基于RTDS的云南电网与南方电网主网异步联网运行控制特性分析

云南电网与南方电网主网异步联网后电网结构与特性将发生重大变化,频率问题将成为电网运行的主要风险。基于南方电网交直流并联实时仿真平台,搭建了云南电网和南方电网主网异步联网运行方式下的交直流仿真系统。考虑机组一次调频、直流频率限制控制器、安全稳定控制等频率控制手段,对异步联网后系统大扰动下云南电网的频率响应及直流控制响应进行了全面的仿真分析。通过与现场验证试验对比,优化机组调速系统与水轮机模型,提高了仿真系统对南方电网异步联网运行控制特性模拟的精度,为推进云南电网和南方电网主网异步联网工程提供了技术支持。     

异步联网的交直流输电网损在线优化方法及其在南方电网的实现

云南电网与南方电网主网将在2016年实现异步联网。云南电网通过多个直流输电系统与南方电网主网相连,南方电网主网内仍然是一个交直流并联的输电网络。随着送电规模的扩大,降低网损已十分必要。目前的交直流电网的降损优化方法,已无法满足异步联网后交直流混联电网的需求。为此文章根据云南电网与主网异步互联之后的网架结构,建立了异步联网下交直流混联电网的网损优化模型,考虑了交直流潮流、送电功率、断面限制等约束,采用拉格朗日乘子法得到优化模型的最优解条件。从异步互联的直流输电通道和主网内交直流并联电网的直流输电通道2个方面,分析最优解条件的物理意义,提出网损最优的等微增率条件。结合已有的潮流分析计算工具,提出适用于大区电网规模的实用计算方法。选择南方电网2016年算例分析了直流功率调整对潮流和网损的影响,并进行了网损优化计算。计算结果表明,通过调整直流输送功率,在保持送电功率不变的条件下,可以有效降低系统网损。     

南方电网同步运行网架向异步运行网架的转变研究

研究论证了南方电网同步运行网架向异步运行网架转变的必要性和可行性,指出云南电网与南网主网实施异步联网,可有效化解南方交直流同步运行电网中多回直流极闭锁等复杂故障引起的系统失稳风险,显著提升南网主网功角稳定性。同时,建立预防频率失稳的三道技术防线,即直流输电频率限制控制与发电机组调速器、响应故障事件的集中式切机、响应频率变化的分布式多轮次切机,可保障异步联网后云南电网的频率稳定性。此外,分析了实现云南异步联网的两个直流集中馈入弱交流系统引发的换流站无功补偿小组容量小数量多的问题,以及交流故障后直流振荡闭锁的问题,提出了综合应用静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)、串联补偿、柔性直流和常规直流相结合的解决措施。     

背靠背直流输电系统

<正>背靠背直流输电系统是输电线路长度为零的直流输电系统,主要用于两个非同步运行的交流电力系统之间的联网或送电。背靠背直流工程可实现主网异步联网,有效化解交直流功率转移引起的电网安全稳定问题、简化复杂故障下电网安全稳定控制策略、避免大面积停电风险,大幅提高主网架的安全供电可靠性。柔性直流是新一代直流输电技术,较常     

特高压直流对交直流并联电网安全稳定影响

以南方电网为例,应用PSS/E仿真软件探讨含有特高压直流的电网中交流和直流系统相互影响机理,以便揭示交直流并联运行电网失稳的可能性。分析表明,多馈入直流系统中,受端交流故障对直流运行状态的破坏程度远较送端交流故障严重,其对系统稳定的影响与直流功率恢复速度有关,若直流恢复速度较慢,有可能使受端交流故障成为系统输电能力的约束故障。大容量直流对系统稳定影响表现为输电能力更高,双极故障后的安稳措施代价更大。     

同步和异步运行电网暂态电压稳定性分析

随着直流输电快速发展,交直流混联电网暂态稳定问题越来越突出,将同步运行大电网通过直流线路实现异步互联成为一种新的思路。同步大电网异步运行后,暂态稳定问题尤其对于直流闭锁故障后引发的功角稳定问题有所好转,但异步运行后暂态电压稳定风险依然存在。本文从实际运行的大电网入手,建立了同步和异步运行2种交直流混联电网的等值模型,通过理论分析和仿真计算,揭示了直流故障和交流故障导致这2种电网暂态电压失稳的风险,并探讨了影响交直流混联电网暂态电压稳定性的因素。结果表明大电网异步运行能有效避免大面积电压失稳,但系统薄弱网架或潮流分布不均处仍可能存在局部电网功角失稳或电压失稳。     

