Анализ существующего состояния

АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО СОСТОЯНИЯ

В ОРЕНБУРГСКОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЕ ¹

 

Основным недостатком электрической сети Оренбургской энергосистемы является недостаточное развитие системообразующих сетей 500 и 220 кВ в Западном и Северном энергорайонах.

Конфигурация и пропускная способность существующей сети 500 и 220 кВ не позволяют осуществлять в необходимом объёме перетоки мощности между отдельными частями энергосистемы и обеспечивать достаточную надёжность электроснабжения потребителей Западного энергорайона (электроснабжение по одной тупиковой ВЛ 500 кВ).

Для снижения рисков ненадёжности сети 500 и 220 кВ в Оренбургской энергосистеме введена противоаварийная автоматика, которая при аварийном отключении системных линий принудительно отключает потребителей.

Основными проблемами, существующими в Оренбургской энергосистеме являются следующие:

1. Центральный энергорайон является дефицитным и в нём постоянно присутствует высокая вероятность нарушения устойчивости при аварийных отключениях ВЛ 500 и 220 кВ. Для решения данной проблемы предлагается осуществить строительство ВЛ 500 кВ «Газовая – Красноармейская» и установить вторую группу АТГ на ПС 500 кВ «Газовая».

2. В Западном энергорайоне присутствует протяжённый транзит ВЛ-220 кВ «Бузулукская - Куйбышевская», постоянно наблюдаются низкие уровни напряжения в сети 220-110 кВ в районе размещения ПС 220 кВ «Бузулукская». Отсутствуют возможность для подключения новых потребителей. Решения данной проблемы достигается посредством строительства новой ПС 220/110 кВ и развитие сети 220 кВ.

3. В Северном энергорайоне наблюдается высокая загрузка АТ 220/110 кВ на ПС 220 кВ «Михайловская» (до 100%). Для решения этой проблемы предлагается увеличить трансформаторную мощность на ПС 220 кВ «Михайловская».

 

В целом для повышения надёжности электроснабжения потребителей Центрального и Западного энергорайонов и Оренбургской энергосистемы, в ОАО «ФСК ЕЭС» утверждено ТЗ на выполнение работы «Обоснование инвестиций на строительство ПС 500 кВ «Преображенская» с установкой АТГ 500/220 кВ (3×501 MBА), заходов ВЛ 500 кВ «Красноармейская – Газовая» на ПС 500 кВ «Преображенская», ВЛ 220 кВ «Преображенская – Михайловская», заходов ВЛ 220 кВ «Бузулукская – Сорочинская» на ПС 500 кВ «Преображенская» и замену существующих АТ 2×125 МВА на ПС 220 кВ Бузулукская на АТ 2×200 МВА».

 

ПРОГНОЗ УРОВНЕЙ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ

И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

 

Для исследования электрических режимов при усилении сети 220 кВ или строительстве ПС 500 кВ «Преображенская», в данном разделе производится анализ динамики изменения нагрузки в Оренбургской энергосистеме, в т.ч. отдельно по энергорайонам, на основе отчётных данных 2005-2010 г.г. На основе приведённых данных производится дальнейший прогноз роста электрических нагрузок в Оренбургской энергосистеме по минимальному максимальному вариантам. Также приводятся отчётные и прогнозные данные по расходу электроэнергии в Оренбургской энергосистеме на период 2005 – 2020 г.г.

 

ВАРИАНТЫ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

ОРЕНБУРГСКОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ

 

В Оренбургской энергосистеме до 2015 г. планируется сооружение и ввод в работу ВЛ 500 кВ «Газовая – Красноармейская», которая позволит значительно повысить пропускную способность сечения «Урал – Средняя Волга». При этом развитие сетей 220 кВ Северного и Западного энергорайонов принципиально может идти в двух направлениях:

1. Развитие связей 220 кВ, соответствующее росту нагрузок в энергорайонах

и не связанное электрически с сетью 500 кВ;

2. Сооружение нового центра питания 500 кВ

с заходами ВЛ 500 кВ «Газовая – Красноармейская»,

электрически связанное с развитием сети 220 кВ.

 

Режимы работы электрической сети Оренбургской энергосистемы и транзита Урал – Средняя Волга показывают, что транзит по ВЛ 220 кВ «Куйбышевская – Бузулукская – Сорочинская – Газовая» (при замкнутой ВЛ 220 кВ Бузулукская – Сорочинская) будет шунтировать транзиты по ВЛ 500 кВ, «Газовая – Красноармейская», в частности. Поэтому, во всех вариантах транзит по сети 220 кВ со стороны Средней Волги должен быть разомкнут. Подробный анализ режимов при развитии Оренбургской энергосистемы произведён в разделе 4 настоящей работы.

В Северном и Западном энергорайонах Оренбургской энергосистемы наблюдаются пониженные уровни напряжения в сети 220 и 110 кВ. Для обеспечения баланса мощности, требуемых уровней напряжения в Северном и Западном энергорайонах Оренбургской энергосистемы и повышения пропускной способности сечений 500 и 220 кВ, развитие электросетевого комплекса указанных энергорайонов предлагается осуществлять по одному из двух нижеследующих вариантов:

 

ВАРИАНТ №1 (рис.3.1).Развитие сети 220 кВ без электрической связи с сетью 500 кВ:

1.1. Развитие сети 500 кВ с сооружением ВЛ 500 кВ «Газовая – Красноармейская»,

трасса 390 км, строительство и ввод до 2015 г.

