指标
[0052]
[0053]
[0054] 同理可得河南各城市电网在2020、2025、2030年的整体供电需求评估指标，结合 表2计算结果，四个负荷水平年的计算结果如表3所示：
[0055] 表3河南电网各城市电网整体供电需求评估指标
[0056]
[0057] 依照各城市或城市群电网的供电需求评估指标L1的大小进行城市电网发展目标 分类：
[0058] 郑州、洛阳、焦作判断为全省中心城市，城市电网发展目标为构建围绕城市的 500kV环网，并实现220kV电网分区分片运行；
[0059] 新乡、安阳、平顶山、南阳、商丘、济源、许昌、濮阳、漯河判断为区域中心城市，城市 电网发展目标为依托省网骨干通道形成链式500kV电网，实现本地区220kV电网分区分片 运行，与其他地市电网解环运行；
[0060] 开封、鹤壁、周口、驻马店、三门峡、信阳判断为欠发达城市，城市电网发展目标为 与邻近城市电网形成500kV环网，适度保留不同城市间的500/220kV电磁环网运行。
[0061] 步骤二：分析计算确定各城市或城市群电网的典型供电模式，实现典型供电模式 500/220kV电网协调发展；
[0062] 河南电网共18地市，以郑州电网典型供电模式研究为例。郑州地区电网位于河南 省500kV主网架的核心，特高压天中直流落点--中州换流站位于郑州东部，其500kV网架 承担着河南省内主网潮流南北互通、东西互联的重任。另外，郑州电网是就地接纳和疏散受 入天中直流电力的重要通道，网架地位和作用极为重要。
[0063] 以郑州市作为典型城市进行分析，由步骤2可知，郑州市被归类为全省中心城市， 相应的城市发展目标为构建围绕城市的500kV环网，并实现220kV电网分区分片运行。
[0064] 郑州地区220kV电网的分区发展趋势分为三个阶段，分别为：
[0065] 第一阶段：220kV电网由独立分区过渡为南北2个分区；
[0066] 第二阶段：220kV电网南部分区扩展为2个分区；
[0067] 第三阶段：220kV电网3个分区内部的优化调整。
[0068] (一）第一阶段：220kV电网由独立分区过渡为南北2个分区
[0069] 目前，郑州地区500kV变电站4座（嵩山、郑州、武周、官渡），其中开关站一座 (武周），500kV联络变压器6台，220kV电网独立分区运行。在全开线、全开机方式下，部分 220kV母线短路电流超标，计算结果如表4所示。
[0070] 表4郑州地区220kV电网未分区时的母线三相短路电流
[0071]
[0072]
[0073] 根据表4的计算结果：
[0074] (1)郑州地区500kV电网层面，在500kV马寺-嵩山-郑州采取线路出串的措施 后，嵩山、郑州站母线的短路电流水平得到了较好的控制。总体来看，郑北站的500kV母线 短路电流水平最高，为52. 2kA。郑州地区500kV各站高压侧母线短路电流水平满足控制水 平。
[0075] (2)郑州地区220kV层面，虽然郑州变220kV母线已采取分裂运行方式，但郑州地 区220kV母线短路电流仍有多站超标。其中，500kV各站220kV侧母线短路电流均超标，嵩 山站220kV母线短路电流超标最多，达67. 5kA。对嵩山站220kV母线采取分裂运行措施，具 体措施如图3所示。计算此方式下的短路电流，结果如表5所示。
[0076] 表5郑州地区220kV电网未分区时的母线三相短路电流（嵩山分母）
[0077]
[0078] 嵩山站采取分母措施后，其220kV母线三相短路电流降至48. 9kA，但500kV郑州、 官渡、郑北站的220kV母线三相短路电流水平仍然超标，220kV徐庄、金岱变短路电流水平 超过50kA。因此，仅对嵩山站采取分母措施不能完全解决郑州地区220kV网架短路超标的 问题，还需采取分区运行措施。
[0079] 结合郑州地区220kV网架结构特点，并考虑不降低系统运行可靠性的前提。建议： 以500kV郑北、官渡站为中心，联络郑州地区北部、东部220kV网架；以500kV嵩山站、郑州 站为中心，联络郑州地区西部、南部220kV网架。断开南北分区间的220kV联络线，包括：索 河-郑北、索河-石佛、郑州-凤凰双回、郑州-昊元，共5条线路。即可形成南北2个独立 的220kV分区。
[0080] 郑州地区220kV网架形成南北2个独立分区后，220kV网架层面的短路电流得到控 制，计算结果如表6所示。
[0081] 表6郑州地区220kV电网形成2个分区后的母线三相短路电流
[0082]
[0083] 郑州地区220kV电网在由独立分区过渡为南北2个分区前后，220kV网架格局的变 化对500kV嵩山站、郑州站、官渡站、郑北站联络变向220kV电网的输电能力产生影响。需 要对此问题进行对比研究。