天广交直流并联系统运行稳定性的研究

根据天广500kV直流输电工程投运初期南方电网的实行运行工况，对天广交直流输电系统并联运行的稳定性及输电能力进行分析研究。研究结果表明，天广直流输电工程投产后与天广交流双回输电线路并联运行，南方电网的稳定性明显提高。天广交直流系统在天生桥出口断面送电能力可达到3600MW。为保证系统的安全稳定运行，当直流线路发生单双极故障时需采取适当的稳定措施。同时，广西电网运行条件的变化对天广交直流输电系统安全稳定运行有明显影响，增强广西电网动态无功支持能力对提高天广交直流输电系统的送电能力有重要作用。     

云南电网与南方电网主网异步联网系统试验分析

与南方电网主网异步联网后,云南电网的稳定特性将发生明显的变化,频率稳定问题将成为主要的稳定问题。为了确保云南电网与南方电网主网异步联网实施后系统的安全运行,南方电网进行了云南电网异步联网系统试验,以检验云南电网一次调频、直流FLC、稳定控制系统、第三道防线等频率控制措施。介绍了云南电网异步联网系统试验项目(4月7—9日),分析了试验中出现的主要问题和现象,并进行了仿真计算和比较,结论表明直流FLC、稳控系统能够适应云南电网异步联网后的运行要求,但云南电网的水电机组PID参数、一次调频死区设置等有待进一步优化调整。     

云南电网异步联网后的运行频率分析

介绍云南电网异步联网运行的电网结构,电网由运来的交直流混联运行变为与南方主网的纯直流联网,电网的稳定特性将发生较大的改变,分析了系统动态阻尼的变化、多回直流故障对电网的影响,采取何种措施更好的适应这种电网结构,同时还分析了交直流系统之间如何协调配合。最后根据提出有利于云南电网稳定运行的交直流协调配合方案。     

±350kV柔性直流系统穿墙套管设计选型

结合±350 kV云南电网与南方电网主网异步联网鲁西背靠背柔性直流输电工程的系统特性,从系统对设备的适应性要求、参数配置、典型结构选型、监测装置、试验检验等方面提出了柔性直流系统用阀交流侧穿墙套管设计选型的关键技术原则。研究表明柔性直流工程用交直流穿墙套管设计时需要考虑系统拓扑及接地偏置引起的交直流电压叠加、多种运行方式变化造成的电压电流宽幅波动、套管安装位置对额定电流选取的影响等关键影响因素。分析了干式电容式或干式充气式两种典型穿墙套管结构形式,验证并提出套管用SF6压力监视表无需带温度补偿功能。研究成果已应用于云南电网与南方电网主网异步联网鲁西背靠背柔性直流输电工程用交、直流穿墙套管的设计开发。     

“交直流大电网稳定控制技术”专刊征稿启事

正各有关单位、专家:高压直流输电以其在长距离大容量输电、海底电缆输电和非同步联网等领域的独特优势而得到了广泛的应用,同时也带来了交直流相互影响和相关稳定问题。围绕交直流大电网的功角稳定、频率稳定、电压稳定、振荡问题及控制措施,学术界和工程界开展了广泛的研究,取得了丰富的成果,国内的南方电网和国家电网也正在采取异步联网、建设特高压电网、采用柔性直流输电等措施,化解交直流大电网的安全稳     

背靠背直流输电技术及其在鲁西异步联网工程中的应用

背靠背直流输电技术可用于异步电网互联,文章介绍了背靠背直流输电系统的特点及世界上已投运的背靠背直流输电工程的情况。结合南方电网的首个背靠背直流工程——云南电网与南网主网鲁西背靠背直流异步联网工程(简称鲁西异步联网工程),介绍了常规直流与柔性直流组合的系统方案,包括单元接线方式、主要运行方式、主设备参数、换流站占地面积等,最后总结了鲁西异步联网工程的关键技术及创新点。     

