基于大湾区外环的柔性直流互联方案

面对日益严峻的短路电流超标、交直流交互影响、第三道防线难以有效设置等问题,广东等多直流馈入受端电网分区构网需求迫切。为协调分区与系统稳定、网架可靠性等方面的矛盾,支撑区内电力消费增长和大规模清洁能源接入,提出了建设大湾区外环的设想,并对广东电网大湾区外环覆盖范围、分区划分和外环容量选择等关键问题进行了具体论证,形成了基于大湾区外环的柔性直流互联构网方案。经仿真分析,该方案符合安全标准,可提升广东电网容量至预期水平且有效应对了短路电流超标、交直流交互影响突出、第三道防线难以有效设置等问题。     

采用异步联网限制短路电流的实际应用和分析

500 k V主网短路电流超标问题已成为广东电网近年来运行最突出的问题之一。现有的运行措施可将超标站点短路电流暂时降低至安全水平,但电网整体的短路电流水平仍较高,且牺牲了部分系统安全可靠性,从长远来看通过直流背靠背异步互联限制短路电流是可行的解决办法。以2018年广东500 k V电网为研究对象,建立直流背靠背异步联网模型,从短路电流限制效果、系统可靠性等方面进行仿真计算,并与传统运行措施进行对比,可以得出,采用直流背靠背异步互联措施具有更好的限流效果和更高的安全可靠性,验证了该方案在短路电流限制方面的有效性和优越性。     

异步联网条件下内蒙古电网的短路电流问题

随着内蒙古电网规模的不断扩大,短路电流超标问题已成为近年来运行最突出的问题之一。以2023年内蒙古电网规划网架为研究对象,建立内蒙古电网和华北电网的背靠背直流输电异步联网模型。采用PSD-SCCP短路电流计算程序对内蒙古电网异步联网工程接入前后的220kV、500 kV母线进行全网三相和单相短路电流扫描可知,异步联网工程投运后,能一定程度降低内蒙古电网的整体短路电流水平,尤其对临近换流站的母线短路电流水平的限制效果非常明显;但对于短路电流超标严重且距离换流站较远的地区,限制效果不明显,从而验证了异步联网方案对短路电流限制的有效性和局限性。因此,2023年内蒙古电网的短路电流超标问题,可以采取异步联网方案与其他传统限制短路电流措施相结合的方法来应对。     

基于短路发电机系统的MMC型电压源换流器短路电流试验方法研究

作为构建智能电网的关键技术—基于电压源换流器(voltage sourced converter,VSC)的柔性高压直流输电技术在中国已经得到广泛应用:±350 kV鲁西异步联网柔性高压直流输电工程建成投运,±500 kV张北可再生能源柔性高压直流电网示范工程开工建设,±800 kV乌东德—广东高压直流输电工程进入工程实施阶段。作为电压源换流器VSC的一种典型结构形式,模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)是目前成熟应用于柔性高压直流输电工程最主要的换流装置,其性能直接影响柔性直流输电工程安全可靠运行。型式试验是考核换流器性能能否满足柔性高压直流输电工程运行要求不可或缺的重要手段,短路电流试验作为型式试验最为重要试验项目之一,主要考核换流器耐受短路电流的能力。文中研究了利用短路发电机作为大电流源实施MMC型电压源换流器短路电流试验的试验方法,搭建了试验回路,实施了柔性直流输电工程用MMC型电压源换流器短路电流试验,试验结果完全符合IEC 62501:2014和GB/T33348—2016标准要求,为考核柔性高压直流输电工程用MMC型电压源换流器短路电流耐受能力提供了等效试验手段,具有较强的工程指导意义。     

珠三角电网目标网架研究

珠三角电网具有负荷密度高、多直流馈入及网架结构复杂特征,存在短路电流超标、交直流交互影响严重、风险控制能力不足等问题。为此,提出以分区互联形态构建珠三角电网目标网架,具体构建了500 kV交流弱联系、1 000 kV特高压交流和异步互联3类方案,仿真分析了分区规模、联络形式等因素对珠三角电网安全性能的影响。结果表明,异步互联方案在故障隔离、提升系统可控性方面具有优势。     

