基于ADPSS的锦苏特高压直流对江苏电网运行特性影响研究

为了深入研究锦苏特高压直流接入后江苏电网的运行特性,交流系统故障或者双极闭锁等故障对江苏电网造成的影响,基于2013年江苏电网预计夏高负荷,在电力系统全数字实时仿真装置(ADPSS)平台上搭建了锦苏特高压直流输电系统的电磁暂态模型和江苏电网其余部分的机电模型。通过机电—电磁混合典型故障仿真研究了锦苏直流接入对江苏电网稳定性的影响,分析了锦苏直流接入对江苏电网静态稳定电压极限的影响,研究了双极闭锁再启动的过程。结果表明,该模型能准确反映锦苏直流输电系统的实际运行特性;锦苏直流的接入提高了苏南地区和关键线路的静态电压稳定极限;通过采取适当措施,直流双极闭锁和交流系统典型故障下江苏电网能够维持稳定运行;双极闭锁后江苏电网能够顺利启动。     

基于ADPSS的锦苏特高压直流接入的江苏电网机电—电磁混合建模与仿真

为了精确地分析锦苏特高压直流接入后江苏电网,特别是直流换流站附近苏南电网的运行情况,在2013年江苏电网预计夏高负荷的基础上,基于电力系统全数字实时仿真平台(ADPSS)搭建了锦苏特高压直流系统的电磁暂态模型和江苏电网其余部分的机电模型。利用搭建的机电—电磁混合模型进行了特高压直流接入的江苏电网稳态仿真验证。在双极闭锁情况下对比了采用纯机电模型和机电—电磁混合模型的暂态仿真结果。仿真结果表明:机电—电磁混合模型能够有效地反映锦苏特高压直流输电系统的电磁暂态特性,适合于研究直流系统中十分复杂快速的暂态过程。混合仿真模型为研究锦苏直流接入对江苏电网受端系统稳定性的影响奠定了基础。     

南方电网多直流落点系统稳定性分析

采用NETOMAC数字仿真方法 ,分别研究了南方电网多直流落点系统在各种故障 (包括N - 1故障、各直流线路单、双极闭锁故障及多条直流线路同时双极闭锁故障 )时的暂态稳定性 ,还研究了切机和切负荷措施对保持南方电网暂态稳定性的作用 ,结果表明 ,广东电网内单回 5 0 0kV线路三相短路不会使系统失去稳定 ;3回直流各自单极闭锁、天广、三广直流分别双极闭锁时 ,南方电网分别保持稳定 ,频率降低≯ 1Hz ;贵广直流双极闭锁时 ,贵州电网需切机才能保持南方电网稳定。     

锦屏—苏南特高压直流投运后电网的稳定特性及协调控制策略

基于特高压混联电网丰大方式,从多个角度分析了锦屏—苏南800 kV特高压直流投运对电网稳定性的影响。针对锦苏直流闭锁故障,研究了基于直流紧急功率支援的协调控制策略,可减少切机、切负荷措施量。提出了后备安控措施以避免协调控制措施失效导致第三道防线动作。比较选择安控切机方案时,考虑了直流故障后送端母线稳态电压升高因素。通过研究直流故障后受端近区机组励磁电流及相关机组保护情况,探索了机组涉网保护对系统稳定的影响。分析表明,锦苏特高压直流投运后需制订送受端协调控制策略。     

±1100kV“疆电入川”特高压直流输电对四川电网安全稳定影响

文中建立了包含四川220 kV及以上电压等级系统和主要互联省网等值系统的详细机电暂态仿真模型,在BPA平台对2015年包含"疆电入川"直流的四川电网运行稳定性问题进行了全面计算和分析。通过负荷中心近区发生单重和多重故障时的暂态稳定计算,分析了逆变站单极、双极闭锁对四川电网安全稳定性的影响。进一步研究了枯期留电方式、系统负荷水平和受端系统强度变化情况下"疆电入川"特高压直流双极闭锁时系统安全稳定性。     

直流调制在多回直流输电系统中的作用

采用NETOMAC数字仿真法,分析研究了三峡-华东多回直流输电线路在直流线路故障(单、双极闭锁)时,直流调制措施(直流功率提升和切机措施)对保持三峡电网暂态稳定性的作用。研究结果表明,三常和葛上两回直流其中一回单极闭锁或葛上直流双极闭锁时,三峡电网能保持稳定;三常直流双级闭锁时三峡电网失稳,直流功率提升配合切机措施对恢复电网稳定效果较好。     