南澳多端柔性直流输电工程交直流相互影响分析

为了给南澳多端柔性直流输电工程的调度运行提供指导,对南澳工程的运行特性及交直流相互影响进行了分析。首先介绍了南澳工程概况,分析柔直工程的故障穿越特性,明确主网哪些交流站点发生故障将导致柔直闭锁;其次探讨主网故障对风电场经柔直并网送出的影响,比较了纯直流运行方式与交直流并联方式在故障隔离方面的差异;最后研究了柔直在交直流并联方式运行时,交直流输电通道故障分别对供送电能力的影响。分析结果认为:主网侧交流系统故障可能导致柔直因充电过电压而闭锁,而交流侧故障造成直流电压的波动很小,因而柔性直流具有隔离故障的功能。     

异步联网后云南电网直流闭锁故障稳定特性及控制措施

与主网异步联网后,云南电网独立运行,其系统容量小、抗扰动能力差的特性凸显,直流极闭锁后存在功角稳定及频率稳定问题。对此,研究了异步联网后云南境内直流闭锁故障控制措施。因云南电网与主网异步联网后系统特性发生重大变化,原有直流闭锁故障控制措施不再适用。仿真分析在直流过负荷能力范围内利用直流调制及相应控制措施解决直流闭锁故障后的稳定问题,并对高频切机及直流过负荷能力适应性进行校核。     

含±800 kV云广直流的南方电网交直流系统 RTDS仿真研究

云广±800 kV特高压直流输电系统投运后（2009年单极投运,2010年双极投运）,南方电网结构将更为复杂,交直流并联运行特点愈发显著。因此,建立了南方电网2010年交直流并联电网全电磁暂态RTDS实时仿真模型,并进行仿真分析。结果表明：云广直流系统在孤岛方式下全功率运行时,南方电网系统可能会出现约0.6 Hz振荡,可以通过降低云广直流传输功率解决该问题;云广直流系统发生双极闭锁故障,将影响南方电网稳定运行,须预先研究合适的安稳策略。     

基于三道防线多直流馈入电网风险防范探讨

通过对多馈入直流输电系统中交直流系统间相互影响的研究,指出了南方电网系统可能存在着因交直流系统故障可能导致的多回直流同时换相失败、闭锁而使整个系统失稳的风险。分析了南方电网安全稳定三道防线的功能配置及其作用定位,指出防范上述风险的关键在于加强第一道防线,可靠、快速地清除交流系统的故障,做到防患于未然。     

世界最高电压最大容量柔直背靠背工程开工

<正>6月12日,世界首次采用大容量柔性直流与常规直流组合模式的背靠背直流工程——云南电网主网与南方电网主网异步联网工程(简称"鲁西背靠背直流工程")在云南省罗平县正式开工建设。随着云南水电的大量开发,南网加快了西电东送实施步伐。而东西交流电网送电距离越来越远,交直流混合运行电网结构日趋复杂,发生多回直流同时闭锁或相继闭锁故障的风险加大,对南网整     

云广±800kV直流双极运行模式研究

云广±800kV直流双极投产后,南方电网交直流并联运行、强直弱交的特性更加明显,会给电网安全稳定运行带来新问题。鉴此,研究了云广直流投产后的安全稳定特性、西电东送能力、严重故障的影响及动态稳定性等,分析了联网及孤网两种正常运行方式,提出了云广直流运行方式的安排原则以及调试和运行的建议。     

同步和异步联网系统直流受端电网电压支撑能力评估

在异步互联电网和交直流并联电网中研究了短路比系列指标与直流故障引起的受端交流电网稳态电压跌落之间的定量关系。结果表明在异步联网系统中,直流短路比指标能有效地定量指示出直流故障下交流电网的电压支撑能力,而在交直流并联电网中则不能。针对交直流并联电网,提出了改进短路比指标的思路和新指标。仿真结果表明,改进短路比指标能够有效地定量指示出交直流并联电网中直流闭锁引起的交流母线稳态电压跌落水平。     

异步联网后送端电网频率特性分析及高频切机方案

2016年云南电网作为大送端,与南方电网之间实现了异步联网运行。异步联网后,云南电网的主要风险将是来自直流闭锁故障后导致的频率稳定问题。本文在分析异步联网后云南电网频率特性的基础上,通过研究对比影响频率稳定性不同因素,如调速器参数、负荷模型、故障类型,提出云南电网高频切机协调优化配置原则,以适应异步联网后多直流外送的情况。仿真不同故障情况下各种高频切机方案,在分析各个方案适应性的基础上,提出送端电网高频切机方案,以适应异步联网运行要求。