弱电源支撑的特高压直流送端系统优化方案研究与实施

在分析特高压直流送端系统设计需考虑的关键因素基础上,针对东北地区±800kV扎鲁特-青州特高压直流工程因缺少送端配套电源而面临的无功支撑能力弱、系统频率稳定性差等问题,对送端系统方案进行了优化设计。通过计算分析系统短路比、无功容量等参数,确定了送端系统短路比的要求以及换流站侧零无功功率交换的无功功率配置原则,提出了调整500kV接入系统方案、控制送端机组开机方式等优化方案。结果表明,优化后的送端系统可以大幅提高直流输电工程投运后的系统稳定性。     

?1100kV特高压直流系统试验方案研究

分析了准东—皖南?1100 k V特高压直流示范工程的特点以及哈郑和溪浙?800 k V直流工程现场系统试验发现的主要技术问题。重点对受端高低端换流器分层接入500 k V/1000 k V交流电网控制保护性能、附加功率控制以及安稳装置的接口问题进行了分析。基于上述分析结果,结合?1100 k V特高压直流系统仿真计算分析结果,提出了系统试验项目,内容包括:基本的控制保护、监控、设备性能试验项目、换流站辅助系统试验、换流器控制与阀基电子接口试验、分层接入试验、换流变产气验证试验、融冰方式试验和直流偏磁测试试验等。这些研究成果为编制系统试验方案奠定了技术基础。     

特高压直流输电多端馈入方式稳态特性研究

随着传统高压直流输电容量的不断增大,受端系统电压支撑能力限制特高压直流应用的问题变得越来越突出.在分析特高压单端馈入存在的局限性的基础上,提出多端单层馈入和多端分层馈入2种方式.根据节点阻抗矩阵推导出不同馈入方式下的受端系统短路比,并进行对比分析.以向上和德宝直流工程为算例,比较不同馈入方式下的受端系统短路比及功率传输特性曲线,验证多端馈入的优势.从直流联网、系统扩建等方面给出了各种馈入方式的优缺点.最后对未来的特高压直流输电接入方式给出合理建议.     

直流孤岛送电系统的系统接入技术要求研究

针对直流孤岛送电系统规划与运行面临的安全稳定问题,从送电规模、工频过电压和滤波器投切引起系统电压波动3个方面研究直流孤岛接入系统应具有的最小短路比,并考虑发电机和升压变压器电抗影响,推导出满足短路比要求的交流线路长度及各因素对短路比的影响程度;同时,基于机组作用系数法,通过研究送端系统短路比与次同步振荡之间的关系,分析了避免次同步振荡所需的送端最大短路比要求与接入系统最小短路比要求之间的矛盾,提出了解决方案;并通过推导直流孤岛送端频率波动特性,论证了发电机惯性常数、故障切除时间与送端系统频率波动的关系,为送端发电机调速器参数选取提供依据。     

特高压直流输电系统接入受端系统方式对比研究分析

详细阐述了特高压直流受端单层接入、分层接入和分极分层接入方式的拓扑结构及其特点。在单层接入和分层接入方式控制系统结构的基础上提出了分极分层接入方式的控制系统结构。从多馈入短路比、故障特性和受端交流系统的接纳能力等方面对3种不同的结构方式进行了对比研究,得出分层接入和分极分层接入能有效提高多馈入短路比和受端交流系统的接纳能力;相较于单层接入方式、分层接入方式和分极分层接入方式具有更好的故障恢复特性和更强的受端交流系统接纳能力。     

网侧分层接入500kV/1000kV交流电网的特高压直流系统控制保护方案

受端分层接入500 kV/1000 kV不同电压等级交流电网的特高压直流接线方式在世界上属于首创,其控制保护没有可借鉴的经验。系统研究了该种接线方式的直流控制保护系统方案。分析了特高压直流受端网侧分层接入500 kV/1000 kV交流系统接线方式对直流控制保护的特殊要求,提出了网侧分层接入特高压直流控制保护系统的分层结构和功能配置方案,分析了功率正送和功率反送运行方式下直流控制策略的差异,提出了适用于正、反送运行方式的直流控制策略。对分层接入控制系统的关键功能,如阀组间电压平衡控制、分接头控制、无功控制、功率转移及分配等功能进行了分析和研究,提出了各功能的原理及实现方法。提出了受端分层接入直流工程直流保护的分区和功能配置,以及与常规特高压直流工程的差异。最后对直流场测点配置进行了分析。研究成果已应用于在建的分层接入特高压直流工程。     