[0084] 针对郑州地区220kV电网分区前后的网架，采用负荷缓慢增长的方式，使用全过 程仿真手段，可分别计算得到郑州220kV电网独立分区和2个分区的不同情况下，500kV联 络变的输电能力如图4和图5所示。仿真计算中郑州地区的初始负荷水平为9407丽。
[0085] 计算结果表明：
[0086] (1)郑州地区220kV电网在独立分区时，500kV嵩山、郑州、官渡和郑北联络变的理 论输电能力共计18415MW，相比于初始负荷水平，还有供电能力裕度9008MW。
[0087] (2)郑州地区220kV电网分为南北2个分区后，500kV嵩山、郑州站联络变的输电 能力为12775MW，；500kV官渡、郑北联络变的输电能力为7236MW，共计20011MW，相比于初始 负荷水平，还可增加供电10604MW。相比于未分区的情况，供电能力提高了 1596MW。
[0088] 500kV武周站主变投运后，郑州地区南部供电分区联系进一步增强，电网结构如图 6所示。
[0089] 武周主变投运后，郑州南部220kV供电分区加上原有的嵩山和郑州站，将有3座 500kV站带郑州南部负荷，供电可靠性进一步增强。但伴随220kV网架的增强，220kV电网 层面的短路电流可能出现超标问题，需要进行短路电流分析。武周站主变投运后的郑州地 区电网的短路电流计算结果如表8. 2-4所示。
[0090] 计算结果表明，武周站主变投产带负荷后，对郑州地区220kV电网层面的短路电 流影响不大，短路电流均在45kA以下。郑州南部500kV供电分区可保持嵩山、郑州、武周三 站联络运行，无需采取解环措施。
[0092]
[0091] 表7郑州地区220kV电网2个分区短路电流计算结果（武周主变投运）
[0093]
[0094] (二）第二阶段：220kV电网南部分区扩展为2个分区
[0095] 根据已有规划方案，随着500kV巩义站投运，通过其1台1200MVA主变带郑州西部 部分220kV电网。这样以来，郑州南部供电分区将发展成为巩义、嵩山、郑州、武周4站，共 6台500kV主变带南部分区运行。
[0096] 随着500kV经纬站投运，其220kV侧存在两种可能的划区供电方案：
[0097] (1)并入已有的郑州南部分区，与巩义、嵩山、郑州、武周成为一个供区，并在此基 础上对此分区进行进一步的解环，使得郑州南部分部扩展为2个分区；
[0098] (2)并入已有的郑州北部分区，与郑北、官渡成为一个供区；
[0099] 在全接线、全开机方式下，对以上两种方案进行短路电流分析，计算结果如表8所 /Jn 〇
[0100] 表8经纬变两种划区供电方案的短路电流计算结果
[0101]
[0103] 计算结果表明，两个方案下的郑北、官渡站220kV母线短路电流均超标，需要采取 进一步的限制措施。采取方案（1):则经纬站、郑南、翱翔等6站220kV母线短路电流直接 超标；若采取方案（1)，需对现有郑州南部供电分区进行分区，采取巩义+嵩山、郑州+武周 +经纬的模式进行分区。短路电流的计算结果如表9所示。
[0104] 表9经纬变并入南部分区后分区方案的短路电流计算结果
[0105]
[0106] 表9的计算结果表明，采用巩义+嵩山、郑州+武周+经纬的分区模式，虽然降低 了郑州南部分区220kV母线的短路电流。但需要注意到，经纬站220kV母线短路电流已经 达到49. 6kA，限制了经纬站所带220kV网架发展的空间，随时需要采取母线分裂运行的措 施以限制短路电流。
[0107] 考虑采取方案（2):经纬站以及现有的郑州南部供区220kV母线短路电流短路电 流均不超标。经纬站可保持母线联络运行方式，待其所联220kV网架进一步发展后，根据短 路电流的限制需要来调整母线的联接方式。综合对比两个方案的结果，经纬站采取方案（2) 的划区方案，可以保持其未来的发展空间和接入能力。因此，推荐采取方案（2)，即将经纬站 与郑北、官渡组成一个供区。
[0108] 根据表8的短路电流计算结果，现有郑州南部巩义、嵩山、郑州、武周220kV作为一 个供区运行。虽然短路电流均没有超标，但需要注意到的是，巩义、峡窝等站的短路电流已 超过45kA，其中巩义站220kV母线短路电流为47. 4kA。另外，巩义、嵩山、郑州、武周作为一 个供区，拥有6台主变，具有了分区运行的必要条件。因此，可以考虑将巩义+嵩山、郑州+ 武周各作为一个220kV供区运行。郑州地区220kV层面届时成为3个独立供区，其网架结 构如图7所示。
[0109] 对郑州3个独立供区的网架结构，采取全开线、全开机的方式计算短路电流，结果 如表10所示。计算结果表明，郑州西部分区（嵩山+巩义）、郑州南部分区（郑州+武周） 的短路电流均不超标，且当前的计算结果是在嵩山站220kV母线合母运行条件下得到，嵩 山站在郑州220kV电网3区模式下可以恢复合母运行，对提高运行可靠性是有利的。北部 分区的官渡220kV母线短路电流超标，则需要采取母线分裂运行的措施。
[0110] 表10郑州220kV