柔性电磁环网控制保护系统研究与设计

对贵州电网存在大量500/220 kV电磁环网运行无法在短期内实施解环的特性,实现开环运行容易降低供电可靠性,合环运行面临潮流控制困难、短路电流超标这一矛盾问题。而系统运行主要是以提高局部电网运行可靠性为目的这一背景。提出了采用柔性直流输电系统安装于电磁环网低压侧通道实现合环运行的方案。利用柔直的不向系统注入短路电流、有功无功可实现独立解耦控制等众多优势。研究了这种方案下柔直的控制保护系统系统方案的基本策略,包括柔性直流输电系统的基本保护策略,基于贵州电网环网的整体控制保护不同控层级的设计原则及设计方案。最后以贵州六枝、普定变的220 kV的电压层级安装柔性直流背靠背装置为仿真研究对象,仿真结果表明:该设计方案可以有效的保护柔直在电磁环网应用场景下的的安全稳定运行。     

柔性直流输电技术：应用、进步与期望

柔性直流输电技术是构建灵活、坚强、高效电网和充分利用可再生能源的有效途径,代表着直流输电的未来发展方向,已成为新一代智能电网的关键技术之一。概述了国内外柔性直流输电工程的现状以及柔性直流输电技术在交流电网的异步互联、风电场并网、海上平台供电和城市负荷中心供电等领域的应用情况;重点介绍了世界第一个多端柔性直流输电工程———南澳多端柔性直流输电示范工程的研发情况,尤其是其技术难点;指出了直流输电混合化,高电压大容量化,直流输电网络化和直流配电网等未来柔性直流输电技术发展的主要方向;提出了柔性直流输电系统亟待解决的关键问题,诸如具有直流短路故障电流清除能力的电压源换流器拓扑结构,高压直流断路器技术和直流电网运行的基础理论及控制保护技术。     

柔性直流输电技术在江北电网中的应用研究

柔性直流输电技术是一种以电压源换流器技术为基础开发的新型高压输电技术,在改善交直流相互影响和提高电网稳定性方面具有显著作用。文中针对重庆江北电网中存在的下网负荷分布不均、金山变电站失电风险以及220 kV侧短路电流裕度小等问题,分析了柔性直流输电的技术特点及在城市配电网中的工程应用,结合重庆江北电网运行问题,提出了交、直流两种方案解决220 kV电网中金山变电站500 kV失电后产生的过载问题,并提出了应用柔性直流输电技术解决110 kV电网中220 kV变电站负载不均衡的问题,为其他工程应用柔性直流输电技术提供指导。     

南方电网主网架热稳定和短路电流超标问题分析

以500kV网架为主体的南方电网具有远距离、大容量、交直流混合输电的特点,且其主网架的热稳定和短路电流超标问题已经凸显。结合南方电网的运行特点,将电网中突出存在的热稳定和短路电流超标问题进行梳理分类,并针对不同类型问题,通过经济技术比较提出解决措施。此外,基于云贵两省风电的大力开发规划,分析风电送出对电网热稳定问题的影响。最后,分析了在建直流工程的潜在影响。     

多直流馈入系统不同电网分区方式比较

电网分区是提高多直流馈入系统稳定性能的有效途径,为研究不同电网分区方式对实际电网性能的提升效果,以广东电网2030年规划方案为例,将传统直流分区、柔性直流分区和动态分区三种方式应用于实际电网,分别针对单通道和双通道互联方案,从多直流落点有效短路比、交流故障对直流的影响和短路电流控制水平三方面对不同电网分区方式下的电网性能进行了计算和比较。结果表明：不同分区方式对实际电网性能影响不同。柔性直流分区方式在多直流落点有效短路比、交流故障对直流的影响和短路电流控制水平3方面表现更好;动态分区在控制短路电流水平方面具有一定的作用;传统直流分区方案能够有效减小短路电流水平,同时也能够限制交流故障下发生换相失败直流的最大数量。对于广东电网的规划方案,双通道互联方案下的柔性直流分区方式对系统性能提升效果最为明显。     