±800kV特高压直流受端分层接入方式下低端阀厅金具结构设计

特高压直流输电系统受端采用分层接入方式是我国未来电网亟待研究的课题,该方式下换流站阀厅内部金具表面电场计算及结构优化对换流站的整体设计具有重要的指导意义。为此建立±800k V特高压直流输电系统分层接入方式下的仿真模型,得出受端低端阀厅典型金具的电位分布;校核计算传统±800k V阀厅金具在分层接入电压激励下的表面电场分布,并以此为基础,提出一种适用于分层接入方式的±800k V阀厅金具设计方案,即电场分布较严酷的D侧B相避雷器均压环内侧倒角半径根据其最大场强值随倒角半径变化曲线增大至合适的数值,400k V出线均压环管径增大至90mm,其他部分保持不变。计算结果可为采用分层接入方式的特高压直流工程设计和建设提供数据支撑。     

±1000kV特高压直流在我国电网应用的可行性研究

根据我国电网特点和特高压交直流建设情况,探讨了±1000kV特高压直流在我国电网发展中应用的可行性.在考虑设备制造能力的基础上,分析了±1000kV特高压直流的基本配置方案和经济性,并从多个角度分析±1000kV特高压直流对系统安全稳定的影响,具体包括接入系统方式、对送端和受端系统稳定性的影响以及多直流馈入问题等.最后,文章给出了±1000kV特高压直流发展需解决的技术问题,并对发展前景进行了展望.     

上海庙-山东特高压直流接入对宁夏电网的影响

为了研究分析2017年内蒙上海庙-山东特高压直流接入宁夏电网后对宁夏电网安全稳定运行产生的影响,分别从短路电流水平、直流短路比、暂态稳定特性、直流次同步振荡风险等多个方面进行了仿真分析。仿真结果表明:上海庙直流接入宁夏电网后会导致宁夏电网短路电流整体上升、直流送端系统有效短路比低、直流双极闭锁安稳装置拒动后系统失稳、直流配套电源存在次同步振荡风险等问题,建议加强蒙西电网网架,从其自身网架支撑该直流送出。     

特高压直流分层接入受端系统电压稳定性分析

特高压直流分层接入方式下,受端交流系统相互耦合,其无功电压特性更为复杂。如何评价分层接入方式下受端系统的电压稳定问题亟待研究。首先提出了直流分层接入方式下的电压稳定因子指标,并基于交直流混联系统的等值模型及特性方程,推导了分层接入电压稳定因子的计算方法。最后,针对不同直流控制方式和不同网架结构时的电压稳定因子大小,分析了多种运行方式下受端系统的电压稳定性。结果表明,直流系统采用整流侧定电流或功率,逆变侧均定电压控制方式最有利于受端系统换流母线的电压稳定。     

含高密度风电、交直流送端电网直流闭锁故障稳控方案研究

基于新疆电网2014年底网架结构,为了保障含高密度风电、交直流送端电网的稳定运行,当±800 k V特高压直流输电系统发生双极闭锁故障时,提出综合考虑新疆网内火电、哈密地区风电及直流配套电源,协调优化切机不平衡量的稳控方案,分析不同稳控方案对于含高密度风电、交直流混联系统运行电压的影响。研究结果阐明在满足新疆网内安全约束下,稳控风电切机量在20%~80%及优先切网内无功出力较大的火电机组、保留直流配套电源部分机组运行有利于系统稳定。该稳控方案对提高±800 k V特高压直流送端系统的稳定运行及减小高密度风电地区电压稳定性具有重要的参考价值。     

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。     

特高压直流分层接入方式下受端交流系统接纳能力分析

特高压直流分层接入交流电网方式具有引导潮流合理分布、提高电压支撑能力等优点,将在我国新建的大容量特高压直流工程中广泛应用。在新的接入方式下,大规模的电能将注入同一区域内不同电压等级的电网中,如何准确分析受端系统的接纳能力亟待深入研究。以实际特高压直流分层接入工程为研究对象,建立分层接入方式下交直流系统的等效模型;在影响因素分析的基础上完善分层接入短路比的定义,并分析其对受端电网接纳能力的影响;推导临界短路比和边界短路比的数学公式,提出分层接入方式下受端系统强弱的量化判断标准。     

