仅为9.4%。 仅依靠发展省内电源已难以满足全省经济社会发展需要，急需进一步转变自我平衡的电力发展方式，变单纯输煤为输煤输电并举，加快实施“外电入鲁”战略，通过特高压电网接受省外来电。

2）关于各级电网优化发展的问题。全省用电负荷的快速增长、“外电入鲁”送电规模的增大、核电基地的建设以及长距离、大潮流输送格局对电网提出了更高要求，仍需对500 kV主网架进行进一步优化和完善，重点加强输电通道间的沟通和供电区域的互供能力建设，提高主网架的受电能力、输送能力、供电能力和安全可靠性。220 kV电网亟需根据负荷增长、500 kV网络的延伸和电源建设进行网架结构优化和完善，有针对性的加强相邻区域、相邻500 kV变电站之间的220 kV沟通，研究解决500 kV变电站220 kV一段母线故障后的安全供电问题，进一步提高区域间事故支援和转供负荷的能力。110 kV及以下电网仍需加大投资和建设力度，进一步优化网架结构，不断提高供电可靠性和运行灵活性。

3）关于保证规划实施过渡阶段电网安全稳定运行的问题。受部分地区突增负荷以及部分规划项目因核准期限长而难以按期投运等因素的影响，规划实施过渡过程中，电网运行往往不同程度的存在薄弱环节，因此需注重对规划项目建设时序的优化，提高规划的适应性。

4）关于风电等新能源合理接入和有效消纳的问题。近年来，我省新能源发展迅速，尤其是风电，目前装机容量已达到2 465 MW，是“十五”末的70倍，并呈现出大规模和集中发展趋势，预计“十二五”末全省风电装机将超过8 000 MW。风电的间歇式和反调峰特性给电网安全运行和有效消纳等提出了更高要求。山东电网目前主要依靠火电机组调峰，抽水蓄能作为补充，正常情况下可基本满足运行需要，但个别情况下需要多次启停600 MW机组进行调峰。因此，需结合电网规划、调峰电源建设等深入研究风电等新能源的接入和消纳问题，以及对电网安全稳定运行带来的影响与应对措施。

3 山东电网发展思路

1）积极实施“外电入鲁”战略，加快建设特高压电网。“十二五”期间，通过特高压电网建设，提升电网资源优化配置能力，解决长期困扰我省的煤电运紧张难题，保障全省能源安全和电力可靠供应。规划建设1 000 kV锡盟—济南—南京“东纵”、陕北—济南—潍坊“北横”特高压交流输变电工程和±800 kV呼盟—青州、彬长—临沂东特高压直流工程，在省内形成以济南、潍坊、枣庄三个特高压交流落点为重要支撑，银东、呼盟、彬长三个直流落点深入负荷中心的特高压骨干网架，为我省电力供应提供坚强支撑。

2）继续优化发展输电网，侧重发展配电网，促进各级电网协调发展。

500 kV系统将重点围绕满足特高压交、直流接入和核电安全送出要求，同时为满足负荷增长及网架建设需要，对网架结构进行进一步优化和完善。在“五横两纵”主网架基础上，结合济南、潍坊特高压站建设，加强中部500 kV网架，并形成中部第二路与第三路500 kV送电通道间新的沟通；通过500 kV临沂Ⅲ、新泰等站建设，加强中部邹县—泰安—莱芜—临沂北—潍坊的500 kV通道；通过500 kV枣庄Ⅱ、苍山、岚山等站建设，构建南部枣庄南—临沂南—日照南的第二回500 kV通道；结合远景石岛湾核电送出，完善东部烟威电网500 kV环网结构；通过500 kV黄河、菏泽Ⅱ、济宁Ⅱ站建设，使500 kV主网架进一步向末端延伸，加强局部供电能力。200 kV系统将结合500 kV变电站布局和供电需要，加强和完善区域220 kV网架建设，有针对性的在相邻供电区、500 kV变电站间加强220 kV联络通道建设，不断优化网架结构，提高供电可靠性和抵御事故的能力。

配电网将根据220 kV变电站布点并结合区域负荷需求，加大建设力度，完善网架结构，进一步增强220 kV变电站之间转供负荷的能力，提高供电可靠性和运行灵活性。

3）统一规划，引导新能源科学有序发展。按照统一规划、有序开发、协调发展的原则，以电网规划和电网消纳能力为基础，将风电等新能源接入系统纳入电网规划，统一研究，引导新能源科学有序发展。同时，加强调峰电源建设，推进文登和沂蒙抽水蓄能电站及燃气轮机等项目的建设，优化调整电源结构，提高电网调峰能力，进而提高电网消纳风电等新能源发电的能力。