1.2. Развитие сети 220 кВ с вводом объектов после 2015 г.:

· Замена на ПС 220 кВ «Бузулукская» двух АТ 220/110 кВ мощностью 2×125 МВА

на два АТ с мощностью 2×200 МВА;

· Замена на ПС 220 кВ «Михайловская» двух АТ 220/110 кВ мощностью 2×125 МВА

на два АТ мощностью 2×200 МВА;

· Сооружение второй цепи ВЛ-220 кВ «Куйбышевская – Бузулукская-2», трасса 142 км;

· Сооружение ВЛ-220 кВ «Бузулукская – Михайловская», трасса 159 км.

 

ВАРИАНТ №2 (рис.3.2).Развитие сети 220 кВ без электрической связи с сетью 500 кВ:

2.1. Развитие сети 500 кВ с сооружением ВЛ 500 кВ «Газовая – Красноармейская»,

390 км; строительство и ввод до 2015 г.

2.2. Развитие сети 220 кВ с вводом объектов после 2015 г.

· Замена на ПС 220 кВ «Бузулукская» двух АТ 220/110 кВ мощностью 2×125 МВА

на два АТ мощностью 2×200 МВА;

· Замена на ПС 220 кВ «Михайловская» двух АТ 220/110 кВ мощностью 2×125 МВА на два АТ мощностью 2×200 МВА;

· Сооружение второй цепи ВЛ-220 кВ «Сорочинская – Бузулукская», трасса 80 км;

· Сооружение второй цепи ВЛ-220 кВ «Сорочинская – Газовая», трасса 188.1 км;

· Сооружение ВЛ-220 кВ «Бузулукская – Михайловская», трасса 158.6 км.

 

 

ВАРИАНТ №3 (рис.3.3).Сооружение ПС 500/220 кВ «Преображенская»

с электрической связью с существующей сетью 220 кВ:

3.1. Развитие сети 500 кВ:

· Сооружение ВЛ 500 кВ «Газовая – Красноармейская», трасса 390 км, до 2015 г.;

· Сооружение ПС 500 кВ «Преображенская»

с установкой 1×АТГ 500/220 кВ, мощностью 501 МВА, после 2015 г.;

· Сооружение заходов ВЛ 500 кВ «Газовая – Красноармейская»

на ПС 500 кВ «Преображенская», 2 захода, трасса 2×6 км, после 2015 г.

3.2. Развитие сети 220 кВ:

· Замена на ПС 220 кВ «Бузулукская» двух АТ 220/110 кВ мощностью 2×125 МВА

на два АТ мощностью 2×200 МВА, после 2015 г.;

· Замена на ПС 220 кВ «Михайловская» двух АТ 220/110 кВ мощностью 2×125 МВА на два АТ мощностью 2×200 МВА, после 2015 г.;

· Сооружение заходов ВЛ-220 кВ «Бузулукская – Сорочинская»

на ПС 500 кВ «Преображенская», 2 захода, трасса 2×10 км, после 2015 г.;

· Сооружение ВЛ-220 кВ «Преображенская – Михайловская», трасса 158.6 км,

ввод после 2015 г.

 

Топологические схемы развития вариантов развития сетей 500 и 220 кВ для вариантов 1, 2 и 3 представлены далее, на рис.3.1, 3.2 и 3.3 соответственно. Варианты развития сетей с географической привязкой к местности приведены в приложениях 1.1, 2.1 и 3.1 для вариантов 1, 2 и 3 соответственно. Схемы электрических соединений для вариантов развития сети 1, 2 и 3 с указанием трасс ВЛ, сечением проводов линий электропередачи и объёмов электросетевого строительства представлены в приложениях 1.2, 2.2 и 3.2 соответственно.

 

Во всех вариантах развития сетей 500 и 220 кВ Северного и Западного энергорайонов Оренбургской энергосистемы, для обеспечения качества электроэнергии и повышения уровней напряжения в сети 110 кВ предусмотрены мероприятия по развитию сетей 110 кВ и ниже:

· Установка на шинах 110 кВ ПС 220 кВ «Бузулукская» двух БСК мощностью 2×52 МВАр, после 2015 г. (в соответствии с инвестиционными программами ОАО «ФСК ЕЭС» и ОАО «МРСК Урала;

· Установка на ПС 220 кВ «Михайловская», на шинах 110 кВ двух БСК мощностью

2×52 МВАр, после 2015 г.;

· Реконструкция ПС 35/10 кВ «Чкаловская», ПС 35/10 кВ «Азаматово»

и ПС 35/10 кВ «Емельяновка» с переводом на напряжение 110 кВ (до 2015 г.);

· Сооружение ВЛ-110 кВ «НПС – Чкаловская», трасса 42 км (до 2015 г.);

· Перевод существующей ВЛ 35 кВ «Пономарёвка – Емельяновка», выполненной в габаритах 110 кВ, на напряжение 110 кВ с реконструкцией ПС 110 кВ «Пономаревка»;

· сооружение ВЛ-110 кВ «Емельяновка – Азаматово», трасса 20 км, ввод до 2015 г.;

· сооружение ВЛ-110 кВ «Чкаловская – Азаматово», трасса 30 км, ввод после 2015 г.;

· сооружение отпайки от ВЛ-110 кВ «НПС – Чкаловская» до ПС 110 кВ «Заглядино»,

трасса 16 км, ввод после 2015 г.

