浙江特高压交直流混合电网系统稳定性研究

根据电网发展规划,"十二五"期间浙江电网将出现1000kV特高压交流输电工程和±800kV特高压直流输电工程同时投产的盛况。为此,从电压稳定、频率稳定、功角稳定等方面考察浙江特高压交直流混合电网的系统稳定性,评估不同直流落点对系统稳定性的影响,发现了浙江电网暂态稳定的薄弱区域和薄弱点,绘制了浙江电网交流故障引发直流故障的概率分布图,提出了研究结论与建议。     

异步联网对云南电网安全稳定性的影响

南方电网确定了异步联网的技术路线,计划在2016年实现云南电网与南网主网的异步互联,这将对云南电网的安全稳定运行提出新的挑战。本文深入研究了异步联网对云南电网频率稳定性、功角稳定性、小扰动稳定性和电压稳定性的影响,结果表明,异步联网后云南电网频率稳定问题凸显,需要引起高度重视。文章进一步提出了相关安全稳定控制措施的建议。     

应对特高压直流大扰动的稳定措施综述

特高压直流对于保障大规模清洁能源消纳和负荷中心的电力可靠供应具有重要作用,近年来得到快速发展。特高压直流输送功率大,一旦发生极闭锁、换相失败等大扰动将对送、受端系统的有功和无功功率平衡造成较大冲击,若不采取有效应对措施,可能会导致电网稳定破坏。为实现“碳达峰、碳中和”目标,越来越多的新能源将通过特高压直流送出,直流大扰动诱发的过电压导致新能源机组连锁脱网的风险日益突出。立足于实际电网生产运行,从功角稳定、频率稳定、电压稳定和过电压等4个方面对应对特高压直流大扰动的稳定措施进行梳理,并尝试给出了提升大电网稳定水平的措施建议。     

特高压规划电网安全稳定性研究

为了对 2018水平年国家特高压规划电网的输电网络结构进行检查和考核,该文应用数模混合式电力系统实时仿真装置,进行多项N-1故障和N-2故障的实时仿真试验,对±800 kV直流系统与送受端交流系统的相互影响进行深入研究。研究结果表明,从系统安全稳定角度出发,该网架结构可行;±800 kV直流发生双极闭锁故障时,特高压交流通道部分母线电压偏低,建议通过加强无功补偿装置等手段来改善故障后系统的电压水平。研究还发现,因向家坝-南汇、溪落渡左-株洲、溪落渡右-浙西这3回特高压直流送端换流站距离很近,任一直流发生双极闭锁时整流站换流母线的暂态过电压均会导致其它2回直流发生换相失败,建议设立专题对此进行深入研究。     

750 kV串补投产后对青海电网安全稳定性的影响

西北电网75 0 kV联络二通道柴达木—海西—日月山串补工程投运后,亟需探明青海电网的安全稳定特性变化趋势及机理。基于EEAC理论分析串补投运前青海电网典型失稳模式的主导因素,指出串补投运前由西北一通道故障导致青海电网失稳模式并非典型意义上的暂态失稳。通过分析送受端联络线的电流、有功功率以及功角差变化关系,指出在故障发生后,联络线两侧电网功角摆开较小时,受端电网先发生了不可逆的电压崩溃,导致受端电网机组加速并最终功角失步,而串补接入送受端联络线可提高电压失稳“拐点”裕度,改善电压稳定特性。仿真结果表明,串补投运后,所在750 kV联网通道静稳极限可提高21%,青海海西新能源送出能力最大可提升80万kW。     

考虑RAML环节的特高压直流整流侧动态响应特性及其对送端交流电网稳定性影响

计及整流侧最小触发角限制(RAML)环节的影响,对特高压直流工程在整流侧交流故障情况下的控制行为及响应特性进行了分析。首先,在PSCAD/EMTDC中搭建了与实际直流工程控保逻辑一致的直流输电模型,基于该模型探讨了RAML控制环节在系统暂态过程中对直流送端响应特性的影响。分析结果表明,当整流侧控制保护系统中配置了RAML环节,在交流电压恢复期间,直流电压和直流电流的超调现象被消除。然而,由于RAML环节的作用系统直流电压、直流电流以及直流有功功率的恢复速度也相应变慢。同时,换流器吸收的无功功率也会较无RAML环节时更多。其次,基于EEAC理论,分析了RAML环节的配置对送端交流电网功角稳定性的影响。最后四川电网算例表明了结论的有效性。     

