蒙西电网主网架发展思路及重大问题研究

完成单位：内蒙古电力集团经济技术研究有限责任公司

1、项目概述

内蒙古自治区地处我国北部边疆，能源资源富集，发展潜力巨大，是我国重要的能源基地和战略资源支撑基地。习近平总书记提出的“要探索以生态优先、绿色发展为导向的高质量发展新路子”新要求，为内蒙古能源高质量发展指明了方向，为内蒙古电力可持续发展提供了指引。为满足蒙西地区中长期社会经济发展供电需求，保障能源基地开发与清洁电力外送，内蒙古电力（集团）有限责任公司于2018年全面开展了蒙西电网主网架发展思路及重大问题研究工作。

项目首先对蒙西地区的输电网主网架现状进行了调研，通过对当前蒙西地区电源、负荷容量布局以及网架脆弱点分析得出蒙西电网当前输电能力主要受制于弱联系的动稳问题，“十四五”期间需要重点解决电网结构性问题，提升网架利用率。基于电力需求预测、蒙西地区的电力平衡预测分析，结合“十四五”期间由西电东送和北电南送战略确定的蒙西中长期电源布局方向和电力流向的调整，确定了下一阶段蒙西电网主网架发展的技术路径，从蒙西与华北联网方式、外送通道与主网衔接、内部网架技术方案三个方面提出了蒙西地区主网架的规划思路，并依据变电站布点和网架方案的经济性、适应性综合比选分析设计了主网架规划远景实施方案和过渡期实施方案。

本课题的研究明确了蒙西电网主网架发展思路和实施路径，提出了解决蒙西电网动稳问题、增强网架强度、提升送电容量的优选方案，形成了与华北电网背靠背异步联网、梯格形交直流混联以及500kV四横五纵的战略规划布局，为蒙西电网主网架中长期科学发展提供了重要的技术支撑。

2、咨询服务过程和主要内容

首先对蒙西地区的输电网主网架现状进行了调研，通过对当前蒙西地区电源、负荷容量布局以及网架脆弱点分析得出蒙西电网当前输电能力主要受制于弱联系的动稳问题，“十四五”期间需要重点解决电网结构性问题，提升网架利用率。基于电力需求预测、蒙西地区的电力平衡预测分析，结合“十四五”期间由西电东送和北电南送战略确定的蒙西中长期电源布局方向和电力流向的调整，确定了下一阶段蒙西电网主网架发展的技术路径，从蒙西与华北联网方式、外送通道与主网衔接、内部网架技术方案三个方面提出了蒙西地区主网架的规划思路，并依据变电站布点和网架方案的经济性、适应性综合比选分析设计了主网架规划远景实施方案和过渡期实施方案。本课题立足于蒙西地区中长期经济社会发展供电需求，结合国家西电东送、北电南送的战略需要，面向“以生态优先、绿色发展为导向”的高质量发展新路子，站在区域协调发展和能源结构转型的战略高度，以问题为导向，通过负荷预测、潮流模拟、动稳仿真、电力电量平衡分析以及经济性评估等技术手段，从现状边界研判到规划成效模拟，从技术路线选择到实施路径设计，能源内部消纳与外送联接并重，长期方案与过渡环节结合，从与华北电网联动关系、外送通道衔接、以及内部网架结构优化三个方面给出了蒙西地区主网架规划的思路方法与实施方案，着力解决制约蒙西电网发展的核心矛盾与问题，为保障蒙西电网健康稳定发展，助推自治区能源结构转型升级提供了重要的技术支撑。