可控移相器对特高压交直流接入受端电网影响研究

为了研究可控移相器对电网安全稳定的影响,在对可控移相器基本原理和拓扑结构进行分析的基础上,建立了可控移相器的稳态和暂态模型,设计了串联变压器和并联变压器参数,以江苏电网为背景,通过在锦苏特高压直流近区应用500kV可控移相器,分析了可控移相器的应用效果,仿真结果表明：可控移相器可解决直流小方式的受进问题和大方式的送出问题,可减小直流双极闭锁后的负荷损失约1000MW,同时在电网故障后提高苏州南部电网恢复电压5~10kV,对于保障电网安全经济运行具有积极的作用。     

特高压电网对福建电网安全稳定影响研究

分析了交、直流特高压电网对福建电网安全稳定的影响,研究了特高压交流电网、特高压直流系统发生故障时福建电网的安全稳定性以及受端换流站附近交流电网单一或严重故障对直流系统的影响及系统安全稳定水平。分析了特高压电网对福建电网短路电流和无功补偿的影响以及1 000 kV/500 kV电磁环网的解环等问题。结果表明：大容量直流输电系统单极/双极闭锁后主要问题是引起局部500 kV网架过载;交流特高压线路单一乃至个别多重故障情况下福建电网均能保持稳定运行。福建电网具有较大的抗扰动能力。     

±660 kV银东直流换相失败仿真分析

换相失败是直流系统常见故障,可能引发直流闭锁等严重后果。借助电磁暂态仿真程序PSCAD/EMTDC,确定了±660 kV银东直流双极运行方式下的换相失败临界电压,然后将该值用于机电暂态仿真程序PSS/E中,分析了山东电网三相短路故障对±660 kV银东直流的影响,并对预防换相失败的措施进行了探讨。该方法兼顾了大规模电网直流换相失败研究的精度和效率,可为山东电网安全稳定措施的制定提供更有效的依据。     

基于多馈入直流评估指标的江苏电网安全稳定性研究

针对多馈入直流的接入对江苏电网安全稳定性会产生较大影响的问题,建立基于多馈入等效短路比、多馈入影响因数和换相失败系数对多馈入直流接入电网的安全稳定性评估方法,并应用于江苏电网安全稳定性仿真分析计算中。多馈入影响因数指标计算结果表明,江苏电网属于强交流系统,其安全稳定性较高,满足安全稳定运行要求。其中锦苏直流位于受端中心,容量较大,严重故障下容易发生换相失败。通过在锦苏直流近区电网安装动态无功补偿装置能够改善直流换相失败问题。     

±660kV银东直流换相失败仿真分析

换相失败是直流系统常见故障,可能引发直流闭锁等严重后果.借助电磁暂态仿真程序PSCAD/EMTDC,确定了±660 kV银东直流双极运行方式下的换相失败临界电压,然后将该值用于机电暂态仿真程序PSS/E中,分析了山东电网三相短路故障对士660 kV银东直流的影响,并对预防换相失败的措施进行了探讨.该方法兼顾了大规模电网直流换相失败研究的精度和效率,可为山东电网安全稳定措施的制定提供更有效的依据.     

统一潮流控制器在苏南500 kV电网中的应用

针对苏州南部500 k V电网供电能力提升、特高压直流功率消纳等问题,开展了统一潮流控制器(UPFC)在苏南500 k V电网应用的可行性研究,并给出了UPFC接入系统方案及拓扑结构,通过系统计算确定UPFC变压器及换流器容量。仿真计算验证了其对苏州南部500 k V电网潮流及电压调节作用,结果表明:苏南电网冬季大负荷及锦苏特高压直流小方式下,能消除梅里木渎断面N-1过载的问题;夏季锦苏直流大方式下发生双极闭锁时,通过提升地区电网供电能力,减小苏南地区切负荷量;通过UPFC无功电压控制,提供苏南地区电网电压恢复水平,一定程度上减少了锦苏直流发生换相失败。并给出了UPFC主设备关键参数的选择依据。     

±660 kV银东直流输电山东侧安全稳定控制策略

在交直流混联电网中,直流系统的双极闭锁对系统的安全性和稳定性影响较大。银东直流输电系统发生双极闭锁故障时,会引起特高压线路失稳、系统低频的稳定性问题,此时可通过采取切负荷的控制策略,确保系统稳定运行。文中通过研究±660kV银东直流输电系统山东侧安全稳定控制策略,提出了适用于大容量直流输入电网的安全稳定控制系统的策略研究方法、有效的切负荷优化技术及直流极闭锁判据;设计了主站、执行站分层控制模式以及按轮级切负荷的控制原理。该策略在山东电网的实际应用结果证明了其有效性。     