特高压直流分层接入方式在多馈入直流电网的应用研究

随着我国特高压交直流技术的广泛应用,多馈入直流集中落入受端负荷中心将是未来我国电网发展所面临的重要问题。为从电网结构上有效解决多馈入直流系统的问题,提出一种特高压直流分层接入交流电网的方式。研究分层接入方式直流多馈入短路比计算方法的适用性,从理论上对比特高压直流不同接入方式下多馈入直流电网的系统特性,证明特高压直流分层接入方式有助于提高多馈入直流系统的电压支撑能力,引导潮流在1000kV与500kV层级间合理分布。结合国家电网规划,仿真验证了特高压直流分层接入方式的优势。     

观音岩电站送出直流工程系统谐波阻抗特性研究

观音岩电站送出直流工程是南方电网异步联网工程的重要组成部分。相对于其他直流工程,该直流的特点主要有:1送受端换流站可能存在的运行方式较多;2受端换流站送出线路加装串补,且最终串补度尚未确定。针对观音岩电站送出直流工程的特点,采用NIMSCAN程序对该直流工程送受端换流站的系统谐波阻抗特性进行了研究。对于送端换流站,比较了联网运行方式和孤岛运行方式下的系统等值谐波阻抗特性;对于受端换流站,按照送电方向的不同对系统的谐波阻抗进行分别计算。最后,分析了换流站出线串补的串补度变化对系统谐波阻抗参数的影响。     

特高压直流分层接入交流电网

<正>特高压直流分层接入交流电网,其逆变站采用分层接入1000 kV及500 kV交流电网的方式,可实现特高压直流功率输送的优化,提高受端交流系统电压支撑能力,引导潮流合理分布。锡盟-泰州±800 kV特高压直流属于多端直流输电模式。该工程的特高压泰州换流站是世界上首座千万千瓦级分层接入1000 kV和500 kV     

张北±500kV柔性直流电网换流站控制保护系统设计

张北±500 k V柔性直流示范工程首次构建柔性直流电网,柔性直流电网内换流站的控制保护系统需要满足多换流站协调控制、直流线路故障保护及直流线路故障快速恢复等新要求,该文在传统直流换流站控制保护系统设计的基础上,提出柔性直流电网换流站控制保护系统设计方案。相比于传统直流换流站设计方案,该设计方案在源端换流站和受端换流站各配置一套站间协调控制设备,实现多换流站间协调控制;站内保护系统采用三取二方案,增配双重化的直流线路保护,实现直流线路故障快速隔离及恢复。提出的柔性直流电网换流站控制保护系统的整体技术方案,对同类工程的设计提供了完整的设计方法和思路。     

多直流馈入华东受端电网暂态电压稳定性分析

基于2015年“三华”特高压规划电网的丰大运行方式,利用短路比和多馈入短路比指标分析了华东受端电网的强度,并讨论了受端系统网架调整和直流系统落点位置对短路比／多馈入短路比的影响。采用PSD-BPA暂态稳定程序,分析了华东受端电网在各种故障下的暂态电压稳定性。结果表明：直流系统落点位置对华东受端电网强度的影响较大;交直流...     

山东500kV电网规划中一些重要问题的研究

讨论了山东主网规划研究过程中所遇到的核心网架基本结构、某些６００ＭＷ大机组接入系统的电压等级以及两个相距不远的送端大电源接入受端系统等重要问题     

基于储能装置的柔性直流输电技术提高大规模风电系统稳定运行能力的研究

大规模风电集中接入电网对直流输电技术提出了更高的要求。为此,提出了基于储能装置的柔性直流输电并网传输系统拓扑结构。根据dq同步旋转坐标系下VSC-HVDC(Voltage Source Converter HVDC)系统的数学模型,设计了相应的换流器直接电流控制策略。其中送端换流站解耦控制器实现了风电场输出有功功率和无功功率的独立控制,受端换流站采用将储能装置充放电功率偏差值作为直流电压控制器附加信号的控制策略。最后,以配备双馈风电机组的风电场经柔性直流输电系统接入电网进行仿真分析,针对风电场在噪声风引起的输电功率波动、受端换流站侧交流系统短路故障等情况进行仿真验证,结果表明该控制方案有效可行。