安徽电网暂态电压稳定性初步研究

分析了电力系统电压失稳的产生机理及与暂态失稳之间的联系,结合安徽省规划电网的特点指出可能导致安徽电网电压失稳的因素,选取有代表性的500kV过江线路展开静态电压稳定性评价及暂态电压稳定计算分析,最后得出结论:安徽500kV过江断面总体的电压稳定水平较高,相比之下,肥西￣繁昌双线在系统中稍显薄弱。     

特高压投运后山西电网安全稳定运行探讨

针对山西电网在特高压试验示范工程建成投运后的安全稳定运行现状,从技术和管理两个方面给出解决山西电网安全稳定运行的措施,确保特高压电网和山西电网安全稳定运行。     

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。     

微网对电网稳定性影响的仿真与分析

随着智能电网的大力发展,有关微网的研究也相继展开,特别是微网与电网的衔接及其自身的孤网运行问题。为了更加直观地研究不同功率交换模式下微网对电网稳定性的影响,引入了渗透率的概念,并运用DIg SILENT搭建了微网仿真模型。微网模型中包含了常规类分布式电源:风力发电、光伏发电及微型燃气轮机,通过观察不同渗透率下电压、频率、功角的变化,分析微网对电网的影响。通过仿真实现了不同模式下微网对电网影响的观察,探讨了造成影响的潜在因素以及抑制不利因素的措施,通过观察母线电压的变化验证了储能电池维持电压平衡的功用。     

特高压直流输电接入江西电网动态电压稳定分析

以特高压直流输电线路接入江西电网为背景,基于江西电网规划数据,采用BPA作为分析软件,对江西省电网的动态电压稳定性进行分析.结合稳定曲线分析工具,依据动态电压稳定判据进行仿真计算,结果表明:江西电网系统内所有500kV(除赣高安、赣芦洲、赣新余外)及其以上电压等级交流线路发生三相短路故障,江西电网无需采取任何措施,江西省内枢纽母线动态电压稳定;赣高安、赣芦洲、赣新余分别发生三相短路故障后会引起赣换流母线电压失稳,采用直流功率调制措施后失稳现象消失;直流系统发生闭锁故障后,赣换流母线电压偏高,采取切除无功补偿措施,母线电压恢复正常.     

特高压紧急直流功率支援策略研究

采用扩展等面积法(EEAC)分析了多机系统中特高压(UHV)紧急直流功率支援(EDCPS)提高系统暂态稳定性的机理,深入研究了UHVDC在大扰动下的EDCPS策略,包括支援起始时刻、支援速率、支援数量和支援持续时间等对功角稳定和电压稳定的影响.研究结果表明EDCPS能改善故障后系统的暂态稳定性,但直流提升量要适当,较大的提升量能够改善功角稳定性.但也加大换流站的无功需求.对正在恢复中的节点电压产生不利影响;紧急功率支援投入要适时,过早将加大换流站的无功需求.过迟则将不能有效地增加等效加速面积;提升速率不能太快,否则也将加大无功需求,削弱换相电压的稳定;在等效单机无穷大系统(OMIB)功角的回摆过程中适当回降直流功率能更好地改善系统的暂态稳定性.最后,研究负荷特性、静止无功补偿器(SVC)和低压限流单元(VDCOL)特性对EDCPS策略及效果的影响.     

负荷特性对特高压紧急直流功率支援的影响

采用互补群能量壁垒/扩展等面积准则分析多机系统中特高压直流紧急直流功率支援(EDCPS)提高暂态稳定性的机理,研究了大扰动下恒阻抗—恒电流—恒功率(ZIP)静态负荷模型、感应电动机(IM)负荷模型对特高压EDCPS效果的影响,深入分析了送、受端网区ZIP静态负荷模型中不同比例的恒功率有功负荷、恒电流有功负荷、恒阻抗有功负荷及其不同比例感应电动机动态负荷对特高压EDCPS策略的影响。研究表明,大扰动下IM比ZIP负荷吸收更多有功。送、受端IM负荷对大扰动后EDCPS下的功角稳定性影响是相反的,送端改善其支援效果而受端则恶化其效果;至于全网采用综合模型后相对于ZIP模型对功角的影响,要衡量送、受端网区负荷量的大小,若送端负荷小于受端负荷则恶化支援下的功角稳定性,需适当增大直流提升量或适时提前投入功率支援。     