华中电网的直流紧急功率支援问题

研究了1 000 kV交流特高压试验示范线建成后,直流输电调制对华北—华中互联电网运行安全稳定的作用。分析了直流紧急功率支援的机制以及实现方法,并对华中电网内直流系统发生双极闭锁故障时,华北—华中互联电网和特高压交流输电通道承受故障冲击的能力及系统的安全稳定水平进行了仿真分析。通过一回直流双极闭锁故障时,华中电网中4回直流输电线路之间紧急功率支援的仿真研究结果表明,采用直流输电系统紧急功率支援对保持互联系统稳定性和供电可靠性具有良好的效果。     

大规模区外来电失去背景下电网响应机制的研究

随着江苏特高压电网的不断发展,区外来电的可靠性对保障地区供电具有重要意义。特高压直流等大规模区外来电在受端电网需要各个省级电网支撑和分担,当双极闭锁等情况损失的电量需要进行分摊,电网潮流重新分布。以实际发生的锦苏直流闭锁历史事件为背景,分析了区外来电失去后本地电源的响应特性和外省电源的支撑特性,对于应对区外来电损失后的潮流控制提供借鉴。     

适用于交直流混联受端电网的机组组合模型及算法

特高压直流双极闭锁后,受端电网可能出现频率降低、功率大范围转移等运行情况,甚至引起低频减载、线路越限等电网事故。针对上述问题,提出一种用于交直流混联受端电网的机组组合模型,考虑了直流闭锁后的一次调频容量约束和二次调频后节点电压、线路功率等电网运行约束条件,保证直流闭锁后电网频率和潮流仍可运行在合理范围内。根据模型特点,采用基于Benders分解的混合整数规划算法进行求解,得到直流最优输送容量、最优机组启停和出力计划,在充分消纳直流输送功率的同时提高了交直流受端电网运行的安全性。最后,通过改进后的10机39节点和江苏电网两个典型的交直流混联电网算例进行仿真计算,结果验证了所述模型和算法的正确性和有效性。     

±800kV宾金直流双极闭锁故障对浙江电网的影响

±800 kV宜宾—金华特高压直流输电工程投产后,可极大缓解浙江省跨江通道及浙北主要断面潮流重载问题。与此同时,若宾金直流发生双极闭锁故障,会造成潮流转移和功率缺额,对浙江电网甚至整个华东电网将产生较大的系统冲击,严重影响电网的安全稳定运行。详细分析了宾金直流双极闭锁故障对浙江电网的影响,并结合电网调度运行经验,总结了宾金直流双极闭锁事故下浙江调度的处置策略,为事故处理提供参考经验。     

特高压交直流耦合电网主变充电对特高压直流运行影响研究

随着特高压交直流工程大规模建设和交直流耦合程度的加深,多直流馈入受端电网主变充电对直流输电及受端电网运行具有一定影响。根据规划2017年淮沪特高压交流南半环重要枢纽苏州站将投运,为了研究特高压交流苏州站启动调试期间充电对锦苏直流运行的影响,在RTDS中搭建了锦苏直流和淮沪特高压交流及周边等值交流电网,采用与锦苏直流输电工程在控制保护功能和故障下的暂态响应等方面特性一致的特高压直流控保真型装置与RTDS构成闭环仿真平台,对锦苏直流近区空充主变以及特高压交流主变后锦苏直流运行情况进行了仿真分析。结果表明,锦苏直流近区主变充电会导致锦苏直流周期性换相失败并闭锁,但是苏州特高压交流主变空充对特高压直流运行无明显影响,所得结论对淮沪特高压交流工程启动调试具有重要参考意义。     

银东直流闭锁对山东电网影响分析

±660 kV银东直流输电工程投产后,山东电网成为交直流互联的受端电网,结构变化较大。直流闭锁故障发生后,由于潮流转移和功率缺额,会对山东电网甚至华北电网产生较大的系统冲击,影响电网的安全稳定运行。通过对实际发生的银东直流闭锁故障案例进行研究,着重分析其对山东电网的影响,总结交直流互联电网的运行经验,针对受端电网提出直流闭锁事故处理的基本思路。     

异步互联格局下川渝送端电网的频率稳定特性与控制策略

川渝电网与三华电网、西北电网异步互联后,大容量特高压直流输电系统(ultra high voltage direct current,UHVDC)一旦发生双极闭锁故障,会造成川渝送端电网的巨大功率盈余,导致系统频率急剧升高甚至诱发频率失稳、系统解列等重大安全事故。因此,迫切需要研究异步互联格局下,直流闭锁故障对川渝送端电网频率稳定的影响及其控制策略。该文基于异步互联后川渝送端电网2020年大方式运行数据,考虑送端系统一次调频特性,研究了任一回大容量特高压直流通道(向家坝—上海、宜宾—金华、锦屏—苏州、雅中—江西)发生单极闭锁或双极闭锁故障后川渝送端电网的频率稳定特性。为保障频率稳定,提出了相应的直流调制、稳控切机及协调控制等策略。仿真结果验证了所提稳定控制策略的有效性。