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。     

简讯

河南特高压交直流混联电网研究项目通过鉴定4月13日,由河南省电力公司和中国电科院共同研发的《特高压交直流混联条件下复杂多断面型区域电网柔性协调运行控制研究》项目顺利通过鉴定。《特高压交直流混联条件下复杂多断面型区域电网柔性协调运行控制研究》项目全面分析了河南电网在2013年及2015年目标规划网架下的安全稳定特性;重点研究了特高压交直流落点近区潮流分布及断面输电能力、交流系统严重故障对河南电网安全稳定运行的影响、     

特高压交直流电网系统保护及其关键技术

中国特高压交直流电网发展过渡期,电网特性持续发生重大变化,传统的安全稳定防御技术和措施难以适应,亟须对电网安全防控体系进行提升。在梳理电网大的特性变化基础上,分析了适应特高压交直流电网实践的“系统保护”的必要性及需求。提出了系统保护的体系设计,包括设计思路、总体构成、具体措施等。提出了系统保护关键技术,并着重介绍了全景状态感知、实时决策与协同控制、精准负荷控制技术的需求及框架。最后,简述了国家电网在系统保护建设上的实施方案,为特高压交直流大电网安全稳定运行控制提供了解决方案。     

特高压交直流混联电网稳定控制分析

结合我国电网发展综述了特高压交直流混联输电系统安全稳定控制存在的问题及解决方法。首先,根据交直流混联系统网架结构,给出了初步评价该类系统稳定性的一般方法,分析了交直流混联系统存在的稳定性问题及控制需求。其次,结合我国电网规划中的交直流混联系统,论述了利用直流系统功率紧急控制、功率调制、频率调制等方法提高交直流系统稳定水平的方法,并给出了研究示例,验证了上述方法的有效性。最后,针对目前交直流混联系统研究存在的不足,展望了未来研究方向。     

特高压直流输电对系统安全稳定影响研究

以金沙江一期、锦屏梯级水电基地外送采用特高压直流输电方案为依托,研究了2015年前后大容量直流馈入华东、华中、华北交流同步电网对处于交直流并列运行系统的安全稳定影响。分析了特高压直流发生单一及严重故障时交流输电通道及受端电网承受故障冲击的能力及系统的安全稳定水平;送、受端换流站近区交流系统发生单一或严重故障对直流系统的影响及系统的安全稳定水平;交流通道加装静止无功补偿器(SVC)、系统负荷特性变化、增加直流功率调制功能情况下特高压直流双极闭锁时系统的安全稳定性。     

特高压直流对交直流并联电网供电可靠性影响

从可用输电能力和静态电压稳定两方面研究特高压直流输电系统不同运行状态对交直流并联电网供电可靠性的影响.以RTS-96可靠性测试系统的2个直流电源接人方案和2015年华东某地区500kV及以上交直流电网为例,分析不同结构交直流电网中特高压直流系统对电网供电可靠性的影响.研究结果表明,对于网架结构相似的交直流电网,直流输电...     

±800 kV特高压直流增容电网适应性研究

根据特高压电网规划,为充分发挥特高压直流系统的输电能力,在+800kV特高压直流电压等级不变的情况下,将直流输电功率提升至3个不同水平(7000MW、7200MW和7600MW),详细研究了特高压直流增容条件下系统的适应性,分析了直流增容对规划网架及系统稳定性的影响.针对电网存在的问题,提出了网架调整方案及稳定控制措施.研究结果为特高压电网规划及特高压直流系统输电容量选择提供了技术支撑.     

系统保护中跨区直流频率调制与紧急功率支援的协调控制

为了保障中国特高压交直流混联电网的安全稳定运行,国家电网有限公司积极开展电网系统保护的构建,以提升电网的综合安全防控能力。但随着跨区直流作为灵活控制资源在系统保护中的应用,必须考虑直流功率快速变化会同时对送受端电网造成影响。在梳理中国电网系统保护建设的基础上,系统分析了基于频率响应的直流频率调制对大区电网系统保护的影响,进而从保障电网安全稳定运行和提高跨区控制资源利用效率的角度,提出了综合电网就地和远方信息的直流频率调制与紧急功率支援的协调控制方案,实现大区电网系统保护间的协调动作。最后,基于实际电网仿真算例验证了所提控制方案的有效性。     

特高压交流电网建设进程对四川特高压直流与相关交流断面耦合关系的影响

随着特高压交流电网建设进程的不断深入及锦苏、复奉、溪浙三大特高压直流的建成,四川电网将形成交直流混联外送的格局。针对特高压直流闭锁后功率转移情况,并结合特高压交流电网的建设进程,分析与特高压直流具有较强耦合关系的交流断面,为四川电网的安全稳定运行提供指导。     

多分层直流馈入的特高压环网开断运行特性及安控措施

某受端省级电网的特高压交流环网投运后,为多特高压直流分层接入、满功率消纳提供了条件,受端特高压交直流以及1000 kV/500 kV交流电网之间的耦合强度加大。为保证故障后特高压交直流电网的可靠运行,仿真分析了1000 kV特高压环网开断后交直流耦合的电压稳定特性,以及开断后大功率转移至500 kV电网的热稳定特性,分析了此电网结构下电压稳定、热稳定两大运行问题产生的原因;为减小防控措施量,计及直流调制、切负荷等多资源控制手段的灵敏度以及优先级,建立了防控两大运行问题的统一多资源协控优化模型,并提出了基于控制代价的恒步长梯度下降启发式寻优方法来求解得到协控措施。依托实际电网开展了仿真计算,验证了该控制措施能够有效减少防控措施量。     