3、工作主要创新和突出特点

本课题立足于蒙西地区中长期经济社会发展供电需求，结合国家西电东送、北电南送的战略需要，面向“以生态优先、绿色发展为导向”的高质量发展新路子，站在区域协调发展和能源结构转型的战略高度，以问题为导向，通过负荷预测、潮流模拟、动稳仿真、电力电量平衡分析以及经济性评估等技术手段，从现状边界研判到规划成效模拟，从技术路线选择到实施路径设计，能源内部消纳与外送联接并重，长期方案与过渡环节结合，从与华北电网联动关系、外送通道衔接、以及内部网架结构优化三个方面给出了蒙西地区主网架规划的思路方法与实施方案，着力解决制约蒙西电网发展的核心矛盾与问题，为保障蒙西电网健康稳定发展，助推自治区能源结构转型升级提供了重要的技术支撑。

具体的技术亮点可总结为如下三个方面：

3.1 电网现状研判系统全面

研究通过对当前蒙西电网结构和运营数据分析，同时结合未来中长期自治区内外的供电需求，从断面约束、脆弱点分析和最大输电能力等几个方面，指出了当前蒙西电网存在的核心问题和未来面临的主要挑战：

一是动态稳定问题突出，关键断面输电能力不足。蒙西电网长期以来通过长链式500千伏线路与华北主网弱联系，受动态稳定因素制约，蒙西外送华北断面及内部“西电东送”断面输电能力不足，关键断面长期压极限运行，西部“窝电”与东部供电紧张局面并存，乌兰察布地区2018年及2019上半年多次出现高峰时段限电或临时降低送电华北潮流情况。

二是局部网架薄弱，新能源送出受限。蒙西巴彦淖尔、包头等地区新能源资源丰富，但由于局部主网架结构薄弱，不能完全满足已建新能源送出需求。

三是网对网传输能力亟待提升。蒙西电网周边已建成锡盟“一交一直”、蒙西-天津南特高压交流等点对网送电通道。由于通道配套电源尚未完全投运，部分通道送电规模远未达到规划设计水平；此外，大容量点对网送电方式缺乏送端电网支撑，新能源汇集过电压问题突出，也是限制通道输电能力的重要因素。

3.2 技术路线分析重点突出

研究首先依据供电地区进行了细致的电力需求预测，并且根据蒙西各区域能源资源条件及定位，结合现有网架结构、电源布局、以及电力流分析数据确定了规划的边界条件，研究指出2025年蒙西电网负荷将达到5050万千瓦，新增负荷仍主要集中在乌兰察布、鄂尔多斯、锡林郭勒和包头地区；2035年电网负荷预测达到7690万千瓦。2025年，蒙西整体装机缺额约1988万千瓦，缺口主要集中在东部地区，缺额约1600万千瓦；西部地区存在约400万千瓦缺口；中部地区基本平衡。初步考虑“十四五”电力缺口由新增煤电补齐，规划煤电总规模约2000万千瓦。

根据边界分析确定的电力平衡情况确定规划需要重点解决电网结构性问题，提升网架利用率。下一阶段发展路径需要统筹考虑“蒙西与华北联网方式”“外送通道与主网衔接”“内部网架技术方案”三个方面。同时，由于蒙西电网内部输电能力主要受动稳问题约束，与华北电网的联网方式是决定蒙西电网发展路径的核心，需要进一步理清蒙西电网与华北主网之间的关系。研究结论表明，实施蒙西电网与华北主网“背靠背”异步联网工程，是从根本上上解决动稳问题并维持送电容量的优选方式。“十四五”期间，应继续着力推进“背靠背”工程，实现与华北电网的异步联网，充分释放网内500kV网架输电能力。

3.3 规划方案选取科学合理

坚持分层分区、结构清晰、安全可控、经济高效原则，按照《电力系统安全稳定导则》的要求，重点将与华北主网联接关系、外送通道与主网衔接以及调整完善区域内部网架、提升主网架协调性纳入规划，并通过对变电站布点及网架方案进行经济性及潮流、稳定、短路、传输能力综合校核，进行方案比选及论证，同时，考虑到中长期方案存在短期过渡环节，研究还结合十四五规划前期的关键断面分析完善了方案的实施路径。规划方案的主要结论可总结为如下节点：

