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。     

华北多特高压交直流强耦合大受端电网系统保护方案设计

基于广域互联电网系统保护顶层设计原则与思想,结合华北多特高压交直流强耦合大受端网架格局特点,分析了华北电网特高压交直流典型故障扰动下的安全稳定特性。针对传统安控对于新网架格局下出现的安全稳定问题防控的不适应性,研究了华北系统保护的设防标准及多措施防控技术,并进一步研究提出了华北系统保护的功能配置及实施方案。结合华北目标年实际电网,仿真验证了提出的华北系统保护主要功能与关键技术的有效性。     

面向风火打捆的特高压直流输电工程弱送端强直弱交耦合特性研究

哈郑特高压直流是我国首个大容量风火打捆直流外送工程,送端电网存在多种安全稳定问题。分析了直流运行特性,提出了过渡期联网运行和孤岛运行的条件。研究了弱送端电网不平衡功率分配特性,为故障后保障重要交流通道安全稳定控制策略的制定奠定了基础。研究了特高压直流输电系统与750 k V交流电网耦合特性,指出配套火电的投运将使吐哈断面稳定问题由动态稳定转变为暂态稳定,二通道同时存在电压大幅波动和暂态稳定问题,给出了故障约束下特高压直流与二通道输电能力。分析了直流对青藏直流及藏中电网频率稳定的影响规律,研究了风火不同比例下直流故障引起的电压波动问题,为西北电网的运行控制提供了参考依据。     

多直流送端电网低频问题对策研究和工程应用

随着西部电源基地的发展,越来越多的送端电网采用了多直流异步联网的方式。由于负荷相对送出规模较小,送端电网容易出现发电功率损失导致的频率降低稳定问题。分析了多直流送端电网当前面临的低频问题及相关控制系统的技术现状,阐述了利用多直流功率紧急回降措施的频率紧急协调控制系统主要设计思路,从系统总体架构、控制原则及控制策略等方面提出了详细的系统建设方案,最后介绍了该研究成果在西南电网的实际工程应用情况。     

弱受端系统直流再启动方案

直流再启动可有效提高直流系统的运行可靠性,但也可能给受端系统带来频率和电压冲击。文中对弱受端系统直流再启动方案进行了研究。首先,介绍了直流再启动过程的动作序列,分析了直流再启动对弱受端系统第二、三道防线的影响,指出直流再启动与低频减载配合不好可能导致受端系统连锁故障;其次,提出了直流再启动与弱受端系统第二、三道防线的协调配合原则,并给出了直流再启动方案的评估方法及流程;然后,研究了直流单双极运行方式下的再启动候选方案,并给出系统运行方式配合建议。最后,以某弱受端系统为研究对象,对直流单双极运行方式下的再启动候选方案进行评估,并给出了运行方式建议。仿真结果验证了所提判据和算法的有效性。     

特高压双直流送端电网直流闭锁故障稳控措施研究

基于新疆电网2017年规划网架结构,±1 100 k V准东直流将作为第二条直流外送通道接入新疆送端电网。为了保障新疆送端电网的安全稳定运行,当±800 k V哈郑直流发生闭锁故障时,提出综合考虑±1 100 k V直流紧急功率支援、送端电网切机的稳控手段,分析两种不同稳控措施对于含双直流送端电网运行电压的影响。研究结果表明在满足新疆电网稳定运行前提下,稳控切机配合直流紧急功率支援能有效降低送端电网的切机量,平衡直流故障后的无功功率。该稳控措施对提高双直流送端电网的电压稳定及优化送端电网稳控切机不平衡量具有一定的参考价值。     

交直流混联受端电网频率紧急协调控制技术及应用

交直流混联受端电网大频差事故下的频率稳定控制是个难题,之前主要依靠电源侧的一次调频响应以及负荷侧的低频减载措施。随着直流功率紧急支援、抽蓄切泵和大规模可中断负荷控制等新型可控资源以及相应新控制技术的出现,全面提升和拓展频率紧急控制技术成为可能。系统性地分析了实现频率紧急全过程控制需要攻克的关键技术,重点阐述了频率紧急协调控制技术中的故障可靠识别、功率损失量准确计算、多防线协同、多措施分类协调、系统监视与管理等核心技术。基于上述关键和核心技术构建了华东电网频率紧急协调控制系统,保障了华东电网的安全稳定运行,提升了新能源的消纳能力。     

基于准东—皖南特高压直流投运后哈郑直流安全稳定控制措施的研究

针对准东-皖南特高压直流规划建设后,根据当前新疆电网的情况,研究哈郑直流闭锁故障直流安全稳定控制措施的可行性,分析直流闭锁故障情况下切机措施的可行性。分析直流闭锁故障情况下切机措施引起的潮流转移、新能源脱网、第3道防线动作等潜在风险,提出了安全稳定控制措施的优化协调方案。对研究疆电外送,提高新疆电网安全稳定运行有实际意义。     