 

Целью данной работы является исследование вариантов развития электрических сетей 500 и 220 кВ Оренбургской энергосистемы, находящихся на балансе ОАО «Федеральной Сетевой Компании», поэтому далее в работе при экономическом сравнении вариантов развития сети учитывается только электросетевое строительство объектов 500 и 220 кВ. При расчёте и анализе нормальных и послеаварийных режимов анализируются напряжения в сетях 500, 220 и 110 кВ с учётом загрузки линий электропередачи и загрузки трансформаторного оборудования.

 

 

Рис.3.1. Вариант 1.

Строительство ВЛ-500 кВ «Газовая – Красноармейская»,

ВЛ-220 кВ «Бузулукская – Куйбышев-2» и ВЛ-220 кВ «Бузулукская – Михайловская»

 

Рис.3.2. Вариант 2.

Строительство ВЛ-500 кВ «Газовая – Красноармейская»,

ВЛ-220 кВ «Газовая – Сорочинская-2», ВЛ-220 кВ «Сорочинская – Бузулукская-2»,

и ВЛ-220 кВ «Бузулукская – Михайловская»

 

Рис.3.3. Вариант 3.

Строительство: ПС 500/220 кВ «Преображенская», заходов от ВЛ-500 кВ «Газовая – Красноармейская» на ПС 500 кВ «Преображенская»,

заходов от ВЛ-220 кВ «Сорочинская – Бузулукская» на ПС 500 кВ «Преображенская»,

и ВЛ-220 кВ «Преображенская – Михайловская»

ВЫВОДЫ

 

1. Существующее состояние электрической сети ЕНЭС с учётом сооружения ВЛ-500 кВ «Газовая – Красноармейская» не может обеспечить надёжное электроснабжение потребителей Западного и Северного энергорайонов Оренбургской энергосистемы.

 

2. Нагрузка в Западном и Северном энергорайонах в 2010 г. составила 339 и 168 МВт соответственно. Ожидаемый уровень нагрузки в Западном и Северном энергорайонах Оренбургской энергосистемы в 2016 г. составит 385 (13.5%) и 197 МВт (17.3%) соответственно. В 2016 г. уровень нагрузки составит 411 и 213 МВт по Северному и Западному энергорайонам соответственно. При максимуме нагрузки в Оренбургской энергосистеме в 2010 г. 2397 МВт, ожидаемый уровень нагрузки в 2016 г. составит 2493 МВт по сценарию минимального прироста нагрузки и 3 100 МВт по сценарию максимального прироста нагрузки. Ежегодный среднестатистический рост нагрузки в Оренбургской энергосистеме составляет около 1% в год.

 

3. Для повышения надёжности электроснабжения существующих потребителей и обеспечения возможности подключения новых потребителей, необходимо усиление сети 220 кВ в Западном и Северном энергорайонах Оренбургской энергосистемы.

 

4. При развитии сети 500 и 220 кВ Оренбургской энергосистемы наиболее целесообразным является сооружение ПС 500/220 кВ «Преображенская» с установкой АТГ 500/220 кВ мощностью 501 МВА, со строительством от ВЛ-220 кВ «Бузулукская – Сорочинская» шлейфовых заходов на ОРУ 220 кВ ПС 500 кВ «Преображенская» и строительством ВЛ-220 кВ «Михайловская – Преображенская».

 

5. Вариант №1 развития сети со строительством ВЛ-220 кВ «Бузулукская – Куйбышевская» соответствует усилению сети для повышения пропускной способности ВЛ-220 кВ, обеспечивающих транзит со стороны ОЭС Средней Волги имеет пониженные уровни напряжения в сети 110 кВ и является затратным.

 

6. Вариант №2 развития сети со строительством второй цепи ВЛ-220 кВ «Бузулукская – Сорочинская» и ВЛ-220 кВ «Сорочинская – Газовая» для увеличения пропускной способности ВЛ-220 кВ, обеспечивающих транзит со стороны ОЭС Урала имеет самые низкие уровни напряжений в сети 110 кВ и является наиболее затратным.

 

7. Вариант №3 со строительством ПС 500 кВ «Преображенская» повышает надёжность электрической сети Оренбургской энергосистемы, повышает надёжность электроснабжения потребителей в Западном и Северном энергорайонах, обеспечивает возможность подключения новых потребителей, имеет самые высокие напряжения в сети 110 кВ и является наиболее экономичным.

 

АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО СОСТОЯНИЯ

В ОРЕНБУРГСКОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЕ ¹