（1）蒙西内部电力流向总体维持“西电东送”格局，北部新能源大规模开发送出进一步凸显“北电南送”电力流向。

（2）实施蒙西电网与华北主网“背靠背”异步联网工程，是从根本上解决动稳问题与维持送电容量的优选方式。“十四五”期间，应继续推进实施“背靠背”工程，实现与华北电网的异步联网，充分释放网内500kV网架输电能力。 

（3）为实现多回大规模直流通道外送，需要协调自用电网与外送通道的发展。统筹考虑直流稳定运行与新能源电力远距离汇集需求，“十四五”蒙西电网规划新增电力外送通道暂按“网对网”方式考虑，形成新能源北电南送的“梯格形”网架。

（4）内部主网架方案比选表明，各方案均可满足“十四五”时期蒙西电网内部电力交换及支撑外送电力需求，其中“异步联网+500kV”方案的投资与电价加价最低、后期调度运行独立性与灵活性最好，初步推荐“十四五”规划优先考虑“异步联网+500kV”方案，即形成“四横五纵”500千伏主干网架结构。

规划方案明确了蒙西电网主网架发展思路和实施路径，对于蒙西电网提前布局主网架建设工程，实现源网协调统一，提前谋划技术储备，实现交直流混联、与华北电网加强互联具有重要的指导作用。

4、工作成效

1、明确了蒙西电网主网架发展思路和实施路径

课题针对蒙西电网当前内部断面输电能力不足、远期难以支撑大规模清洁能源外送的客观需求，围绕“满足内部电力交换需求”和“提升清洁电力外送能力”两大核心目标，结合华北和全国电网发展形势，综合论证研究“蒙西与华北联网方式”、“外送通道技术方案”和“内部网架技术路线”三大关键问题，提出系统性解决方案，明确蒙西主网架发展思路和目标网架结构。课题研究从蒙西电网当前运行实际面临的问题和未来发展面临的形势入手，根据蒙西电网自用电源布局和外送通道设想，研究内部自用电力流向和外送汇集电力流向，形成多类电网加强完善方案，经综合经济技术比较，提出“十四五”蒙西主网架结构发展推荐方案；在此基础上，针对2022年过渡期，研究过渡期网架送电需求，并提出“十四五”初期应优先建设的电网工程，形成过渡期网架结构。立足于蒙西电网当前问题与未来发展面临的形势，坚持问题导向，坚持从实际出发，研究蒙西电网“十四五”发展思路。坚持源网协调发展，将“网内电源和布局”与“主网架发展思路及重大问题”两个课题有机结合，统筹研究，实现电网对电源布局的优化指导和接入适应，实现电源和电网的协调发展。网架规划适度超前，确保规划的适应性、连续性、前瞻性和可操作性；同时兼顾过渡期电网建设可行性，实现电网规划建设远近结合。

2、形成了与华北电网背靠背异步联网、梯格形交直流混联以及500kV四横五纵的战略规划布局

蒙西内部电力流向总体维持“西电东送”格局，北部新能源大规模开发送出进一步凸显“北电南送”电力流向。实施蒙西电网与华北主网“背靠背”异步联网工程，是从根本上解决动稳问题与维持送电容量的优选方式。“十四五”期间，应继续推进实施“背靠背”工程，实现与华北电网的异步联网，充分释放网内500kV网架输电能力。为实现多回大规模直流通道外送，需要协调自用电网与外送通道的发展。统筹考虑直流稳定运行与新能源电力远距离汇集需求，“十四五”蒙西电网规划新增电力外送通道暂按“网对网”方式考虑，形成新能源北电南送的“梯格形”网架。内部主网架方案比选表明，各方案均可满足“十四五”时期蒙西电网内部电力交换及支撑外送电力需求，其中“异步联网+500kV”方案的投资与电价加价最低、后期调度运行独立性与灵活性最好，初步推荐“十四五”规划优先考虑“异步联网+500kV”方案，即形成“四横五纵”500千伏主干网架结构。