异步联网工程柔性直流测量异常导致功率反转机理分析和优化策略研究

云南电网与南网主网直流背靠背异步联网工程中采用了柔性直流输电技术,针对异步联网工程柔性直流因直流电压测量异常导致功率反转的问题进行了分析。在现有异步联网工程柔性直流输电系统控制器结构的基础上,通过理论分析得到了发生功率反转时测量偏差系数的临界值和功率反转期间直流电压的真实值计算方法;提出了逆变侧只采用定有功功率控制且选取整流侧和逆变侧计算的有功功率较大者作为控制器功率测量值输入的优化策略。通过异步联网工程柔性直流的EMTDC仿真模型,验证了所提优化策略的有效性和可行性。     

特高压网架背景下内蒙古电网限制短路电流措施研究

结合内蒙古电网的现状及特高压网架背景下内蒙古电网短路电流的发展情况,分析了目前限制短路电流的主要技术路线及措施,并对各种措施对于内蒙古电网的适用性进行了初步判断。在此基础上,选取优化网架结构作为限制内蒙古电网短路电流的主要措施,对特高压变电站接入方案及网架结构进行优化和局部加强后,最终形成以包头特高压、鄂尔多斯特高压、清水—乌兰察布特高压为中心的供电区域,构建以特高压变电站为支撑的1000 kV环网结构,为内蒙古电网短路电流限制措施的实施奠定基础。     

奉贤海湾风力发电场并网保护的配置

上海奉贤海湾风力发电场并入上海电网,介绍了接入35kV变电站的保护,并针对并网后可能产生的问题对保护进行了分析。通过短路电流计算,分不同短路点设置相应的保护方案并进行了分析,认为该风力发电场采用的G52 850型风力发电系统具有低电保护,对电压波动的敏感使并网电站的保护配置简便,这个特性有利于风力发电的推广应用。     

浅析直流接地极电流对惠州电网的影响

为了实施国家"西电东送"的战略,实现资源能源的优化配置和促进东西部经济可持续发展,多年来,南方电网实现了与国内多省区、国外多地区电网的联网,"西电东送"的主干网架和各省区电网结构逐年加强.电网规模的扩大,在带来巨大经济效益的同时,使得电网的运行和管理更为复杂,尤其是天广、贵广、三广、云广4条直流同时落点广东,也给电网的...     

国内外海底电缆输电工程综述

综述国内外从20世纪90年代以来区域电网互联海底电缆输电工程建设,分析各国跨海域联网工程发展趋势,为国内跨海联网工程建设输电电压方式的研究,尤其是海南联网二期工程电压方式的选择提供借鉴和参考。讨论了直流输电用于海缆工程的优点与固有缺陷以及柔性直流技术应用于海底电缆输电工程的优势。     

东北电网500 kV人工三相接地短路试验总结

东北与华北联网后东北电网动态特性明显恶化、稳定水平大幅度下降，不同发电机和负荷模型对稳定计算的结果影响很大。虽然采取了计及励磁系统动态行为的详细发电机 模型的仿真方法、在东北电网重要发电机组上加装电力系统稳定器(power system stabilizer，PSS)等措施，但PSS参数整定的合理性及整体匹配效果无法得到有效验证，选择电力系统模型尤其是负荷模型还缺乏足够科学依据，对所选模型与电网运行实际的贴近程度也很难做出准确的定量甚至定性的分析。为此东北电网有限公司提出了大区电网联网模式下东北电网稳定水平研究的工作思路，并于2004年3月25日和2005年3月29日在500 kV电压等级运行电网上分别实施了2次人工三相完全金属性接地短路试验。试验达到了预期效果，表明根据大扰动试验的实测数据，进行电网负荷模型的校核和修正，建立适用于我国电网的负荷模型的技术路线和研究方法在工程上是可行的和有效的。