南方电网西电东送交直流混合输电系统安全稳定性分析

随着国家“西部大开发”战略的实施，南方电网“西电东送”工程的建设进入了快速发展阶段，南方电网已成为我国第1个也是目前唯一的500kV超高压远距离交直流混合输电的大型区域电网。现以我国南方电网已经形成的“两交一直”和即将“五交两直”的交直流混合输电系统为基础，对南方电网进行分析，揭示其输电能力、薄弱环节和采取安全稳定控制措施等安全稳定特性，表明通过合理优化和正确制定安全稳定控制策略，保证安全自动装置动作的可靠性，交直流混合输电系统不仅可取得较大的输电效益，而且也可安全稳定运行。     

宁东直流山东侧电网稳定控制措施研究

为了研究宁东直流双极故障对华北—华中电网同步安全稳定性的影响,在理论分析特高压交流试验示范工程静态稳定极限基础上,对宁东±660 kV直流工程与特高压联络线输送功率的耦合关系进行了深入分析,研究直流双极闭锁对特高压联络线潮流峰值的影响。基于实际电网算例,指出山东电网负荷模型是影响计算结果的重要因素,提出了宁东直流投运后山东电网稳定控制措施及配置实施方案,通过仿真验证了控制措施的有效性。提出了采用直流调制的方法提高华北—华中电网稳定水平。研究成果可为今后跨区电网稳定控制系统的实施提供参考。     

三华电网特高压交直流输电系统交互影响及控制策略

研究特高压交直流系统间的相互影响,并提出相应的控制策略对三华电网的安全稳定运行具有重要意义。基于电力系统安全稳定量化分析软件FASTEST,仿真分析了特高压交流系统故障对直流系统的影响、直流闭锁故障对系统稳定性的影响,在此基础上,提出了直流双极闭锁导致系统失稳时的紧急直流功率支援策略。结果表明：三华电网直流受端附近线路故障对直流系统影响最大;除严重危及直流系统的故障外,同一省区内故障点短路电流越大,故障对特高压联络线功率波动影响越大。仿真验证了所提出策略的有效性。     

多分层直流馈入的特高压环网开断运行特性及安控措施

某受端省级电网的特高压交流环网投运后,为多特高压直流分层接入、满功率消纳提供了条件,受端特高压交直流以及1000 kV/500 kV交流电网之间的耦合强度加大。为保证故障后特高压交直流电网的可靠运行,仿真分析了1000 kV特高压环网开断后交直流耦合的电压稳定特性,以及开断后大功率转移至500 kV电网的热稳定特性,分析了此电网结构下电压稳定、热稳定两大运行问题产生的原因;为减小防控措施量,计及直流调制、切负荷等多资源控制手段的灵敏度以及优先级,建立了防控两大运行问题的统一多资源协控优化模型,并提出了基于控制代价的恒步长梯度下降启发式寻优方法来求解得到协控措施。依托实际电网开展了仿真计算,验证了该控制措施能够有效减少防控措施量。     

特高压互联系统联网初期动态稳定特性及控制策略

分析了通过特高压交流联络线互联的华北、华中两大装机过亿电网在联网初期面临的运行与控制方面的新情况,研究了特高压交流互联系统的动态品质,并针对系统联网初期存在的动态稳定问题,提出了切实有效的运行控制措施。这些分析和研究结果对于特高压交流互联电网的规划、设计和运行控制均具有重要指导作用。     

直流闭锁冲击弱交流通道的稳定特性及多资源协调控制措施

电网建设过渡期"强直弱交"背景下,直流闭锁冲击弱交流通道的运行风险、防控难度和代价进一步加大,相关的特性和防控措施研究亟待深化与细化。依托实际电网,从以下3个方面仿真分析了直流闭锁冲击弱交流通道的稳定风险:弱交流通道与故障直流两者送受电不同方向的耦合风险、不同初始功率的交流通道承载直流冲击的风险、输送不同功率的单直流闭锁及多直流同时闭锁的冲击风险。针对防控上述冲击的传统切负荷安控存在的单一化、代价过大等不足,梳理并分析了抽蓄切泵、直流功率调制及精准切负荷等多种安控资源的特点,建立了多资源协调控制的优化模型,启发式地确定了参与协调控制的多资源的动作顺序,提出了计及网络安全约束的直流功率调制等多资源控制量的确定方法。实际电网的仿真结果验证了多资源协调控制策略的有效性及其降低控制代价的效果。     

±660 kV银东直流闭锁后的紧急切负荷决策

分析了特高压交流运行初期银东直流闭锁故障对系统稳定性的影响,提出直流双极闭锁后通过切除山东电网内部分负荷以减少特高压联络线北送功率来防止系统失稳。设计了切负荷控制系统,依据电网运行状态及时计算刷新银东直流双极闭锁后的切负荷量,并根据各子站负荷性质和负荷量合理选择切负荷站点。相比于对分法,基于弦割法的临界切负荷量搜索策略能够快速找到银东直流双极闭锁后山东电网内的临界切负荷量。