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。     

直流紧急功率支援用于第三道防线的研究

直流系统参与安全稳定控制的研究与应用仍局限于属于第一道防线的预防控制和属于第二道防线的紧急控制,挖掘应用直流系统的运行特性和调控能力是提高交直流电网安全稳定水平的重要技术途径。提出将直流系统具有的紧急功率支援能力作为第三道防线候选控制手段的理念,与常用的低频减载/高频切机等措施协调配合,防止系统崩溃;在监测到电网发生频率低/高异常变化时启动利用直流紧急功率支援功能,从而减少切负荷/机组的控制量。从整定计算和控制装置两个方面,阐述实现直流紧急功率支援参与第三道防线中频率异常控制的初步方案。用实际电网的数据仿真分析直流紧急功率支援参与第三道防线取得的有益效果。联系第三道防线发挥作用的时机特点和直流系统运行控制特性,讨论将直流紧急功率支援作为第三道防线措施应注意的问题,对于构筑技术手段更为丰富的电网安全稳定第三道防线,具有重要参考价值。     

多直流换相失败对弱交流断面的冲击特性及应对措施

多直流换相失败累积的暂态不平衡能量对弱交流断面造成一定冲击,进而威胁电网安全,需要研究其特性及防范措施。依托中国实际典型网架格局,计及多直流换相失败的功率波动性、连续性、同时性等特征,仿真分析了换相失败对弱交流断面的冲击特性,并从安控以及规划角度提出了多种应对措施：弱交流断面与多直流的功率预控措施,换相失败达到一定次数后主动闭锁直流的紧急控制措施以及弱交流断面的网架强化措施等,仿真验证了特性规律的正确性和措施的有效性。研究结论可为互联电网实际运行提供参考。     

面向特高压交直流大受端电网的频率紧急控制特性分析

以特高压交直流混联为特征的大受端电网易发连锁故障,一旦发生直流闭锁,频率稳定问题可能随之出现。针对多直流协调控制、安控抽蓄切泵、精准负荷控制等频率紧急控制方法,开展基于实际电网典型运行方式下电网的频率紧急控制特性仿真,验证现有频率紧急控制方法的有效性。     

考虑直流调制的交直流系统中长期电压稳定协调控制

综合考虑直流系统整流侧和逆变侧控制量的调制,协调交流系统和直流系统各控制量,提出了一种考虑直流调制的交直流系统中长期电压稳定协调控制方法。首先,推导出换流母线电压对整流侧和逆变侧换流器传输功率的灵敏度解析表达式,并基于轨迹灵敏度建立以节点电压轨迹偏差和控制代价最小为综合目标的模型预测控制优化模型。然后,根据对系统控制轨迹的预测,进行交直流系统控制数量自适应调整和控制地点优选,以提高模型预测控制的效率,协调交直流系统各控制量进行电压滚动优化控制。最后,对交直流混联系统进行仿真,结果表明针对不同的故障场景,所提控制方法均能有效调制直流系统传输功率和熄弧角,全面协调交直流系统的各种控制手段,提高系统中长期电压稳定性。     

西南电网交直流协调控制系统设计与应用

中国渝鄂背靠背柔性直流工程投运以后,异步运行的中国西南电网面临的主要问题变成了自身频率问题,而现有安控系统只能解决局部问题,因此需要构建西南电网交直流协调控制系统。在处理手段、协调方式和构建模式上,对设计西南电网交直流协调控制系统进行了解析。详细阐述了系统的总体架构,在站点配置和通信设计方面介绍了建设的原则。从西南电网交直流协调控制系统的设防原则和控制策略方面详细说明了交直流协调控制系统的功能和作用,并且将构建的交直流协调控制系统应用于实际西南电网中,同时进行了详细的试验验证。     

南方交直流混合电网区域振荡的协调控制策略

针对南方电网弱阻尼区域振荡模式的抑制问题,在分析了电力系统稳定器(PSS)、直流阻尼调制的控制机理及其控制效果的基础上,考虑到南方电网近距离直流多落点的特点,提出了一种PSS和直流阻尼调制的协调控制策略。在该策略中,结合模式可控性指标首先进行相关控制点的PSS参数优化以抑制直流调制不敏感的模式,在前一层优化的前提下再进行直流阻尼调制控制器的参数优化。这样既能保证二者的协调控制,又能有效地控制优化进程和降低计算量。最后通过仿真计算验证了协调控制策略的合理性和有效性。此工作可为研究近距离直流多落点交直流混合电网的低频振荡抑制问题提供新思路。     

直流系统参与电网稳定控制应用现状及在安全防御体系中的功能定位探讨

根据交直流电网安全稳定控制需求,分析了直流系统功率紧急控制、功率调制、频率调制、无功调制等附加控制功能及其应用现状,比较了新旧版本《电力系统安全稳定控制导则》对直流系统参与电网稳定控制定位的阐述;在此基础上,结合我国电网特征及发展趋势,探讨了直流系统多种附加控制功能在电力系统安全3道防御体系中的定位,并给出了建议.     

利用直流功率调制增强特高压交流互联系统稳定性

特高压交流试验示范工程投运后显著地增强了华中、华北两大电网之间的电力交换能力,但特高压系统的大功率传输也对华中、华北电网联网安全稳定运行提出了更高的要求。利用直流输电系统传输功率的快速可控性,可以为暂态过程中的交流互联系统提供紧急调控手段,起到功率支援和阻尼振荡的作用。为此,对利用华中电网的直流输电系统进行紧急功率支援以提高交流互联系统暂态稳定性以及采用直流调制阻尼特高压线路功率振荡进行了研究。仿真结果表明,利用直流输电系统的紧急调控手段可以减少华中电网的切机切负荷量,增强特高压互联系统的暂态稳定性,并可提高交流系统阻尼,有效地抑制电网区域间的功率振荡。