广东电网电压稳定研究

采用Siemens公司的NETOMAC数字仿真计算程序详细分析了2005年广东电网的暂态电压稳定性,对广东电网可能存在的暂态电压稳定问题、电压薄弱环节、影响因素等进行了深入的研究,提出了在系统中装设STATCOM设备和利用直流系统的紧急功率调制功能等措施解决存在的问题.     

特高压交直流混联新能源高比例渗透背景下受端电网电压稳定问题探讨

随着受端电网交直流受电规模和风电、光伏等新能源装机规模高速增长,电网特性发生根本性变化。在多回直流集中馈入和新能源高比例电力渗透的背景下,受端电网存在电压失稳的风险。围绕受端电网实际,从关键断面强弱、故障形态、电压支撑能力、直流动态特性、新能源故障特性以及负荷动态特性6个方面详细分析了受端电压稳定问题。分析结果对于优化受端电网运行方式,构建清洁低碳、安全高效的能源体系具有重要的现实意义。     

计及关键场景的超大规模电网暂态安全风险评估方法

为解决超大规模规划电网暂态安全风险评估时考虑的场景和多重故障不全面的问题，提出一种多重暂态安全预想故障筛选方法，并开发能应用于实际电网的软件。首先，文章建立基于改进K-means聚类的关键场景生成指标和算法；其次，从系统降维的角度提出多重故障筛选思路，建立考虑功角稳定破坏风险、电压稳定破坏风险的多重故障筛选指标和算法；最后，基于PSD-BPA潮流程序，开发超大规模电力系统故障集合平台。以实际规划电网为例验证所提方法的有效性。     

多直流馈入的特高压环网安全稳定控制措施研究

山东-河北特高压环网建成导致华北电网网架结构变化较大,运行风险突出,亟需对系统安全稳定控制措施进行研究。基于网架结构特点提出了交直流系统安控分析流程。重点研究了特高压交流系统三永N-2故障下的两类主要电网稳定问题及相应控制措施,包括特高压交直流系统广域耦合问题和多馈入直流与受端电网耦合的电压崩溃问题。在此基础上提出了减小切负荷量的优化措施。结果表明所提安控措施可有效支撑特高压环网工程建设后电网稳定运行。     

特高压交直流背景下的江苏电网无功电压控制分析

当前,特高压交直流建设步伐加快,对受端电网而言,扩大区外来电规模已经成为各方共识。分析了江苏电网规划发展与无功电压运行情况,探讨了特高压交直流背景下开展无功电压控制研究的重大意义,分析了特高压交直流背景下电网的静态无功电压控制策略和无功补偿配置方案,并对电网动态无功电压裕度进行了仿真分析,开展了电网严重故障下的电压稳定校核。为提高特高压直流近区电网的电压稳定裕度水平,提出了安装适当动态无功补偿装置等措施,仿真计算结论显示效果良好。     

面向特高压直流稳控措施的电网频率稳定控制优化研究

直流特高压输送容量占电网总容量比重较大,一旦直流发生单极或双极闭锁故障,电网就将产生严重的高频问题,对系统安全稳定运行产生巨大挑战。针对特高压直流输电工程投产后电网典型运行方式进行频率稳定控制策略优化研究,对特高压直流故障后系统出现的高频问题分析不同故障需切除的电源数量,探讨系统第二道防线与第三道防线的配合关系,提出提高电网频率稳定控制的实施方案。     

异步联网后云南电网的稳定特性与控制措施

与主网异步联网后云南电网独立运行,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系统高频等稳定问题,大机组跳闸存在低频问题。对异步联网后云南电网的稳定特性尤其是频率稳定特性进行了分析,通过仿真对五种稳定控制措施组合的效果进行了对比分析和评估,最后提出了高频问题通过稳控切机+FLC配合解决,低频问题通过FLC减少直流功率或切负荷解决的控制方案。